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한국형 우주발사체 ‘누리호’ 하반기 최종 성능시험

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내년 2ㆍ10월 발사 예정… “위성 자력 발사 기술 확보”
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전남 고흥군 나로우주센터에서 조립되고 있는 누리호 연구개발용 1단. 실제 비행용은 오는 가을 제작에 들어갈 예정이다. 한국항공우주연구원 제공

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우리나라 독자 기술로 개발되고 있는 한국형 우주발사체 ‘누리호(KSLV-Ⅱ)’의 ‘심장’인 75톤급 엔진이 올해 하반기 최종 성능 시험에 들어간다. 성공하면 누리호는 80~90% 완성되는 셈이고, 내년 2월과 10월 두 차례로 예정된 발사 성공 가능성에도 한 걸음 더 다가가게 된다.

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 올 하반기 중 75톤 엔진 4기를 사용하는 누리호 1단 발사체의 종합연소시험을 진행할 예정이라고 19일 밝혔다.

누리호는 크게 세 부분으로 구성된 3단 발사체다. 발사대에 세워 놓았을 때 가장 아랫부분부터 차례로 1~3단이며, 추력(발사체를 밀어 올리는 힘)을 내는 엔진이 각각 들어 있다. 발사체가 우주를 향해 날아가는 동안 3단부터 차례로 낙하하고, 최종 남은 1단이 1.5톤급 대형 인공위성을 600~800㎞의 지구 저궤도에 올려놓는 임무를 마지막까지 책임지게 된다.

1단의 추력은 순수 우리 기술로 만든 75톤 엔진 4기를 묶어 마치 하나의 엔진처럼 작동하게 하는 ‘클러스터링’ 기술로 확보한다. 75톤 엔진 1기가 들어가는 2단은 지난 2018년 11월 시험발사체에 실려 고도 209.1㎞까지 올라가는 비행 성능 시험을 마쳤다. 1, 2단에 들어가는 75톤 엔진은 지금까지 지상 연소시험을 총 139회, 3단용 7톤급 엔진은 77회 수행했다. 7톤 엔진은 기존 확보돼 있던 기술인 만큼, 누리호 성공은 새롭게 개발한 75톤 엔진의 성능에 달려 있다 해도 과언이 아니다. 해외에서도 우주발사체 성패를 가르는 핵심 요소로 엔진을 꼽는다.

누리호는 전남 고흥군 나로우주센터에서 2021년 2월과 10월 발사될 예정이다. 이를 위해 항우연은 누리호 비행모델(실제 우주로 올라갈 기체)을 1호기와 2호기, 예비용의 총 3가지로 제작한다. 발사대도 새로 만든다. 러시아와 공동 개발해 2013년 1월 발사한 2단 발사체 ‘나로호’가 썼던 발사대가 누리호에게 작기 때문이다. 누리호 몸체는 나로호의 약 1.5배다. 나로우주센터 내에 구축 중인 누리호 발사대(제2발사대)는 현재 공정률이 약 93%로, 올해 10월 완공될 예정이다.
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전남 고흥군 나로우주센터에 누리호 전용 발사대(제2발사대)가 구축되고 있다. 오는 10월 완공될 예정이다. 한국항공우주연구원 제공

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세계 첫 정지궤도 환경관측위성 ‘천리안2B’(내달 발사 예정)를 개발하는 등 우리나라 인공위성 기술은 이미 수준급이다. 하지만 지금까지 위성을 쏘아 올릴 때마다 외국 발사체와 발사대를 빌리는 데 수백억원을 지불해야 했다. 발사 일정도 현지 사정에 따라 바뀌기 일쑤였다. 우리 위성을 원하는 대로 쏘아 올리기 위해선 국내 발사체 확보가 필수란 시각이 나오는 이유다.
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누리호는 사실 미국이나 러시아와 같은 우주 선진국의 발사체보다 기술 수준이 높진 않다. “미국 발사체 기술을 100이라고 하면 누리호는 70 정도”라고 누리호 개발진은 평가한다. 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장은 그러나 “설계부터 제작, 발사까지의 전체 개발 과정을 모두 독자적으로 수행한다는 게 가장 큰 의미”라며 “누리호로 1.5톤 위성 자력 발사에 성공하면 이후 기술을 따라잡는 건 시간 문제”라고 설명했다.

누리호 개발은 2010년 3월 착수했고, 2022년 3월까지 총 1조9,572억원의 예산이 투입된다. 고 본부장은 “항우연과 직접 계약을 맺고 개발에 참여한 국내 기업이 30여개이고, 협력업체까지 치면 수백개 기업이 우주기술 경험을 쌓았다”고 말했다. 이 경험이 누리호 성공으로 이어져 국내 우주산업 확산 계기가 돼야 한다고 전문가들은 입을 모은다.

임소형 기자 precare@hankookilbo.com
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