미완의 도전..3단 개선해 내년 5월 재발사

■ 진행 : 김정아 앵커, 김대근 /앵커

■ 출연 : 김진두 / 문화생활과학부 기자

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다.

[앵커]

지금부터는 취재 기자와 함께 누리호 발사 과정부터의미까지 좀 더 자세히 짚어보겠습니다. 문화생활과학부 김진두 기자 나왔습니다. 안녕하십니까? 절반의 성공이다, 이런 표현을 많이 하는데 절반보다는 훨씬 많이 나간 거 아닙니까?

[기자]

어제 임혜숙 과학기술정보통신부 장관이 발사가 끝난 이후에 원인 같은 걸 다 분석한 뒤에 나와서 한 말이 있습니다. 한마디로 요약했습니다. 절반의 성공보다 더 나아갔습니다. 한걸음 남았다고 얘기했습니다.

한걸음이 어느 정도일지는 모르겠지만 기본적으로 항공우주전문가들은 80%는 확실히 넘었고 거의 90%에 근접했다. 이렇게 해서 10% 정도 남은, 정말 한걸음이라는 그 말에 어울릴 정도의 평가를 내놨습니다.

[앵커]

어제 누리호가 하늘로 날아가는 장면 보면서 뭉클했던 분들이 굉장히 많으셨을 것 같은데 어제 발사 준비상황부터 돌아가서 정리해 보도록 하겠습니다. 일단 오후 4시에 발사였는데 1시간 미뤄지지 않았습니까?

[기자]

가장 컸던 게 고층풍이 가장 우려가 됐습니다. 고층풍이라는 게 지상고도 5.5km의 상공에 강한 바람이 존재했습니다. 그러니까 초속 20m가 넘는 바람이 그 고도에 불고 있으면 발사가 될 수 없습니다.

그런데 그 전날 같은 경우에, D-2일 같은 경우는 굉장히 강한 바람이 불었고 D-1일에도 역시 오후 4시 정도 쯤에 초속 20m가 넘는 돌풍이 관측이 된 상태였기 때문에 당일 오전에는 나아질 거라고 생각했습니다마는 오전까지 상황이 개선되지가 않았습니다.

역시 초속 21m 정도의 돌풍이 관측됐기 때문에 오전 중에 정확한 발사 시각을 확정하지 못하고 오후 발사관리위원회 쪽으로 넘긴 상태였고요. 또 한 가지, 부품에 문제가 발생을 했습니다.

그러니까 로켓 3단, 하단부에 뭔가 밸브에 이상이 생겼다는 게 감지됐고 그걸 해결하는 과정에서 시간이 걸렸다는 게 과학기술정보통신부의 설명이었습니다. 용홍택 1차관이 직접 브리핑을 했는데 그 내용을 직접 들어보고 난 다음에 계속 말씀을 드리겠습니다.

[앵커]

저 발표가 2시 반에 최종 시간을 발표하는 그 장면이죠?

[기자]

2시 반에 발표했는데 마지막 말이 굉장히 의미심장했습니다. 고층풍의 세기가 누리호의 본체에 문제를 일으킬 정도가 된다면 일정이 조정될 수 있다. 5시로 1시간 정도가 연기가 됐었는데 이게 더 늦춰지면 저녁 7시 정도까지는 발사가 가능한 우주상태를 확인한 겁니다.

그런데 7시가 넘어서면 어쩔 수 없이 일정이 하루로 연기되거나 며칠 정도 다시 날씨상황에 따라서 재조정될 수 있을 수 있다는 게 용홍택 2차장의 브리핑 때 그럴 가능성도 우려됐었고.

[앵커]

현장에서는 굉장히 조마조마했겠군요.

[기자]

미뤄지는 게 아닌가 하는 그런 우려가 굉장히 컸던 상황이었습니다. 그런데 다행히 발사 순간, 5시 정도에는 상층풍의 세기가 계속해서 강하게 분 것이 아니었고 누리호가 충분히 견디고 올라갈 수 있을 정도로 바람 세기가 약간 약해졌기 때문에 발사가 순조롭게 이뤄졌습니다. 발사 마지막 순간까지도 굉장히 긴장감이 감도는 우주센터 분위기였습니다.

[앵커]

결국 이런 우려를 뒤로하고 5시쯤에 드디어 발사가 됐습니다. 그런데 또 인상적이었던 게 이 발사 전과 그리고 발사 순간을 근접영상으로 볼 수 있었던 것도 기억에 남거든요. 이것도 이전과 다른 거죠?

[기자]

그렇습니다. 우리나라에서 처음 있었던 게 2009년도, 2010년도, 2013년도 3차례 있었던 나로호 발사였습니다. 그때는 처음 우리가 시도했던 거기 때문에 영장조건도 그렇게 좋지는 못했습니다.

근접촬영이라고 해 봤자 이 화염이 나오는 순간 정도밖에 볼 수 없었는데 이번 같은 경우는 제2발사대가 우리 자체 기술로 개발되면서 주변영상들이 굉장히 좋아졌습니다. 지금 보시는 화면이 바로 근접에서 초정밀 카메라로 발사 영상을 확보하는 겁니다.

[앵커]

바로 밑에서 찍은 것 같아요.

[기자]

그렇죠. 고열이 나오기 때문에 그 부분은 고열이나 여러 가지 물체들이 날아오기 때문에 견딜 수 있는 장치도 있어야 되고요. 또 그 환경 사이에서 굉장히 근접해서 촬영할 수 있는 고정밀의 카메라도 있어야 됩니다. 그렇기 때문에 굉장히 어려운, 생전 처음 보는 화면들을 이번 누리호 발사 때는 볼 수 있었습니다.

[앵커]

그러니까요. 발사가 이루어지면서 날아가는 모습도 꽤 오랜 시간 화면에 포착됐는데. 나로호 때하고는 정말 많이 달랐어요.

[기자]

그렇습니다. 현장의 발사대의 모습뿐만 아니라 두 군데에서 망원카메라로 계속해서 누리호가 날아가는 모습을 추적을 했는데요. 바로 누리호 발사대 앞쪽에 있는 해상에 해경 함정이 나가 있는 상황에서 거기에서 망원렌즈를 이용해서 누리호가 날아가는 모습을 계속해서 추적을 했고요.

또 다른 한 곳이 고흥에 전망대가 있습니다. 이런 발사체가 날아가는 걸 볼 수 있도록 전망대를 만들어놨고 또 앞에 조그만 해수욕장까지 있는데 그 지역에 또다시 망원카메라를 장착해서 누리호가 날아가는 모습을 최대한 오랜 시간 동안 생생하게 포착할 수 있었습니다.

[앵커]

정말 세세한 준비를 했다, 이런 생각이 드는데. 그러면 이제 발사 이후의 과정을 되돌아보겠습니다. 발사 이후에 4개의 관문을 거쳐야 된다고 했는데 그 과정은 순조롭게 진행됐던 건가요?

[기자]

그렇습니다. 4개의 과정 중에서 가장 연구원들이 우려했던 부분이 처음 발사 순간입니다. 1단 로켓은 우리가 쏴본 적이 없습니다. 2단은...

[앵커]

다른 나라 기술이었죠?

[기자]

예전 같은 경우는 러시아의 앙가라로켓을 가져와서 사용했던 거고요. 지금은 75톤급 엔진 하나를 우리가 완전히 만든 겁니다. 그런데 왜 우려를 했느냐면 1단 엔진은 75톤급 엔진을 4개를 붙인 겁니다.

4개의 엔진이 마치 하나의 엔진인 것처럼 작동해야 성공하는 겁니다. 그런데 우리가 2단 75톤 엔진 하나는 2018년도에 한번 쏴봤습니다. 성공적으로 올렸거든요.

그러니까 하나는 자신이 있는데 4개 붙은 게 정말로 제대로 작동할까가 가장 큰 걱정이었는데 그 관문이 지금 보시는 것처럼 너무 완벽하게 성공한 거죠. 그래서 연구진들이 굉장히 안심한 상태고요. 그다음 우주 공간으로 뜬 상태에서 4가지 관문을 지나게 됩니다.

첫째는 1단이 분리가 돼야 되고요. 페어링이 분리돼야 됩니다. 2단이 분리가 되고 마지막에 위성 모사체가 분리가 되는 겁니다.

그 시간대가 다 있는데 그 시간대마다 과정들이 아주 순조롭게 진행돼서 제대로 되고 과정이 시간대대로 제대로 이루어졌기 때문에 저 순간까지는 아! 누리호 발사가 첫 번째 관문을 통과했구나.

정말 성공했구나. 세계 우주 선진국들도 30%밖에 성공하지 못했다는 1차 발사에 성공한 게 우리가 됐구나라는 굉장히 큰 환호와 기대가 있었습니다.

[앵커]

말씀하신 대로 예상됐던 고비들은 다 깔끔하게 넘겼는데. 의외의 복병을 만난 거예요.

[기자]

그렇습니다. 1단이 가장 위험했다. 연구원들이 가장 자신하지 못했던 부분이 1단이었습니다. 그 부분만 지나간다면 다음은 페어링이라는 부분이 잘 작동할 것인가. 그 정도였던 거지. 다른 문제가 발생할지는 몰랐다는 거죠. 그런데 문제는 3단에서 발생했습니다.

3단도 역시 액체 엔진인데 7톤짜리 엔진입니다. 그러니까 기본적으로 우리 누리호의 심장인 75톤 엔진의 10분의 1 정도 사이즈의 엔진입니다. 굉장히 간단하고 7톤 엔진 같은 경우에는 문제가 없을 거라고 해서 별로 생각을 안 했던 건데 75톤 엔진 4개 묶은 것, 하나짜리는 정말 완벽하게 작동했는데 전혀 생각하지 못했던 7톤 엔진에는 문제가 생긴 겁니다.

[앵커]

그래서 결국에는 위성 모사체를 궤도에 올려놓는 임무는 실패한 거군요.

[기자]

그렇습니다. 발사과정은 성공했지만 임무에는 실패했다라는 게 그런 이유고요. 마지막 3단 엔진이 왜 중요하냐면 3단 엔진이 약 520초 동안 타면서 우주 공간에서 속도를 낸 상태에서 위성 모사체를 궤도에 던져줘야 됩니다.

그래서 3단 로켓을 보통 킹모터라고 부릅니다. 공을 차넣는 것처럼 위성 모사체를 굉장히 빠른 속도로 우주 궤도 안에 던져줘야지만 지구 중력을 거스르면서 지구 둘레를 돌 수 있는 겁니다. 그래서 3단 엔진을 킹모터라고 부르는 거고 3단 엔진이 위성 모사체를 우주 궤도에 쏴주는 속도가 초속 7.5km 정도가 됩니다.

그러니까 1초에 7.5km를 가는 굉장히 빠른 속도로 속도를 3단이 내줘야 되고 거기에 위성 모사체를 넣어줘야 되는 거거든요. 그런데 520초 동안 타야지만 그 정도 속도가 나서 넣어줄 수 있는 건데 46초를 덜 탔습니다.

그러니까 약 475초 정도에 엔진이 꺼져버린 겁니다. 그러니까 진공상태에서 700km 고도까지 올라가기는 하나 속도가 나지 않는 거죠, 미리 꺼졌기 때문에. 그래서 진입속도가 7.5km에 미치지 못하면서 결론적으로는 원하는 궤도에 넣지는 못했다. 그래서 임무실패가 된 겁니다.

[앵커]

그렇군요. 46초가 일찍 꺼져서 위성 궤도 진입에는 성공을 하지 못했는데. 그래도 그 전 단계까지, 위성 궤도 진입 전 단계까지는 다 성공한 거잖아요.

[기자]

그렇습니다.

[앵커]

그러면 우리가 원하는 데이터들은 많이 얻었다고 봐야 되는 거 아닙니까?

[기자]

충분히 다 얻었습니다. 그런데 마지막 순간에 7톤 엔진이 왜 빨리 꺼졌는지, 정말로 연료가 부족한 것이었는지 아니면 뭔가 잘못된 신호가 돼서 꺼진 것인지 그걸 지금 체크해야 됩니다.

그래서 현재 3단 로켓 같은 경우에는, 3단 발사체가 날아갈 경우는 지구가 둥글기 때문에 그 마지막 부분의 신호는 우리나라에서 잡지 못합니다. 그래서 남태평양 팔라우섬에 추적소가 있습니다.

마지막 추적소인데 거기에서 마지막 순간에 데이터를 다 받았습니다. 그러니까 그 받은 데이터들을 지금 다운로드하고 있는데 그 과정이 2~3일 정도가 걸립니다. 그래서 다운로드가 되면 그 신호들을 면밀하게 분석을 해서 대체 어떤 일이 일어난 건지.

3단 로켓이 어떤 상황에서 제대로 연소시간을 지키지 못하고 미리 꺼졌는지 그다음에 다른 문제들은 없었는지에 대한 면밀한 검토를 한 이후에 한국항공우주원의 전문가 그리고 외부의 다른 전문가들과 함께 사고조사위원회를 구성합니다.

그런데 이 사고조사위원회에서 원인 분석하고 어떤 개선점을 찾은 이후에 그걸 내년 5월 발사되는 누리호 2차 발사에 적용하는 과정만 남은 것이라고 하는데 한발 남았다고 하지 않았습니까?

75톤급 4개를 붙인 1단이 정말 힘들었고 걱정되는 부분이었지 7톤 하나의 엔진은 그렇게 어려운 게 아닙니다. 따라서 그 문제점만 정확히 찾아내서 개선한다면 2차 발사는 1차보다 훨씬 좋은 결과로 다가올 가능성이 높습니다.

[앵커]

5월 발사 어떻게 진행될지 기대하는 분들 많이 계실 것 같아요. 그런데 이번 누리호 발사 관련해서 우주기술독립 이런 말들을 많이 쓰더라고요. 이게 어떤 의미가 있는 건지 해석 좀 해 주시죠.

[기자]

이전에 2010년까지 발사했던 나로호를 보시면 1단 로켓이 가장 중요한데 1단 로켓이 러시아의 앙가라로켓입니다. 우리나라 것이 아닙니다. 그리고 2단은 우리가 만들었습니다마는 그건 고체 로켓이었습니다.

그런데 이번 누리호 같은 경우에는 1단, 2단, 3단이 모두 액체로 돼 있고요. 모두 순수 국산기술로 제작을 한 겁니다. 지금까지 우리나라가 위성을 쏘려고 했을 때 그 위성을 우리나라 로켓에 실어서 쏘지는 못했습니다. 모두 미국이나 프랑스 또는 일본 로켓에 실어서 발사를 했습니다.

하지만 이제는 발사체가 우리 손으로 만들 수 있지 않습니까? 그리고 만일에 누리호가 2차 발사에서 성공하고 앞으로 4차례 발사가 더 있는데 그때 발사에 성공해서 신뢰성을 확보한다면 우리가 만든 위성을 우리 우주센터에서 우리 로켓에 실어서 보낼 수 있습니다. 따라서 우주기술에 관련해서는 완벽한 자립이 이뤄진다. 그래서 우주기술 독립이라는 용어로 그것을 표현한 겁니다.

[앵커]

37만 개 부품으로 구성돼 있다고 하고요. 민간기업 300개가 참여했다고 하는데 어쨌든 이 실험 한번 하려면 돈이 많이 들잖아요. 그럼에도 불구하고 이렇게 우주시대로 우리가 가려고 하는 건 산업, 안보 이런 분야에서 실익이 그만큼 크기 때문 아니겠습니까?

[기자]

그렇습니다. 이게 약간 두 가지로 나누어져야 되는데 우선은 민간 기업이 참여했다는 건 과거에는 미소 냉전시대에는 국가가 모든 돈을 집어넣어서 우주개발을 했습니다. 우주개발에 천문학적인 돈이 투자가 됩니다.

이번 누리호 같은 경우에도 12년 동안에 2조 정도의 돈이 투입됐거든요. 그런데 앞으로 이미 누리호 기술이 완성돼 있기 때문에 앞으로 제작되는 건 훨씬 적은 비용이 들 겁니다. 4기의 앞으로 누리호를 만드는 데 투여되는 돈이 6800억 정도입니다.

그러니까 훨씬 적은 돈으로 이제는 누리호를 많이 만들어낼 수 있는 거죠. 그러니까 처음 개발하는 데 많은 비용이 들지만 앞으로는 줄어들 겁니다. 그런데 이게 정부 주도로 만드는 게 아니고 민간기업이 참여해서 민간의 기술로 만들었습니다.

[앵커]

이게 굉장히 큰 의미입니다.

[기자]

그렇습니다. 민간기업이 참여해서 만일에 민간기업들이 기술력을 확보한다면 누리호를 정부가 만들 필요가 없는 거죠. 민간기업이 누리호를 만들어서 외국의 위성을 쏘아서 올려줄 수 있는 겁니다.

그러니까 위성발사 사업을 우리 민간기업이 할 수가 있는 거죠. 정부 주도의 우주산업이 민간 주도로 바뀌는 거. 대표적인 예가 미국의 스페이스X입니다. 과거에는 나사가 했던 일들을 지금 스페이스X가 하고 있습니다. 스페이스X는 우주산업으로 돈을 벌고 있는 민간기업입니다.

[앵커]

우주산업 시장 규모는 얼마나 됩니까?

[기자]

전 세계적으로 발사체 위성 분야가 다 다른데요. 수십 조원 이상의 가치를 지닌 게 우주산업이고 앞으로 그 시장은 점점 더 넓어질 겁니다. 왜냐하면 민간 우주여행산업이 시작됐거든요. 엄청난 돈을 가진 부자들이 우주여행에 나서는 데 굉장히 많은 돈을 자유롭게 내고 있지 않습니까?

결론적으로 우주산업 시장은 기술확보해놓은 상태라면 더 많은 돈을 벌 수 있기 때문에 정부가 할 필요가 앞으로는 없는 거죠. 정부가 아니라 민간기업들이 들어오게 되는 거고 그렇게 민간기업이 들어오는 시대를 뉴스페이스 시대라고 부릅니다.

그래서 이번에 누리호 발사에 민간기업이 그렇게 참여한 건 우리도 이제 뉴스페이스로 바뀌는 과도기에 놓여 있다는 의미가 있는 겁니다.

[앵커]

알겠습니다. 말씀 들어보니까 독자 우주시대로 가는 첫발인데 너무 큰 걸음을 떼주신 것 같습니다. 연구원들, 엔지니어분들에게 다시 한 번 감사하는 마음이 들고요. 오늘 말씀 여기까지 듣겠습니다. 문화생활과학부 김진두 기자였습니다. 고맙습니다.

YTN 김진두 (jdkim@ytn.co.kr)

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