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한국, '세계 7대 우주강국' 도약에 화룡점정 찍는다[누리호 2차발사]
아시아경제 기사제공: 2022-06-02 11:42:43

[아시아경제 김봉수 기자] 한국이 '뉴 스페이스(New Space)' 시대를 맞아 우주 강국 대열에 합류하기 위한 '화룡점정(畵龍點睛)'에 나선다.
오는 15일 한국형 독자 우주 발사체 '누리호'가 최종 완성을 위한 2차 발사를 실시한다.
성공하면 세계에서 7번째로 1t 이상 실용급 위성을 우주에 쏘아 올릴 수 있는 중대형 우주발사체를 보유하게 된다.
특히 설계ㆍ제작ㆍ시험ㆍ발사 운용 등 모든 과정에 필요한 기술을 독자적으로 개발ㆍ보유하게 돼 명실상부한 우주 강국으로 우뚝 설 전망이다.


2일 과학기술정보통신부에 따르면, 한국항공우주연구원(KARI)은 오는 15일 전남 고흥군 나로도 나로우주센터에서 누리호 2차 발사를 실시한다.
앞서 정부는 지난달 25일 '누리호 발사관리위원회'를 개최해 기술적 준비 상황과 최적의 발사 여건 등을 종합적으로 검토해 발사일을 확정했다.
기상 사정 등이 안 좋을 경우 이달 16~23일을 예비 일정으로 잡았다.
현재 누리호는 3단부 성능 검증 위성 탑재 작업을 진행 중이다.
지난해 10월 1차 발사 때 드러난 문제를 개선한 후 1~2단 조립까지 끝냈다.
지난달 19일에는 정부, 지자체, 군경 등 11개 기관이 안전 확보를 위한 최종 점검 종합 훈련도 실시했다.


◇ 누리호는?

우리나라가 2010년부터 총 1조9572여억원을 들여 독자 개발한 첫 번째 우주 발사체다.
2013년 발사 성공한 나로호의 경우 핵심인 1단부를 러시아가 제작해 '국산'은 아니었다.
누리호는 러시아 엔진을 참고하긴 했지만 독자적으로 75t급 액체 엔진과 본체, 연료탱크, 발사대 등을 설계ㆍ제작ㆍ실험하는 등 모든 과정을 국산화했다.
총 길이 47.2m에 200t의 무게로 연료 56.5t, 산화제 126t을 싣는다.
1.5t 무게의 화물을 저궤도(600~800km)에 올릴 수 있는 성능을 지녔다.
1단부는 75t급 액체엔진 4개를 묶었고, 2단부는 75t급 액체엔진 1기, 3단부는 7t급 액체엔진 1기로 각각 구성됐다.


지난해 10월21일 1차 시험 발사해 각 단 및 페어링 분리, 700km 목표 궤도 도달 등 대부분의 과제를 달성했다.
다만 최종 목표였던 모의 위성 궤도 진입이 실패하면서 '미완의 성공'으로 남았다.
이번 2차 발사는 누리호 1차 사업의 최종 시험이지만, 향후 4년간 추가 발사 사업을 통해 4기를 더 제작·발사하면서 안전성 및 신뢰도를 확보할 예정이다.
또 스페이스X 등 세계적 추세를 따라잡기 위해 2조원을 투입해 재활용이 가능하고 청정 연료를 사용하는 첨단 고성능 로켓으로 업그레이드하는 방안도 검토 중이다.



◇ 2차 발사, 뭐가 다른가?

1차 발사 당시 3단부 7t급 액체 엔진이 예상보다 46초 가량 빨리 꺼지면서 마지막 순간 힘을 얻지 못하는 바람에 최종 목표인 위성 모사체 궤도 진입에 실패했다.
추후 조사 결과 3단부 엔진 내 산화제 탱크에 균열이 생겨 연료가 샜다는 사실이 밝혀졌다.
원인은 헬륨 탱크 고정 장치가 부실해 비행 과정에서 풀렸기 때문이었다.
이에 2차 발사 일정이 당초 지난달 중순에서 한 달 정도 순연됐다.
KARI는 2개월 가량의 원인 분석 작업을 거쳐 지난 1월부터 부품 설계 변경 및 검증 작업을 실시했다.
이 과정에서 1, 2단부의 구조를 보강하기 위해 산화제 탱크 설계를 고정지지부 방식으로 변경했다.
액체 질소에 담궈서 문제가 없는 지 검증했다.
특히 이미 조립돼 있던 3단부를 다시 해체ㆍ분해해 수리하는 작업이 어려웠다.
고정환 KARI 한국형발사체개발사업 본부장은 "산화제 탱크 뚜껑을 열고 사람이 들어가서 교체해야 했다"면서 "내부에 다른 부품이 너무 많이 들어가 있어서 까다로운 작업이었지만 모든 교체 작업과 재조립까지 지난 4월 말 완료한 상태"라고 설명했다.


이번 2차 발사 때는 위성 모사체만 실었던 지난 1차 때와 달리 큐브 위성 4개가 포함된 성늠 검증 위성과 위성 모사체를 함께 궤도에 올린다.
누리호 성능 검증 위해 특별히 제작된 200kg 가량 무게의 실제 동작 위성과 1.3t 무게의 위성 모사체다.
누리호 3단부가 고도 700km에 올라가게 되면 성능 검증 위성이 먼저, 나중에 위성 모사체가 분리된다.
그때까지 초속 7.5km의 속도를 유지하고 무사히 분리되면 일단 누리호는 '임무 성공'이다.
이후 분리 2시간 후까지 성능 검증 위성이 지상국과 지속적인 교신을 하고 4시간 후엔 남극 세종기지에서 위성 자세 정보를 확인한다.
다음날 지상국과의 원활한 교신이 가능하면 위성 상태에 대한 보다 정밀한 확인이 이뤄진다.
성능 검증 위성은 발사 일주일 뒤 내부에 탑재된 큐브 위성 4기를 사출하게 된다.



◇ 독자적 우주 개발 수단 확보

세계는 바야흐로 뉴 스페이스 시대다.
즉 국가와 민간이 초고속 통신망 구축, 자원·에너지 부족 해결, 국가 안전 보장, 지구 관측 정보 활용 등을 위해 우주 개발에 사활을 걸고 있다.
당장 미국이 한국을 포함한 10여개 국과 아르테미스 협약을 체결해 달 자원 탐사와 루나게이트웨이 구축 등 달 개척에 나서고, 여기에 맞서 중국과 러시아 등이 공동 달 탐사에 나서고 있는 것이 대표적 사례다.
스페이스X 등 민간업체들도 우주 관광은 물론 달·소행성 등을 대상으로 한 우주 광산 개발, 화성 탐사, 지구 관측 정보 산업, 우주인터넷·6G 초고속 통신망 구축, 초정밀 위성항법시스템(GPS) 등 우주 개발 산업화가 활발하다.
한국도 1990년대 우리별 1호 발사로 우주 개발에 뛰어들어 위성 제작·운용 분야에선 실력을 갖췄지만 아직까진 자체 우주 개발 역량이 미흡한 상태였다.
이번 누리호 2차 발사가 성공할 경우 이같은 국제적 우주 개발 각축에 한국이 뛰어들 수 있는 최소한의 수단을 갖췄다는 의미다.


고 단장은 "우리나라가 만든 발사체를 자체 발사장에서 궤도에 올린다는 것은 우리가 만든 어떤 것이라도 우주에 투입할 수 있는 능력을 갖게 된다는 것"이라며 "우리나라가 우주에 갈 수 있는 독자적인 수단을 갖게 된다는 것으로 37만여개의 부품들이 정상적으로 작동해야 한다"고 말했다.
그는 이어 "엄청나게 많은 부품들이 극한 환경에서 작동하는 만큼 언제든지 실수가 있을 수 있다"면서도 "최선을 다해 마무리 작업을 진행 중이며, 아직 성공과 실패를 말할 수 없지만 좋은 결과를 기대하고 있다"고 덧붙였다.


김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr

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