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대한민국 우주시대 개막… 세계 7번째 실용위성 발사

우주발사체 ‘누리호’ 발사 성공
순수 국내기술로 이뤄진 쾌거

누리호 성능검증위성 정상 작동
2년 동안 본격적 임무수행 예정

국내 독자 기술로 개발된 한국형발사체가 누리호(KSLV-Ⅱ)가 지난달 21일 발사에 성공하면서 우리나라는 세계 7번째로 1톤 이상의 실용적 인공위성을 쏘아 올린 우주 강국 반열에 올랐다. <사진: 한국항공우주연구원>

한국형발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 궤도에 안착하면서 우리나라는 세계 7번째로 1톤 이상의 실용적인공위성을 자체 기술로 쏘아 올린 우주 강국 반열에 올랐다. 누리호는 순수 국내 기술로 설계·개발된 최초의 우주발사체다.

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 지난달 20일 국내 우주수송능력을 확보하기 위해 독자개발한 한국형발사체 누리호 2차 발사가 성공했다고 발표했다.

누리호 1, 2, 3단 엔진 모두 정상적으로 연소되고, 페어링도 정상적으로 분리되어 목표 고도 700㎞ 궤도에 올라 인공위성을 안착시켰다. 또 누리호에 탑재된 성능검증위성 분리까지 모두 성공했다.

2차 발사에서는 지난해 10월 21일 1차 발사와 달리 1.3톤짜리 위성 모사체와 함께 우주기술 시험 등 실제 기능을 지닌 성능검증위성(큐브위성 포함 질량 162.5㎏)이 실렸다.

항우연 연구진이 성능검증위성에서 수신한 위성상태에 대한 상세정보 데이터를 분석할 결과, 성능검증위성의 상태는 양호하며 모든 기능이 정상적으로 작동되고 있음을 확인했다고 밝혔다.

성능검증위성은 앞으로 2년 동안 태양동기궤도를 하루에 약 14.6바퀴 궤도운동을 하도록 설계되어 있으며, 향후 1달간 초기 운영 기간을 거친 이후 본격적인 임무를 수행하게 된다.

누리호 발사 성공은 우리나라가 독자적인 우주운송 능력을 확보하고, 자주적인 국가 우주개발역량을 온전히 갖추게 되었다는 점에서 큰 의의를 가진다.

항우연은 이번 발사를 통해 우주발사체 누리호 개발이 완료된 만큼 오는 2027년까지 신뢰성 향상을 위해 4차례의 추가적인 반복발사를 실시할 예정이다.

이종호 과기정통부 장관은 “정부는 앞으로 누리호 개발의 경험과 기술을 토대로 성능이 향상된 우주발사체 개발을 추진하여, 우리나라의 위성 발사 능력을 더욱 향상시켜 나갈 계획”이라고 강조했다.

독자 기술로 우주발사체 개발

전남 고흥군 나로우주센터에서 2차 발사되고 있는 누리호(KSLV-Ⅱ). <사진: 한국항공우주연구원>

한국형발사체 누리호는 1.5톤급 실용위성을 지구 상공 600~800㎞ 태양동기궤도에 직접 투입할 수 있는 3단형 발사체이다.

사용되는 엔진은 75톤급 액체엔진과 7톤급 액체엔진으로 1단은 75톤급 엔진 4기를 클러스터링해서 구성하고, 2단에는 75톤급 엔진 1기, 3단에는 7톤급 엔진 1기가 사용된다.

누리호는 설계, 제작, 시험 등 모든 과정이 국내 기술로 개발됐다. 누리호 개발 사업은 1단계에서 추진기관 시험설비 구축과 7톤급 액체엔진 연소시험, 2단계 목표인 75톤급 액체엔진 개발과 시험발사체 발사(2018년)에 성공했다.

시험발사체는 75톤급 액체엔진의 비행성능을 확인하기 위해 75톤급 액체엔진 1기로 구성된 1단형 발사체로 우리나라는 시험발사체 발사 성공으로 세계 7번째로 75톤급 이상의 중대형 액체로켓엔진 기술을 확보하게 됐다.

우주발사체 핵심 기술 확보

나로우주센터는 발사대시스템, 위성시험동, 발사체조립동, 고체모터동, 발사통제동 등 우주발사체 제작 및 시험, 발사에 필요한 최첨단 시설을 갖추고 있다. <사진: 한국항공우주연구원>

누리호는 설계부터 제작, 시험, 발사 운용까지 모든 과정을 우리 독자 힘으로 수행하는 첫 번째 프로젝트다.

과기부 등에 따르면 2010년 3월 시작된 누리호 프로젝트에 참여한 국내 민간 기업은 총 300여 개 기업인 것으로 집계됐다. 이들 기업은 누리호 프로젝트 초기부터 이번 2차 발사까지 누리호 제작·시험·발사 등 사실상 전 과정에 참여했다. 누리호 핵심 부품의 개발과 제작 등을 수행한 기업은 30여 개 기업으로, 총 500여 명의 인력이 투입됐다.

누리호 개발의 핵심 중 하나는 추력 75톤급 액체엔진과 누리호 전체 부피의 70~80%를 차지하는 연료와 산화제를 담는 추진제 탱크 개발이다.

75톤급의 중대형 액체엔진은 나로호 개발 당시 선행연구로 진행한 30톤급 액체 엔진 기술을 바탕으로 개발을 진행해, 연소불안정 현상의 기술적 한계를 극복하고 지상 연소시험과 시험발사체 발사를 통한 비행성능 시험을 거쳐 세계 7번째로 중대형 액체엔진 개발에 성공했다.

누리호 전개도.

또한 지름이 3.5m에 달하지만, 가장 얇은 부분의 두께는 2~3mm 정도에 불과해 설계와 제작에서 많은 기술적 어려움이 있었던 대형 추진제 탱크를 국내 기술로 개발했다.

그리고 나로호 개발 당시 엔진 핵심 구성품에 대한 성능을 시험할 수 있는 시험설비가 없어 해외 시험설비에 의존했었지만 현재는 나로우주센터에 엔진 핵심 구성품, 엔진 시스템, 추진기관 시스템의 성능과 신뢰성을 검증할 수 있는 추진기관 시험설비 구축을 완료했다.

우주발사체 발사 성공으로 우리나라는 75톤급 이상의 중대형 액체로켓엔진 기술을 보유한 세계 7번째 국가가 되었다.

이번 성공을 계기로 항우연이 2027년까지 총 6874억원을 들여 추진 중인 ‘한국형발사체 고도화 사업’도 탄력을 받을 전망이다. 누리호를 향후 4차례 더 발사해 기술의 신뢰성을 제고하고, 발사체 기술을 민간에 이전해 미국의 ‘스페이스X’와 같은 국내 우주산업체를 육성·지원하는 것이 사업의 주 내용이다.

누리호 3차 발사는 내년 상반기로 예정돼있다.

 

 

이영철 기자  achimstory@hanmail.net

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