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재도전 D-3 누리호, 최종 점검 중… ‘날씨’가 관건
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[뉴 스페이스 시대⑧] 재도전 D-3 누리호, 최종 점검 중… ‘날씨’가 관건

2차 발사 예정일을 사흘 앞둔 12일 한국형발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 전남 고흥군 봉래면 나로우주센터에서 모든 조립과 1·2·3단 결합을 마치고 마무리 점검을 받고 있다. (제공: 한국항공우주연구원) ⓒ천지일보 2022.6.12
2차 발사 예정일을 사흘 앞둔 12일 한국형발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 전남 고흥군 봉래면 나로우주센터에서 모든 조립과 1·2·3단 결합을 마치고 마무리 점검을 받고 있다. (제공: 한국항공우주연구원) ⓒ천지일보 2022.6.12

6월 15일. 순수 국내 기술로 처음 개발한 한국형발사체 ‘누리호’가 두 번째 비행에 도전한다. 누리호는 지난해 10월 21일 1차 발사에서 3단 엔진의 연소가 조기에 종료돼 위성모사체가 목표 궤도에 안착하지 못한 바 있다. 누리호의 첫 비행은 숙제를 남겼지만 이를 해결하는 과정은 발사체 독립을 향한 기술 축적 과정이 됐다. 누리호는 대한민국 최초의 저궤도 실용위성 발사용 로켓으로 향후 개발할 중궤도 및 정지궤도발사체와 대형 정지궤도발사체의 기술적인 기반이 될 예정이다. 천지일보는 2차 발사에서 달라진 점을 분석하고 더 나은 결과를 위한 연구진들의 노력을 조명한다.

누리호, 기체 조립·결합 완료

기상청 “14일 강수 확률 60%”

15일 오후 4시 이후 발사 유력

 

바람·낙뢰·우주환경·기체상태 등

성패 가를 외부·내부 변수 많아

성공 위해서는 하늘까지 도와야

[천지일보=손지하 기자] 한국형발사체 누리호(KSLV-Ⅱ) 2차 발사까지 사흘 남은 가운데 전남 고흥군 봉래면 나로우주센터에서 누리호의 모든 기체 조립과 1·2·3단 결합을 마치고 최종 점검에 들어갔다.

한국항공우주연구원(KARI, 항우연)은 지난달 12일 누리호의 1·2단을 결합했고 이달 8∼9일에는 성능검증위성이 탑재된 3단까지 붙여 누리호의 최종 결합을 완료했다. 이후 항우연은 10일 온라인 설명회를 통해 최종 마무리 작업만이 남았다고 전했다.

6일 나로우주센터 위성준비동에서 연구진이 성능검증위성을 누리호에 탑재하기 위해 이동하고 있다. (제공: 한국항공우주연구원) ⓒ천지일보 2022.6.12
6일 나로우주센터 위성준비동에서 연구진이 성능검증위성을 누리호에 탑재하기 위해 이동하고 있다. (제공: 한국항공우주연구원) ⓒ천지일보 2022.6.12

◆2차 발사, 외부 환경 변수 주목

모든 기술적 점검이 끝난 누리호 계획에서 이제 남은 ‘변수’는 발사 예정일 전날의 날씨, 당일 기상 조건과 우주 환경 조건이다.

발사 예정일 전날인 14일 오전 7시부터 오후 6시 20분까지 누리호를 조립동에서 발사대로 이송해 세우는 ‘기립’ 작업이 예정돼 있다. 만약 이때 비가 계속 많이 내리면 발사일이 연기될 수도 있다.

발사체 자체는 빗물이 들어가지 않게 돼 있지만 이송 작업 중에 비가 계속 많이 내리거나 노면에 물기가 많으면 발사체를 옮기는 이송 차량이 비탈길에서 미끄러지는 등 문제가 생길 우려가 있기 때문이다. 기상청 중기예보(12일 오전 기준)에 따르면 나로우주센터의 14일 오후 3∼7시 강수확률은 60%다.

또 발사 당일인 15일의 기상 조건과 우주 환경도 지켜봐야 한다. 발사 시간은 오후 4시가 가장 유력하다.

장영순 항우연 발사체책임개발부장은 가장 중요한 요소로 ▲발사가 지상에서 가능한지를 따지는 ‘지상풍 조건’ ▲발사체가 올라가며 바람에 의한 하중으로 문제가 발생하지 않도록 하는 ‘고층풍 조건’ ▲비행에 영향을 줄 수 있는 ‘낙뢰’를 꼽았다.

[천지일보=남승우 기자] 순수 국내 기술로 개발된 한국형 발사체인 누리호가 20일 오전 전남 고흥군 나로우주센터 조립동에서 발사대로 이송 되고 있다. 2013년 발사에 성공한 나로호 대비 탑재중량이 15배 증가했고 인공위성을 실어 지구 궤도에 안착시킬 수 있는 능력을 가지고 있다. 누리호는 21일 오후 4시께 발사 예정이다. (제공: 한국항공우주연구원) ⓒ천지일보 2021.10.20
[천지일보=남승우 기자] 순수 국내 기술로 개발된 한국형발사체인 누리호가 20일 오전 전남 고흥군 나로우주센터 조립동에서 발사대로 이송되고 있다. 2013년 발사에 성공한 나로호 대비 탑재중량이 15배 증가했고 인공위성을 실어 지구 궤도에 안착시킬 수 있는 능력을 가지고 있다. 누리호는 21일 오후 4시께 발사 예정이다. (제공: 한국항공우주연구원) ⓒ천지일보 2021.10.20

◆D-1, 우주로 가는 만반의 준비 시작

발사 준비의 시작은 총조립을 마친 누리호를 발사일 전날 오전 발사대로 옮기는 것부터다. 누리호는 추진제를 채우지 않은 빈 상태에서 눕혀서 트랜스포터에 탑재하고 안전을 위해 사람이 걷는 속도만큼 느린 속도(1.5㎞/h)로 이동한다. 조립동에서 발사대까지 약 1.8㎞의 거리를 1시간여에 걸쳐서 이동한 뒤 발사대 위에 누리호를 수직으로 세우는 기립 절차가 이어진다.

이후 기립 장치인 이렉터(erector)에 실려 아주 천천히 몸을 일으킨다. 추진제가 충전되지 않아 아직은 가벼운 누리호가 바람에 넘어지지 않도록 발사체 지상고정장치(VHD)가 하단을 단단하게 고정한다.

발사 전날 오후에는 누리호의 탯줄인 ‘엄빌리칼’ 연결 작업이 시작된다. 엄빌리칼은 누리호에 추진제와 전기를 공급하는 시설이다. 11층 건물 높이로 누리호 길이와 비슷한 이 시설을 미리 연결해 둬야 발사 당일 바로 충전을 시작할 수 있다.

엄빌리칼 연결이 진행되는 동안 다른 한편에서는 발사대 시스템 준비가 진행된다. 연료와 산화제를 공급하는 지하 탱크 점검, 발사대 지하에서 화염을 식혀주는 물탱크 수압 테스트, 화재 등에 대비한 소화장치 점검 등 해가 질 때까지 준비는 계속된다.

발사대로 이송된 누리호 비행 기체가 기립 장치에 장착돼 있다. (제공: 과학기술정보통신부) ⓒ천지일보 2021.8.26
발사대로 이송된 누리호 비행 기체가 기립 장치에 장착돼 있다. (제공: 과학기술정보통신부) ⓒ천지일보 2021.8.26

◆‘부품·상태·환경’ 3요소 모두 완벽해야

발사 당일 오전에는 모든 일이 톱니바퀴처럼 촘촘하게 맞물려 돌아가야 한다. 누리호 발사 과정에는 각종 변수가 있다. 누리호 발사에 쓰이는 부품은 37만개로 자동차(2만개), 항공기(20만개)보다 훨씬 많이 사용된다. 그렇기 때문에 기계적 변수 또한 많다. 누리호를 발사대에 옮기고 세우고 연결하고 고정하는 모든 장치는 기계다. 신뢰도 높은 기술이 적용됐다 해도 긴장의 끈을 놓을 수 없는 이유다.

바람, 낙뢰, 우주물체 등의 환경적인 변수도 있다. 특히 이는 발사 당일에 발사 여부와 시간 등을 결정한다. 때문에 세심한 관측이 필요하다.

15층 건물 높이인 누리호의 발사에서 바람은 중요한 요소다. 안정적인 이륙, 정확한 비행 제어를 위해서는 바람이 발사와 비행을 도와줘야 한다. 순간 최대 풍속이 21㎧ 이하일 때 발사할 수 있다.

또 낙뢰 가능성이 없어야 한다. 누리호 안에는 수많은 전장품이 탑재된다. 전기적인 손상을 입으면 오작동, 통신 방해가 일어날 수 있기 때문이다.

우주물체도 위협 요소다. 유인 우주선과의 충돌 가능성이 없어야 발사할 수 있다. 누리호가 위성을 투입하는 지구 저궤도는 우주물체가 가장 많은 구간이다. 우주물체는 초속 7.8㎞로 지구를 공전하고 있다. 개발진은 누리호 비행궤적을 중심으로 충돌 가능성을 실시간 분석해서 위험성이 낮은 발사 시간대를 결정한다.

이같이 우주물체와의 충돌 가능성과 당일 기상 여건 등을 고려해 발사 시각은 당일 오후에야 비로소 확정할 수 있다.

마지막으로 가장 중요한 것은 누리호의 상태다. 발사 당일 상태가 ‘정상’이어야 한다. 아주 사소한 문제도 발사 실패로 이어질 수 있기 때문에 이륙 직전까지 누리호 점검이 이뤄진다. 단 하나라도 문제가 발생하면 누리호는 발사 연기 혹은 취소되거나 복구 후 발사 재시도를 하게 된다. 10여년 전 나로호도 발사 10분 전 소화장치 오작동으로 계획이 불발됐다. 이 때문에 누리호는 15일 발사예정일 이후 16일부터 23일까지 일주일을 발사예비일로 두고 있다.

연소를 마친 1단이 떨어져나간 누리호가 더욱 빠른 속도로 날아오르고 있다. (출처: 과학기술정보통신부 유튜브 캡처)
연소를 마친 1단이 떨어져나간 누리호가 더욱 빠른 속도로 날아오르고 있다. (출처: 과학기술정보통신부 유튜브 캡처)

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