독자 우주발사 시대 연다...12년간 2조원 투입, `누리호` 날개

한국항공우주연구원은 오는 21일 오후 4시 고흥 나로우주센터에서 한국형발사체 '누리호'를 발사한다. 사진은 2018년 11월에 이뤄진 75톤급 액체엔진의 '시험발사체 발사' 장면. 항우연 제공

누리호는 1단(75톤 액체엔진 4기), 2단(75톤 액체엔진 1기), 3단(7톤 액체엔진 1기) 등 총 3단부로 구성돼 있다. 항우연 제공

21일 오후 4시 발사 예정인 누리호 발사 비행 시퀀스. 항우연 제공

"K-발사체 기술독립 D-3"

국내 독자 기술로 개발한 한국형발사체 '누리호'가 오는 21일 오후 4시 전남 고흥 나로우주센터에서 우주를 향해 힘차게 날아 오른다. 개발에 착수한 지 12년 만에 처음으로 우리나라 땅에서 순수 국내 기술로 완성한 발사체를 우주로 쏘아 올리는 역사적인 순간이 연출된다.

누리호 발사에 성공하면 우리나라는 세계에서 7번째로 중대형 우주발사체 기술을 확보한 국가에 이름을 올리게 된다. 'K-발사체, 기술독립'의 새 이정표를 마련하게 되는 셈이다.

◇세계 7번째 중대형 우주발사체 보유국 등극= 누리호는 1.5톤급 실용 인공위성을 지구 저궤도(600∼800㎞)에 투입하는 우주발사체다. 2010년 3월 우주 발사체 개발을 시작해 올해까지 장장 12년 간 총 1조9572억원이 투입되는 초대형 우주개발 프로젝트의 결과물이다.

나로호가 러시아와 기술협력을 통해 개발한 것이었다면, 누리호는 엔진 설계부터 제작, 시험, 발사 운용까지 전 과정을 우리의 기술을 투입해 개발한 '토종 우주발사체'라는 점에서 커다란 의미를 갖는다.

누리호는 총 길이 47.2m, 지름 3.5m, 무게 200톤에 달하는 중형 발사체로, 75톤 액체엔진 4기가 마치 한 개의 엔진으로 작동하는 1단, 75톤 액체엔진 1기의 2단, 7톤 액체엔진 1기의 3단 등으로 구성돼 총 300톤급 출력을 지원한다.

75톤 엔진은 지금까지 총 184회의 연소시험, 누적연소시간 1만8290초의 테스트를 거쳤고, 7톤 엔진도 총 93회 연소시험, 1만6925.7초의 누적연소시험을 통해 성능 검증을 마쳤다. 이 중 기술적 난이도가 가장 높은 엔진 4기를 묶는 클러스터링 기술은 엔진 4기의 정확한 정렬과 균일한 추진력을 내 하나의 엔진처럼 동시에 점화해 동일 출력을 내야 하는 까다로운 성능시험도 무사히 마쳤다.

오승협 한국항공우주연구원 발사체추진기관개발부장은 "발사 성공 시 실용급 1톤급 이상 위성을 발사할 수 있는 우주발사체를 개발한 6번째 국가의 반열에 올라서게 된다"고 말했다.

◇발사 10분 전 '자동 카운트다운'…위성모사체 궤도진입 시 '성공'=누리호는 발사 전날(20일) 오전 7시10분 제2발사대로 옮겨진다. 발사대에 도착하면 누리호는 수직으로 세워져 발사대에 고정되고, 엄빌리칼(탯줄) 타워에 연결해 전기를 공급한다.

이후 발사 4시간 전부터 비행에 사용되는 연료와 산화제(극저온 액체산소)를 주입하면 발사체 기립장치가 분리되고, 모든 발사 준비가 끝난다. 기상 상태와 주변 환경 등이 발사에 이상이 없을 경우, 발사 10분 전 '발사자동운용(PLO)'에 들어가 발사체 이륙 직전까지 자동으로 진행된다.

발사 이륙 후 누리호는 정남쪽 방향을 향해 날아 올라 1단 분리(고도 59㎞, 이륙 127초), 페어링 분리(고도 191㎞, 이륙 233초), 2단 분리(고도 258㎞, 274초), 위성모사체 분리(고도 700㎞, 967초) 등의 비행 시퀀스에 따라 작동한다.

한상엽 항우연 발사체신뢰성안전품질보증부장은 "누리호의 발사 성공 여부는 발사체에 탑재된 1.5톤 위성모사체를 고도 700㎞ 궤도에 초속 7.5㎞로 진입시킨 후 추적레이더와 텔레메트리(원격자료수신장비)에서 전송된 데이터를 확인·분석이 끝나는 발사 30분 후에는 파악할 수 있다"고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr