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기획/연재

우리 기술로 만든 누리호

posted Nov 02, 2021 Views 226 Likes 0 Replies 0
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누리호 1차 발사장면


  영문 학명 Korea Space Launch Vehicle-II(KSLV-2) ‘우주까지 새 세상을 개척한다라는 의미의 누리호는 지난 1021() 1차 발사가 이뤄졌다. 누리호는 순수 국내 기술로 개발된 3단 액체로켓으로 이미 지난 20181128일 엔진의 성능을 검증하기 위해 시험발사체가 성공적으로 발사되었었다. 결과적으로 누리호는 1단 페어링, 2단 위성 모사체 분리 등의 모든 비행 절차가 성공적으로 완료됐지만, 로켓에 실렸던 위성 모사체의 궤도 안착에는 실패했다. 하지만 궤도 안착을 제외한 모든 과정에서 성공을 거두었기 때문에 발사에 대한 평가는 긍정적으로 여겨지고 있다. 로켓은 모든 과학 기술의 결정체라고 볼 수 있을 정도로 고도의 과학 기술력을 요구하고 있는 첨단과학의 결정체라고 할 수 있다. 이번 기사에서는 누리호에 들어 있는 과학적 지식에 대해 알아보고자 한다.

 

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시험발사체와 한국형발사체 비교


  한국항공우주연구원이 국내 독자 기술로 개발한 탑재 총중량 200, 길이 47.2m3단형 로켓 누리호에 들어갈 엔진의 성능을 검증하기 위한 시험발사체는 20181128일 전남 고흥 나로우주센터에서 발사됐다. 이전 20131월에 러시아와 공동 개발했던 나로호와의 가장 큰 차이점은 100% 국내 독자 개발로 이뤄졌다는 것이다. 또한, 탑재 중량, 총중량, 총길이를 비롯한 모든 재원값이 훨씬 월등한 사양을 가지고 있다.

 

  누리호의 발사는 10년이 넘는 기간 동안 진행된 프로젝트이다. 11년 전 한국형 발사체 프로젝트를 시작으로 현재까지 다사다난한 실험을 거쳤으며, 사실 그 시작은 수월하진 않았었다. 7년 전 로켓 발사의 가장 중요한 요소인 20141029일에 있었던 연소기 시험에서 첫 실패를 하였었고, 20158월에 추진제 탱크 납품 지연까지 발생하면서 누리호의 시작은 불안정한 상태로 시작되어왔었다. 하지만 이후 한국항공우주연구원의 노력으로 20165375톤급 엔진 시험에 첫 성공을 시작으로 20181128일 시험발사체(TLV) 발사에 성공하였다. 이후 올해 325일 누리호 1단 종합 연소시험 성공 이후 5개월 뒤 최종 예행연습 완료함으로써 발사가 진행되었다. 이처럼 단순한 과정을 토대로 이뤄진 결과물이 아닌 근 10년간의 천문학적인 비용과 연구를 통해 성공할 수 있는 것이 액체로켓 발사이다.

 

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누리호의 비행절차

  여기서 우리는 로켓 발사가 왜 그렇게 어려운 것인지에 대해 의문을 가질 수 있다. 많은 이유 중 첫 번째는 온도에서부터 시작된다. 액체 산소를 연료의 점화를 위해서 사용하는 온도는 영하 183도이며 엔진의 화염의 경우는 3,300도에 이른다. 그러므로 극저온과 초고온을 다 갖는 그런 상황에서 37만 개의 부품이 제대로 설계 및 동작 되어야 한다. 두 번째는 엔진의 연소 부분이 있다. 연료와 연소가 만나서 원하는 시간에 안정적으로 연소가 되어야 하는데 원하는 시간만큼 연소가 되는 기술이 확보되지 않아 발표에 의하면 118회에 달하는 연소시험을 할 정도로 독자적 기술을 가지기에 어려움이 있었다고 전하고 있다. 세 번째는 거대한 탱크가 초저온과 초고압에서 견디도록 설계되어야 하므로 용접 기술을 비롯한 고도의 재료 소재 기술을 접목하는 것이었으며, 마지막으로 꼽았던 것은 엔진과 탱크를 연결하는 최종단계인 클러스터링 기술이었다.

 


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누리호에 참여한 산업체 명단

 

  이번 누리호 발사가 가지고 있는 의의는 위에 서론에서도 잠시 언급했듯이 순수 우리만의 기술로 발사에 성공했다는 점인데, 이는 전문가들은 성공확률이 20%였다고 할 만큼 어려운 점이기도 하였다. 하지만 대통령의 브리핑에서도 알 수 있듯이 300여 개의 중소기업이 제조와 설계와 조립, 용접, 기계 등 모든 분야에서 활약하였으며, 기업 간의 협력이 아주 돋보인 집합체라고 할 수 있다. 이러한 점에서 발사체 개발이 일반 국민에게 미치게 되는 영향은 인공위성들을 통해서 받을 수 있는 서비스들이라고 할 수가 있다. 예를 들어 항공우주 시스템과 가장 밀접한 기후 예측을 비롯하여 통신정보까지 얻을 수가 있으며 단순 발사체를 발사했다는 것이 아닌 국민에게 직접적인 이익을 가져다줄 수 있다는 점이 흥미롭게 생각할 수 있는 점이다. 앞으로 우리나라는 약 10년 동안 약 100개 정도의 위성을 띄울 계획을 세우고 있으며 이번에 있었던 발사체 발사는 나중 계획에 있어서 해외 발사체를 사용하는 것이 아닌 우리가 원할 때 발사가 가능하다는 장점까지 가지고 있다.

 

  이에 따라 정부에서도 발사체의 성능을 높이는 후속 연구개발을 지시하였으며 좀 더 안정적이고 높은 신뢰도를 확보하기 위해 한국형 위성 항법 시스템인 KPS사업을 통해 세계 우주 시장에 참가할 수 있는 미래 계획까지 세우고 있다.


image05.png

누리호 낙하 지점

 

위에서 언급한 것처럼 누리호의 발사 자체는 결과적으로 실패하였지만, 전체적인 과정과 가능성을 봤을 때 부분적으로 큰 성공을 거뒀다고도 할 수가 있다. 이번 1차 발사 이후 이번 실패를 토대로 수집한 데이터와 오류를 수정하여 519일로 예정되어있는 2차 발사에서는 성공적으로 마칠 수 있었다는 뉴스를 접하기를 기대해 본다.

 

 

 

 

 

 

수습기자 배정현

 

출처

https://in.naver.com/goldfinger/contents/362773511043552?query=%EB%88%84%EB%A6%AC%ED%98%B8

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3377330&cid=43667&categoryId=43667

 

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