한국형발사체 누리호, 6월 15일 2차 발사

임민철 기자 2022-02-25 15:30

1차 발사 당시 3단 비행과정서 문제 확인

헬륨탱크 고정부 설계변경·덮개보강 진행

진행기간 1개월 추가소요…3차 발사 순연

항우연 "성공 부담 있지만 좋은 결과 기대"

한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 작년 10월 21일 고흥군 나로우주센터 제2발사대에서 화염을 내뿜으며 힘차게 날아오르고 있다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 지구 저궤도(600~800㎞)에 투입하기 위해 만들어진 3단 발사체이며 엔진 설계에서부터 제작, 시험, 발사 운용까지 모두 국내 기술로 완성한 최초의 국산 발사체이다. [사진=사진공동취재단]

한국형발사체 기술의 성과와 숙제를 함께 확인해 준 누리호의 2차 발사 일정이 올해 6월로 결정됐다. 발사체의 기술적인 개선 조치를 반영하는 과정에 소요될 추가 기간이 고려돼 당초 예정된 5월에서 변경됐다.

과학기술정보통신부는 누리호의 기술적 보완 조치 방안을 마련하고 향후 추진 일정을 확정한 사항이 '제40회 우주개발진흥실무위원회'에서 심의·확정됐다고 25일 밝혔다. 누리호 2차 발사예정일은 오는 6월 15일, 발사예비일은 6월 16~23일이며, 향후 개최되는 발사관리위원회에서 기상상황 등을 고려해 발사일을 최종 확정한다.

누리호는 작년 10월 21일 1차 발사됐다. 당시 국내에서 발사체 핵심 기술력이 확보됐음을 확인하는 성과를 거뒀으나 3단 엔진의 연소가 조기 종료돼 위성모사체가 목표 궤도에 안착하지 못했다. 과기정통부가 작년 11~12월 구성해 운영한 발사조사위원회의 원인 규명 결과에 따르면 누리호가 비행하는 동안 3단 산화제탱크의 헬륨탱크 고정지지부가 풀린 것 등이 주요 원인이었다.

한국항공우주연구원 연구진들은 누리호를 기술적으로 개선하기 위한 세부 조치 방안을 마련해 왔고 외부 산·학·연 전문가로 구성된 전담평가단을 통해 관련 조치 방안에 대한 검토를 완료했다.

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3단 산화제탱크의 헬륨탱크 하부지지부와 맨홀덮개의 구조를 변경·보강하는 것이 누리호에 적용될 주요 개선 사항이다. 설계를 변경해 헬륨탱크 하부지지부의 고정장치를 강화하고 맨홀덮개의 두께를 보강해, 누리호가 비행 중 변화하는 환경에서 안정적으로 비행할 수 있도록 한다. 항우연은 변경 부분 제작을 마치면 3단부를 해체·재조립하고 기밀시험 등을 실시할 예정이다.

고정환 한국항공우주연구원 한국형발사체개발사업본부장 [사진=과기정통부 e브리핑 영상 갈무리]

지난 24일 정부가 누리호의 향후 추진 일정을 기자단에 설명하는 사전브리핑 자리에서 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장은 "(첫 발사 당시) 헬륨탱크가 이탈해서 3단 비행과정에 문제가 생겨, 헬륨탱크를 고정하는 부위에 대한 설계 변경을 통해 충분히 견딜 수 있도록 설계를 바꿨다"면서 "극저온에 담가 잡아당기는 시험을 통해 충분히 견딜 수 있음을 검증했고 이 설계를 그대로 적용하면 될 것으로 판단하고 있다"고 설명했다.

고 본부장은 이어 "맨홀덮개의 두께를 보강함에 따라 무게는 9㎏ 가량 늘어날 것으로 예상되고 이 정도 무게 증가는 누리호가 현재 가진 탑재 성능 마진(margin·여유분)으로 충분히 커버가 가능할 것"이라며 "고정장치 변경이나 설계 변경안을 적용하기 위한 작업성을 기업체와 같이 검토했고 실제 교체하는 작업에 착수해 지금 진행하고 있다"고 덧붙였다.

그는 "헬륨탱크 내부에 200bar(약 197.4기압) 고압의 헬륨이 탑재돼 비행하게 되는데 이 헬륨을 반드시 그 상태 그대로 유지해야 하기 때문에 누설이 있거나 하면 안 된다"면서 "기밀시험은 저압으로 헬륨을 이용해 누설이 있는지 없는지 확인하는 것이고 반드시 필요한 과정"이라고 강조했다. 그는 또 발사 시기로 추산된 6월 중순 일정도 상황에 따라 변동이 있을 수 있다고 언급했다.

과기정통부는 2차 발사를 위해 비행모델의 1·2·3단을 단간 조립하고 성능검증위성을 누리호에 탑재하기 위해 약 1개월 정도의 추가 기간이 소요될 것으로 예측돼 발사 시기가 기존 5월에서 6월로 바뀌었다고 밝혔다. 2차 발사에서는 성능검증위성(무게 0.2t)과 위성모사체(1.3t)가 함께 발사되고, 모두 궤도상 분리가 시행된다.

누리호 3단 산화제탱크 실물 [사진=과기정통부]

장영순 항우연 발사체체계개발부장은 "성능검증위성은 한국형 발사체 누리호의 위성 투입 성능을 확인하기 위해 만든 소형 위성이고 그 크기는 0.9m 정도의 큐빅(cubic·입방체), 무게는 180㎏급으로 개발해 현재 약 168㎏ 정도 나간다"며 "이 위성에는 국내 부품을 탑재해 실제 우주 환경에서의 시험을 수행하게 되고 수명은 약 2년"이라고 설명했다.

2차 발사의 일정이 1개월 연기됨에 따라 당초 올해 12월로 예정된 3차 발사도 순연될 전망이다. 정부는 2차 발사를 진행하고 나서 3차 발사를 위한 조립 등이 진행돼야 하기 때문에 일정 연기는 불가피할 것으로 보고 있다.

고 본부장은 연구진의 2차 발사 성공의 난관과 부담감에 대한 질문에 "지난 1차 발사 때 많은 부분이 검증됐고 당시 문제가 있던 부분은 이미 개선하고 있기 때문에 3차 발사 성공률은 매우 높을 것으로 생각하지만 해외 사례를 보면 어제 발사하고 오늘 또 하는데도 실패하는 게 우주발사체라서 저희가 성공을 보장할 수는 없을 것 같다"면서도 "1차 발사에서 굉장히 아쉽게 결과가 나왔었기 때문에 2차 발사는 반드시 성공시켜야 된다는 부담감이 저희 연구진들에게 있는 게 사실이지만 하나하나 절차를 만들어 진행해왔던 것을 빠짐없이 잘 진행하면 좋은 결과가 있을 것으로 생각하고 준비하고 있다"고 답했다.

권현준 과기정통부 거대공공연구정책관은 "항우연과 관련 산업체는 누리호의 기술적 보완이 잘 진행될 수 있도록 만전을 기하고 있다"며 "누리호의 발사 준비가 원활히 추진될 수 있도록 정부도 최선을 다하겠다"고 말했다.