[일문일답]"7t 엔진 연소시간 40초 모자라..엔진 문제는 아닌 것으로 보여"

21일 누리호 발사 후 과학기술정보통신부 브리핑

21일 전남 고흥 외나로도 나로우주센터 현장 프레스센터에서 열린 누리호 발사 후 브리핑에 임혜숙 과학기술정보통신부 장관과 이상률 한국항공우주연구원 원장, 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장, 오승협 항우연 발사체추진기관개발단장, 권현준 과기정통부 거대공공연구정책관이 참여했다. 과학기술정보통신부 제공

한국형 발사체 ‘누리호(KSLV-Ⅱ)’의 첫 시험비행이 초속 7.5km의 속도로 고도 700km 궤도에 위성 모사체를 투입해야 하나 초속 6.7km에 머무른 것으로 확인되며 비정상 비행으로 기록됐다. 75t급 액체엔진 4기를 클러스터링한 1단 엔진과 75t급 1기의 2단 엔진은 제 성능을 냈고 1단 분리와 2단 분리, 위성보호 덮개(페어링) 분리 등 어려운 기술들을 성공해 냈으나 7t급 3단 엔진이 목표 연소시간인 521초를 채우지 못하고 475초 만에 조기 종료된 탓이다.

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 발사 후 브리핑을 열고 이날 7t 엔진이 목표 연소시간을 채우지 못한 데 대해 7t 엔진 자체의 문제는 아닌 것으로 보인다며 정확한 원인을 찾고 있다고 설명했다. 브리핑에는 임혜숙 과기정통부 장관과 이상률 항우연 원장, 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장, 오승협 항우연 발사체추진기관개발단장, 권현준 과기정통부 거대공공연구정책관이 참여했다.

다음은 브리핑에서 진행된 기자들과의 일문일답이다.

- 3단 7t 엔진 연소시간이 왜 부족했는지, 짐작 가는 문제가 있나.

(고정환 본부장) “3단을 지켜봤을 때 연소시간이 40~50초 정도 일찍 종료된 것으로 보인다. 현재 계측된 데이터를 다 보지 못했다. 데이터를 다운로드받아 연구원들이 분석을 해봐야 하는데 며칠 정도 더 걸려야 한다. 엔진 조기 종료 원인은 여러 가지 있다. 대표적인 원인은 탱크 내부 압력이 부족했다거나, 연소종료 명령이 잘못 나갔다든지 하는 것이다. 이 부분은 원격계측 데이터를 분석해보고 탑재 밸브나 전자장비 입출력 데이터를 분석해봐야 결론을 내릴 수 있을 것 같다”

- 위성 모사체가 궤도에 안착하지 못하면 어떻게 되는가.

(고 본부장) “비행중 시퀀스 마지막이 위성 모사체 궤도 안착이다. 시퀀스 계측에서는 모든 시퀀스가 진행됐고 위성 분리까지 확인했다. 하지만 위성뿐 아니라 3단까지도 궤도 속도를 얻지 못해 진입을 못하면 결국 땅으로 떨어지게 된다. 지금은 호주 남쪽 해상에 떨어지는 것으로 계측했는데 계측 데이터를 더 분석해야 한다.”

- 사고조사위원회가 열릴 예정이라고 했는데, 어떻게 구성하나.

(권현준 국장) “항우연 내 연구원을 중심으로 한다. 대신 내부인뿐 아니라 다른 시각이 필요할 수 있어 외부 전문가들이 참여한다. 후보군은 있다. 데이터를 봐야 어떤 분들을 참여시킬지 알 수 있다. 항우연과 협의해 사고조사위를 만들 계획이다.”

- 위성 모사체의 궤도 진입 속도 부족은 연료 부족 때문인가, 엔진 때문인가.

(고 본부장) “데이터를 정확히 봐야 한다. 비행전 계산한 바로는 연료가 부족하거나 엔진이 문제가 있거나 한 것 같지는 않다.”

- 엔진이 문제가 아니라면 추정되는 원인들을 알려줄 수 있는지.

(오승협 부장) “추정컨대 3단 액체로켓 엔진 포함한 추진관 시스템에서 문제가 있는 것으로 추정한다. 엔진 문제는 아닐 수 있다. 연료와 산화제를 추진제 탱크로부터 공급하는 공급계 문제가 있을 수 있고, 일정 압력을 유지해줘야 하는 탱크 가압시스템에 문제가 있을 수 있는 등 여러 문제가 있을 수 있다. 3단 시스템에도 추진제 공급 밸브류가 49개 있고 엔진 내에도 35개 있다. 어느거 하나 제대로 기능을 못 하거나 원했던 기능을 못 할 수도 있다.”

- 7t 엔진이 상대적으로 이른 시점에 일찍 개발됐는데, 혹시 문제가 있었던 것 아닌가.

(고 본부장) “7t 엔진이 75t 엔진보다 빨리 개발됐고 추력이 10분의 1이니 쉽지 않냐고 볼 수 있다. 내부적으로는 7t 엔진이 사실 더 어렵다고 말씀드릴 수 있다. 노즐의 확대비가 7t에서 훨씬 가혹한 조건이라서 개발이 더 어려웠다고 말씀드릴 수 있다. 비행 중 관측한 것은 엔진 이상이라기보다는 다른 것으로 본다. 추측일 뿐이라 데이터를 상세히 봐야 한다”

- 내년 5월 진행되는 2차 발사는 어떻게 진행되나.

(고 본부장) “우선 2차 발사를 위해서는 그전에 1차 발사에서 발생한 원인을 정확하게 규명하고 개선조치를 분명히 해 똑같은 문제가 발생하지 않도록 하는 게 중요하다. 그다음 2차 발사를 진행하게 될 텐데, 성능검증 위성을 탑재해 동일한 궤도로 비행시험하는 것으로 돼 있다. 이 부분은 조사위 결과나 과기정통부 협의 결과에 따라 조금 바뀔 수 있다.”

- 발사체 능력은 과시했지만 궤도 안착은 불발한 셈인데. 이번 비행을 성공과 실패 중 어디쯤이라 생각하는가.

(임혜숙 장관) “한걸음 남았다 말씀드리고 싶다. 굉장한 기술적 난관인 1단 클러스터링 엔진 연소기술을 성공적으로 진행했다. 2단 분리와 점화, 3단 분리와 점화, 페어링 덮개 분리 등 굉장히 어려운 기술도 잘 진행됐다. 그러나 마지막에 충분한 속도에 이르지 못해 위성 모사체를 궤도에 올리지 못해 아쉽게 생각한다. 5월에는 부족한 부분 보완하면 성공할 수 있지 않을까 생각한다”

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]