[누리호 발사] 'D-day' 맞은 누리호의 1·2·3단 구조는 어떻게 돼있을까?

총 3단으로 구성된 누리호, 1·2·3단 로켓 구조는

나로호와 달리 발사대부터 로켓까지 모두 우리 기술로

순수 우리기술로 만들어진 '한국형 발사체' 누리호가 발사 하루 전인 20일 오전 전남 고흥군 나로우주센터 제2발사대에 기립되고 있다. 누리호는 길이 47.2m에 200톤 규모로, 3단으로 구성되어 있다. 가장 아래 있는 1단에는 75톤급 엔진이 묶음으로 4개, 2단에는 1개, 3단에는 7톤급 엔진이 1개 들어간다. 총 연료 56.5톤과 산화제 126톤이 연소하며 최대 1500㎏의 물체를 고도 600~800km 궤도에 올릴 수 있는 성능을 지녔다. (한국항공우주연구원 제공) 2021.10.20/뉴스1

(서울=뉴스1) 김정현 기자 = '한국형 발사체' 누리호가 21일, 드디어 발사 'D-Day'를 맞았다.

이번 누리호 발사 성공 여부에 특히 이목이 쏠리는 이유는 설계·제작·시험·발사 운용까지, 모든 과정이 국내 기술로 이뤄졌기 때문이다.

총 3단으로 구성된 누리호. 어떤 구조로 이뤄졌으며 각 부의 개발에는 어떤 기업의 기술이 사용됐을까?

◇누리호, 나로호보다 탑재중량 15배 늘려…위성 탑재 가능

누리호는 길이 47.2m, 중량 약 200톤에 최대 직경은 3.5m에 달하는 구조물이다. 지난 2009년 발사된 길이 33.5m, 중량 140톤의 나로호보다 길이와 중량 모두 커졌다.

2단 발사체였던 나로호와 달리 누리호는 Δ75톤급 액체엔진 4기 묶음이 탑재된 '1단' Δ75톤급 액체엔진 1기가 탑재된 '2단' Δ7톤급 액체엔진 1기가 탑재된 '3단'까지 총 3단으로 구성돼있다.

특히 75톤급 액체엔진 4기를 묶은 1단 엔진이 300톤 수준의 추력을 낼 수 있기에, 탑재 중량은 나로호의 15배인 1500㎏에 달한다. 덕분에 1톤짜리 위성(모사체)까지 3단에 탑재할 수 있었다.

누리호는 길이 47.2m, 중량 약 200톤에 최대 직경은 3.5m에 달하는 구조물이다. 지난 2009년 발사된 길이 33.5m, 중량 140톤의 나로호보다 길이와 중량 모두 커졌다.(항우연 제공) © 뉴스1

◇우리 기술로 개발된 누리호 1단로켓…75톤 엔진 4개로 누리호 띄운다

최하단부인 1단 로켓은 길이 23.1m에 3.5m의 직경의 크기다.

누리호 1단은 Δ전방동체(복합체) Δ산화제탱크(액체산소) Δ탱크연결부 Δ연료탱크(케로신) Δ후방동체 Δ엔진지지부 Δ엔진으로 구성됐다.

나로호의 경우, 1단 엔진을 러시아에서 들어와 조립만 했지만 누리호는 1단을 모두 우리 기술로 개발했다.

1단 추진체 탱크 개발과 체계 총조립은 '한국항공우주산업'이 맡았으며, 2, 3단 추진체 탱크는 '두원 중공업'이 개발했다.

1단의 각 부별로는 Δ엔진총조립·터빈(한화에어로스페이스) Δ연소기·가스발생기·터빈배기부(비츠로넥스텍) Δ산화제펌프·연료펌프(한화에어로스페이스, 엔스엔에이치) Δ파이로시동기(한화) ΔTVC구동장치시스템·추력기시스템(한화에어로스페이스, 스페이스 솔루션) Δ연소기점화기(네오스펙) Δ엔진공급계(한화에어로스페이스, 한화, 비츠로넥스텍, 하이록코리아, 스페이스솔루션, 네오스펙, 삼양화학) 등이 개발을 맡았다.

1단 로켓은 지상에서 발사된 뒤 고도 59㎞에서 분리된다.

오는 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 한국형 발사체 '누리호'가 발사될 예정이다. 누리호 개발에 성공하면 한국은 미국, 러시아, 유럽, 중국, 일본, 인도에 이어 무게 1톤이상의 실용 위성을 자체적으로 발사 가능한 7번째 국가가 된다. © News1 김초희 디자이너

◇2단 로켓, 고도 59㎞부터 고도 258㎞까지 작동

중간 부분인 2단은 18.5m 길이에 2.6m 직경을 갖췄다.

누리호 2단의 구조 역시 1단과 거의 동일하게 Δ전방동체(복합체) Δ산화제탱크(액체산소) Δ탱크연결부 Δ연료탱크(케로신) Δ후방동체 Δ엔진지지부 Δ엔진으로 구성돼있다.

2단 로켓은 1단 로켓이 분리된 고도 59㎞부터 고도 258㎞까지 작동한 뒤 분리된다.

2단도 우리 기술로만 개발됐는데 Δ배관조합체·롤 제어 구동장치 시스템(한화에어로스페이스) Δ제어계측계(이앤이) 기체공급계(한화에어로스페이스, 하이록코리아, 네오스펙, 스페이스솔루션) Δ열제어화재안전계(한양이엔지, 지브이엔지니어링, 에너베스트) Δ전자탑재(단암시스템즈, 기가알에프) Δ하니스(카프마이크로) 동체(한국화이바, 테크항공, 에스엔케이항공) 탱크연결부(두원중공업, 에스엔케이항공) 고압탱크(이노컴) 파이로락(한화) 등이 각 부위 개발에 참여했다.

누리호 개발에는 300여개의 국내 기업들이 참여했다. (항우연 제공) © 뉴스1

◇7톤 엔진으로 작동하는 '3단'…고도 700㎞에 위성 올리면 성공

마지막 3단은 75톤급 엔진을 사용한 1, 2단과 달리 7톤급 엔진이 작동한다. 7톤 엔진이 고도 258㎞에서 최종적으로 고도 700㎞에 올리면 발사 성공이다.

3단은 Δ페어링(복합체) Δ위성(모사체) Δ산화제 탱크(액체산소) Δ탱크연결부 Δ연료 탱크(케로신) Δ엔진지지부 Δ엔진으로 구성돼있다.

3단 역시 Δ페어링(한국화이바, 한화) Δ위성항법(덕산넵코어스) Δ전자탑재(단암시스템즈, 기가알에프) Δ임무제어(한화) Δ추력기 시스템(스페이스솔루션, 한화에어로스페이스) 등 국내 기술로만 개발됐다.

누리호 1, 2, 3단 외에도 발사대구축 총괄은 '현대중공업'이 담당했고 Δ발사대 발사관제설비(제넥) Δ발사대 추진체 공급설비(한양이엔지) Δ발사대지상기계설비(건창산기) Δ발사대 기반시설(영만종합건설, 대선이앤씨, 유한티유) Δ지상제어시스템(유콘시스템) Δ모델링·설계(제이투제이코리아) Δ추진기관시험설비(한화에어로스페이스, 현대로뎀 등) 등 발사대 개발 및 지상제어 시스템도 우리 기업들이 맡았다.

한국항공우주연구원 측은 "주력 참여기업 30여곳을 비롯해 총 300여개의 국내 업체의 500여명의 인력이 이번 누리호 개발에 참여했다"며 "누리호 발사를 위해 체계총조립, 엔진조립 등 기술협력으로 국내 산업체 역량 강화, 발사서비스 주관기업으로 성장을 지원했다"고 설명했다.

정부는 향후 기술이전, 공공수요 제공 등을 통해 우주 제조업부터 발사 서비스 산업 생태계를 유지해 나간다는 방침도 밝혔다.
Kris@news1.kr

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