한국형 발사체 "누리호" 2차 발사 성공, 세계 7대 우주강국

한국형 발사체 "누리호" 2차 발사 성공, 세계 7대 우주강국

 

 

첫 한국형 발사체인 누리호(KSLV-Ⅱ)의 2차 발사가 강풍과 기체결함으로 재차 연기되었다가 2022년 6월 21일 오후 4시에 발사하여 성공했습니다.

목표 고도인 700km 궤도에 도달했고, 성능검증 위성분리까지 완료되면서 나로우주센터는 물론 전 국민의 환호성이 터져 나온 날이 되었습니다.

 

누리호 발사 2분 뒤 고도 62km 지점에서 기체의 가장 아래에 있는 1단이 분리됐고, 이후 1분 뒤 성능검증위성을 보호하고 있는 덮개인 페어링이, 그리고 이어 기체 가운데 부분인 2단 분리를 순조롭게 이행했고, 이어 875초 후에 목표고도인 700km 궤도에 올랐습니다.

이후 성능검증위성과 위성 모사체를 차례대로 분리, 안착시키면서 비행을 종료했고요.

 

이후 30여분 간의 데이터 분석, 누리호 비행과정에서 특정한 위치정보 등 데이터를 지상에서 분석해 누리호 발사와 비행이 성공적이었음을 확인했습니다.

기존 계획보다 10초 정도 빨리 비행 시퀀스가 이뤄졌지만, 정해진 절차에 따라 비행이 이루어졌다고 밝혔네요.

 

발사 42분 뒤엔 성능검증위성이 남극 세종기지와 처음으로 교신하기도 했습니다.

누리호 발사 성공으로 한국은 1톤 이상의 위성을 자국의 로켓으로 실어 나를 수 있는 세계 7번째 국가가 됐습니다.

 

이번에 두 번째로 발사한 한국형 발사체 누리호의 성공, 한국형 발사체 누리호에 대한 모든 것을 정리해 봤습니다.

 

사진 및 영상 출처 : 한국항공우주원 홈페이지

누리호는 100% 순수 우리기술로 만들어낸 한국형 발사체입니다.

이번 누리호 발사가 성공을 한다면 자력발사가 가능한 10번째 국가가 되며, 무게 1통 이상 실용급 위성발사가 가능한 중대형 액체로켓 엔진기술의 7번째 국가가 된다고 합니다.

 

한국형 발사체 개발계획은 지난 2010년부터 시작해서 2023년까지 이어지는데요.

1단계에선 설계와 설비 구축, 7톤급 액체엔진 조립 및 연소시험이 있었고, 2단계에선 상세설계를 완료했고, 75톤급 액체엔진 및 시험발사체 개발 완료와 발사를 진행했습니다.

3단계에선 누리호의 제작과 2회의 시험발사로 마무리되는데, 이번 2차 발사가 성공한다면 한국형 발사체 개발계획은 마무리됩니다.

 

 

우리나라는 1993년부터 2002년까지 1단과 2단 고체 엔진, 1단 액체로 만든 국산 로켓을 3회 연속 발사했고, 2009년엔 전남 고흥에 독자적 우주개발 연구의 전초기지인 나로우주센터가 들어서며 세계 13번째 우주센터 보유국이 되었습니다.

 

2013년에 두 번의 실패와 네 번의 연기 끝에 우리땅 나로우주센터에서 첫 우주발사체인 나로호 발사를 궤도 안착시키는데 성공했습니다.

당시 나로호는 주요 기술을 러시아에 의존했고, 개발 과정에서 축적한 경험이 기술자립의 토대가 되었습니다.

 

이후 2018년에 순수 우리기술로 만든 첫 우주발사체 누리호가 시험발사에 성공했습니다.

그리고 지난해 10월 우리 기술로 처음 만든 한국형 발사체인 누리호가 절반의 성공이라는 평가를 받으며 발사했고, 이번 발사는 누리호 2차 발사를 하게 된 것입니다.

 

작년에 발사한 누리호 1차 발사는 이륙 뒤 1단 분리와 페어링 분리, 2단 분리 등은 정상적으로 이우어졌으나 3단에 장착된 7톤급 액체엔진이 목표시간이었던 521초보다 46초 일찍 연소했습니다.

 

이로 인해 위성모사체가 지구 궤도 700km애는 도달했지만, 초속 7.5km의 속도에는 미치지 못해 지구 저궤도에 안착하지 못했습니다.

 

누리호 1차 발사 모습(출처 한국항공우주연구원)

조사 결과 진동과 부력으로 3단 산화제탱크 안에 있는 헬륨탱크의 고정장치가 풀리면서 헬륨탱크가 떨어져 나간 것이었습니다.

 

 

이번에는 헬륨탱크가 이탈하지 않도록 헬륨탱크 하부 고정장치를 보강하고 산화제탱크 맨홀덮개의 두께를 더 두텁게 하는 등의 개선조치를 취했다고 합니다.

 

누리호 사양
 
높이 47.2m
직경 3.5m
총중량 200톤
 추력(1단) 300톤
수송능력 1.5톤급 실용위성, 저궤도(600~800km) 투입

 

작년에 발사된 누리호 1차와 사양은 모두 동일합니다.

 

누리호 1단은 75톤 엔진 4기와 액체산소 & 케로신 탱크 등으로 구성되었습니다.

발사체 개발 기술은 국가간 기술이전이 엄격히 금지된 분야였습니다.
미사일 기술통제체제(MTCR) 및 미국의 수출 규제(ITAR) 등을 통해 우주발사체 기술 이전이 통제돼 있어, 우리나라는 독자적으로 우주발사체를 개발해야 했다고 합니다.

 

누리호 2단은 75톤 엔진 1개와 액체산소 & 케로신 탱크 등으로 구성되었습니다.

1차 누리호와 동일합니다.

 

누리호 3단은 7톤 엔진 1기와 액체산소 & 케로신 탱크 등으로 구성되었습니다.
 
한국항공우주연구원에서 공개한 자료를 따르면 3단형 구성으로 된 누리호 자체가 1단, 2단, 3단이 정해진 연소시간에 맞춰서 연소를 하고. 그다음에 단 분리 과정을 통해서 인공위성이 투입 고도인 700km 높이까지 날아갑니다

 

 

이륙 후에 16분 정도 지나면 위성 발사체가 분리가 되고, 다음에 분리된 후에 30분 정도 지나면 발사 데이터 분석을 통해서 이제 성공 여부를 확인할 수 있다고 합니다.

 

과거 나로호는 1, 2, 3단 엔진 중 1단 엔진은 러시아에서 가져왔는데, 이번엔 모두 우리 순수기술로 개발되었습니다.

 

누리호 2차 발사에 있어서 1차 때와의 차이점입니다.

 

첫 번째 차이점은 위성더미가 실려있던 1차 발사와 달리 2차 발사에는 성능검증 위성이 탑재됩니다.

성능검증 위성은 162.5kg으로 수명이 2년이며, 고도 700km를 유지하게 됩니다.

 

성능검증위성은 누리호의 위성투입 성능을 검증하며, 국내에서 개발한 탑재체의 성능 확인, 국내 대학에서 개발한 큐브위성을 탑재하고 있다가 사출시켜 지구궤도에 투입시키는 작업을 하게 됩니다.

큐브위성은 서울대와 연세대, 카이스트, 조선대 등 국내 4개 대학 학생들이 2년 동안 개발한 것으로 지구 대기관측 데이터 수집, 미세먼지 모니터링을 하며 3.2`9.6kg으로 고도 700km 태양동기궤도에서 6개월~1년 동안 임무를 수행합니다.

 

독자개발한 한국형 발사체를 통해 위성을 최초로 탑재해 발사하는 것입니다.

 

두 번째 차이점은 누리호 1차 발사 보완조치로 3단 산화제 탱크부 구조가 강화되었습니다.

 

 

한국형 발사체 누리호(KSLV-II)의 개발에는 300여개 국내 기업이 참여했습니다.

한국항공우주연구원(항우연)이 사업 수행을 맡고 한국항공우주산업(KAI), 한화에어로스페이스, 한화 등 민간 기업이 체계종합, 추진기관/엔진, 구조체, 유도제어/전자, 열/공력, 발사대 △시험설비 등 분야별 사업에 참여했습니다.

주력 참여기업만 30여곳으로 인력 500여명이 이번 발사에 힘을 보탠 것으로 조사됐습니다.

 

누리호 2차 발사장면, 출처 : 한국항공우주연구원

누리호 2차 발사모습을 찍은 영상입니다.

 

누리호의 성공은 국내에서 발사체 개발이 시작한 지 30년 만의 쾌거라고 합니다.

1993년 첫 로켓인 과학관측용 과학 1호가 발사된 후 10년간 기본기를 닦고 2002년 나로호 개발이 시작됐습니다.

 

우리는 당시 독자기술이 없는 상태라 러시아로 건너가 어려운 상황에서 노하우를 익혔고, 2010년에 누리호 개발에 착수했던 것입니다.

 

 

앞으로 정부는 내년부터 2027년까지 누리호를 네 차례 더 발사합니다.

2030년엔 차세대 발사체로 달 착륙 검증선을 발사하고, 2031년에는 달 착륙선을 발사한다는 계획입니다.

 

누리호의 단 분리, 페어링 분리, 위성을 안착시키는 영상과 지구 모습까지 생생하게 담겨있는 영상입니다.

 

 

1톤 이상의 로켓을 쏘아 올릴 수 있는 능력은 러시아(1957)와 미국(1958), 유럽(프랑스 등 1965), 중국, 일본(1970), 인도(1980) 등 6개국에 이어  세계 7번째 세계 우주강국이 된 것입니다.

누리호를 구성하는 중대형 액체 로켓엔진, 대형 추진체, 발사대 등이 모두 순수 독자기술입니다.

 

앞으로 쏘아올린 누리호는 자세를 잡는데 1주일 이상 소요되고, 이후에 초소형 위성 4개가 이틀에 하나씩 단계적으로 사출되게 됩니다.

대략 15~20일 정도 후에 누리호에 실린 위성들이 보내주는 신호를 우리가 받아 볼 수 있게 되는 것입니다.

 

누리호 성공으로 우리나라는 4차 산업혁명을 주도하기 위한 필수조건을 갖추게 되었습니다.

인공지능, 사물인터넷, 자율주행, 드론, 6세대 이동통신 등의 기술이 발전하기 위해선 자체위성이 필수적이거든요.

 

앞으로 우리나라는 우주 발사체 기술이 생겨 다른 국가의 위성을 대신 쏘아 올릴 수 있는 날이 올 것이고, 우리나라도 미국과 러시아 등과 같이 유인 유주선 발사와 10톤 이상의 위성을 저궤도에 쏘아 나를 수 있는 날들이 올 것입니다.