[독자 우주개발 시대 활짝]첫 위성 발사 30년만 쾌거..과학위성·과학로켓으로 이어진 우주개발사

우리별을 만든 사람들이 당시 한 자리에 모였다. KAIST 제공

누리호는 1992년 8월 국내 첫 위성 ‘우리별 1호’ 발사 30년 만에 얻은 쾌거다. 국내 최초 액체로켓인 ‘KSR-Ⅲ’가 2002년 발사에 성공한 지는 20년 만이다. 세 차례 도전 끝에 2013년 1월 발사에 성공한 나로호(KSLV-Ⅰ)는 러시아와의 합작 개발이었던 만큼 아쉬움을 남겼지만 누리호를 통해 9년 만에 순수 국내 우주발사체를 확보하게 됐다.

한국형발사체 누리호는 중형 자동차 무게인 1.5t급 실용위성을 고도 600~800km 지구저궤도에 투입할 수 있는 3단형 액체발사체다. 누리호의 길이는 47.2m, 지름은 가장 두꺼운 1단이 3.5m다. 연료인 등유(케로신)과 산화제를 실은 총 무게는 200t으로 연료가 56.5t, 산화제가 126t 들어간다. 기체의 무게는 17.5t에 불과하다. 1단은 75t급 액체엔진 4기를 하나로 묶는 클러스터링 방식으로 300t의 추력을 낸다. 2단은 75t급 액체엔진 1기가 장착됐고 3단에는 7t급 액체엔진 1기가 장착됐다.

누리호는 2010년 3월 개념설계를 시작하며 성공까지 12년 3개월을 달려왔다. 2014년 10월 누리호의 심장 격인 75t 액체엔진을 처음 시험하던 중 발생한 연소불안정 현상은 개발진을 가장 괴롭혔던 순간으로 꼽힌다. 원인을 알기 어렵고 해결 방법도 마땅치 않아 엔진 설계를 12번이나 바꾼 끝에 16개월 만에 연소 불안정을 극복했다. 

2018년 11월 28일에는 75t 엔진을 검증하기 위해 누리호의 2단부까지만 만든 시험발사체 발사에 성공하며 중대형 발사체용 엔진을 우주에서 검증한 국가가 됐다. 시험발사체의 연소시간은 151초였다. 누리호는 2021년 2월 첫 발사 예정이었지만 75t 엔진 4기를 묶는 클러스터링 기술 검증과 부품 문제로 8개월 미뤄져 그해 10월에야 첫 발사가 진행됐다.

첫 발사에서는 목표 고도인 700km에 위성모사체를 투입하는 데는 성공했으나 목표 속도인 초속 7.5km에는 도달하지 못해 임무에는 실패했다. 원인분석 결과 3단 산화제탱크 누설로 목표 연소시간인 521초를 채우지 못한 것으로 나타났다. 이번 2차 발사에 쓰인 누리호는 1차 발사의 문제를 개선하기 위해 산화제탱크 내부 보강 작업 등 기술적 조치가 추가로 취해졌다.

 

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]