발사후 30분 K-로켓 '누리호' 성패 가른다

21일 오후 4시 이후 발사 유력
성공적 분리돼야 목표궤도 진입
위성모사체 데이터 분석해 확인

오는 21일 나로우주센터에서 발사 예정인 한국형발사체 '누리호'는 발사 이후 30분이 지나 탑재한 위성모사체와 분리돼 목표 궤도에 진입했는지 여부에 따라 발사 성공이 결정된다. 사진은 누리호 인증모델(QM)을 발사대에 기립한 모습. 항우연 제공

지난 6월 1일 나로우주센터 내 발사체종합조립동에서 조립을 마친 누리호가 트랜스포터에 실려 발사대로 이송되고 있는 모습. 항우연 제공

국내 독자 기술로 개발한 한국형발사체 '누리호' 발사(21일)가 열흘 앞으로 다가온 가운데, 누리호 발사의 성공 여부가 어떻게 결정되는 지에 관심이 쏠린다. 누리호 발사 시간은 21일 오후 3∼7시 사이에 결정되는데, 당일 기상 상황과 우주물체와의 충돌 등을 피할 수 있는 시간대를 고려해 최종 확정된다. 현재로선 오후 4시 이후가 유력하다.

11일 한국항공우주연구원에 따르면, 누리호는 나로우주센터에서 발사된 이후 16분 7초(967초)가 지나면 고도 700㎞에서 탑재하고 있던 위성모사체를 분리한다.

이 때, 목표 궤도에서 위성모사체가 성공적으로 분리됐는지에 대한 데이터를 분석한다. 데이터 확인까지 약 30분 가량 걸리는 데, 이 과정을 거치면 누리호 발사의 성공 여부가 판가름 난다. 누리호 발사 이후 30분이 지난 시점에서 발사 성공 여부를 확인할 수 있게 되는 셈이다.

이에 앞서 누리호는 발사(21일) 전날인 20일 본격적인 발사 준비에 들어간다. 우선 나로우주센터 내 발사체종합조립동에서 총조립을 마친 누리호가 특수 이송차량인 '트랜스포터'에 실려 수평을 유지한 채로 사람의 보행 속도 수준인 시속 1.5㎞ 로 천천히 발사때까지 이송된다.

이후 이렉터(발사대 발사패드 위로 누리호를 세워 자세를 제어하는 설비)를 이용해 누리호를 수직으로 세운 후 발사 패드에 고정시킨다. 기립한 채로 하루를 보낸 누리호는 발사 당일 연료와 전기 계통을 중심으로 모든 부분에 대한 종합 점검을 한 후, 발사 4시간 전부터 연료와 산화제 주입을 마치면 모든 발사 준비가 끝나게 된다.

이 작업이 순조롭게 마무리되면 발사 10분 전 발사자동운용에 들어가 본격적인 발사 카운트다운에 들어간다. 발사체 발사준비가 완료되고, 누리호 맨 아래 1단 엔진 추력이 300톤에 도달하면 지상고정장치 해제 명령이 내려지고, 발사체는 우주를 향해 힘차게 날아 오르게 된다.

발사된 누리호는 이륙 개시 127초(2분 7초) 후 고도 59㎞에서 1단이 분리되고, 233초(3분53초) 후에는 고도 191㎞에서 페어링(위성 등 발사체 탑재물을 보호하는 덮개)이 분리된다. 페어링이 정확한 시간에 제대로 분리돼야 누리호에 실린 위성모사체가 목표 궤도에 진입할 수 있다.

페어링 분리와 함께 274초(4분34초)가 지나면 고도 258㎞에서 2단이 분리되고, 967초(16분7초)에 고도 700㎞에서 3단 추력이 종료된 뒤 탑재된 위성모사체가 분리되는 비행 시퀀스에 따라 누리호는 발사를 종료하게 된다.

발사된 누리호의 1단, 페어링, 2단 분리 등은 나로우주센터와 제주추적소에 설치된 추적 레이더와 텔레메트리(원격자료 수신장비) 안테나를 통해 추적하고, 3단 엔진과 위성모사체 분리 등 후반부 추적은 팔라우에 있는 해외 추적소에서 수행한다.

발사에 가장 적합한 기온은 영하 10∼영상 35도 사이이며, 발사 시 평균 풍속은 초당 15m 이어야 한다.

항우연 관계자는 "발사체 발사는 온도, 습도, 지상풍, 고층풍 등 기상 환경은 물론 우주물체와의 충돌 가능성 등 세심한 부분까지 고려한 후, 발사일과 시간을 확정하게 된다"며 "지난 3월 러시아 소유즈도 발사 당일 기술적 조치 사항이 발견돼 이틀 늦어져 발사되는 등 발사일 변경은 흔하게 발생한다"고 말했다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr