기상 악화, 발사 일정 하루씩 연기 16일 발사 예정
2차 발사 성공 시 1톤 이상 실용 위성 쏘아 올린 7번째 국가

[전남=뉴스프리존]김영만 기자= 16일, 한국형 발사체 누리호의 두 번째 도전이 시작된다. 우리 손으로 만든 발사체로 우리 땅에서 우리 위성을 쏘아 올리며 우주 강국의 꿈을 쏜다.

누리호 1차 발사 모습(사진=한국항공우주연구원 홈페이지 캡처)
누리호 1차 발사 모습(사진=한국항공우주연구원 홈페이지 캡처)

항공우주연구원은 당초 15일 발사 예정이었던 누리호의 발사대가 위치한 전남 고흥 나로우주센터의 기상 상태가 악화하면서, 발사대 기술진의 안전확보가 어려울 수 있다며 발사 연기를 결정했다.

14일, 나로우주센터를 중심으로 아침부터 순간풍속 초속 13m의 강한 바람이 불고 있다. 여기에 더해 5mm 안팎의 빗방울도 예보됐다.

발사 일정이 하루씩 연기되면서, 항공우주연구원은 15일 누리호를 조립동에서 발사대로 이송할 계획이다. 이후 소화와 안전장치 등의 점검이 끝나면 16일 오후 발사를 진행할 계획이다.

누리호 2차 발사 이렇게 준비했다.

지난해 10월 절반의 성공에 그쳤던 1차 발사. 하지만 누리호 1차 발사로 비행성능을 입증한 누리호의 2차 발사는 1단과 2단을 결합하는 것이 특징이다. 누리호를 지구에서 들어 올려 줄 가장 큰 1단, 누리호 3단을 더 높이, 더 멀리 보내줄 2단이 하나의 동체가 된다.

한국항공우주연구원에 따르면 대한민국 첫 자력 발사체에 최초의 인공위성이 탑재되는 순간 1.3톤의 위성모사체 상단에 약 200kg의 성능검증위성을 결합한다.

성능검증위성은 4기의 큐브위성을 품고 있다, 국내 대학에서 개발한 작은 위성들이 성능검증위성 내부에 장착됐다. 큐브위성은 지구관측 등의 임무를 수행할 예정이다.

누리호 탑재체를 보호할 페어링은 1, 2단 동체와는 달리 수직으로 조립했다. 유선형 덮개는 우주 발사체가 대기저항을 뚫고 엄청난 열과 압력을 견디게 한다. 1.5톤의 탑재체를 덮은 페어링이 누리호 3단 후방동체와 연결됐다.

발사 일정을 확정하면 인공위성을 실은 누리호 3단 이송을 시작한다. 모든 치구는 누리호의 맞춤옷처럼 설계됐다. 누리호 3단 완전체를 위한 마지막 이송 절차, 단간 체결조립을 마친 누리호 1, 2단과 누리호 3단을 하나로 연결해 저 먼 우주를 향한 출항준비를 마쳤다.

누리호 2차 발사를 위해 300여 개의 참여기업 수백 명의 연구진이 힘을 모아 대한민국 우주독립의 꿈을 완성했다.

누리호 1차 발사 결과 분석과 보완

1차 발사 시 궤도진입 실패 원인은 3단 산화제탱크 압력 저하와 3단 엔진 연소가 계획대비 521초에서 475초로 종료, 목표속도(7.5km/s)에 도달하지 못해 궤도진입에 실패한 것으로 분석됐다.

1차 발사 결과 궤도진입 실패 원인 분석표(자료=한국항공우주연구원 홈페이지 캡처)
1차 발사 결과 궤도진입 실패 원인 분석표(자료=한국항공우주연구원 홈페이지 캡처)

이에 대한 원인 분석 결과 헬륨탱크에 가해지는 부력증가와 지지구조물 고정이 풀리며 헬륨탱크가 이탈해 이탈된 헬륨탱크가 산화제 탱크 균열을 발생시켜 산화제가 누설되면서 3단 엔진 연소가 조기 종료한 것으로 밝혀졌다.

누리호는 지난해 10월 21일 첫 발사에서 단 분리, 페어링 분리 등을 정상적으로 수행하며 목표 고도 700km에 도달했다.

하지만 누리호 3단 엔진의 목표 조기 연소 종료로 최종 궤도속도에 이르지 못했다. 이에 2600여 개의 텔레메트리 데이터 정밀분석을 통해 결함 원인 파악부터 해결까지 5개월이 소요됐다. 독자개발 덕에 결함 해결이 빨랐다. 1차 발사 실패 요인을 완벽하게 분석해 3단 산화제 탱크의 균열원인을 찾아냈고 구조를 보강하는 새로운 설계를 적용했다.

지난 10월에 첫 발사를 진행했었고 그 뒤 2개월 정도 계속 원인 분석작업을 진행했다. 올해 1월부터 문제가 있었던 부분에 대해 설계변경을 했고 제작된 부품을 액체질소에 담가 실제로 문제가 없는지를 검증했다. 또한 3단 산화제 탱크 내부에 해당 부분품을 교체하는 작업도 진행했다.

특히 위성 더미가 실려 있던 1차 발사와는 달리 2차 발사에는 성능검증위성이 탑재됐다. 성능검증위성의 임무는 누리호의 위성 투입 성능을 검증하고 국내 개발한 발열전지, 제어모멘트 차이로 S-band 등의 탑재체 성능을 확인하는 것이다.

더불어 국내 대학에서 개발한 큐브위성을 탑재하고 있다. 사출시켜 지구궤도에 투입하는 역할을 하게 된다. 또 다른 차이점은 1차 발사 보완조치로 3단 산화제 탱크부 구조를 강화한 것이 특징이다.

2차 발사에 성공하면 우리나라는 미국과 중국 등에 이어 독자적으로 1톤 이상의 실용 위성을 우주로 쏘아 올릴 수 있는 7번째 국가가 된다.

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