[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국형 발사체 누리호(KSLV-II)의 2차 발사가 열흘 앞으로 다가왔다.

지난해 10월 1차 발사 때 '미완의 성공'에 그쳤지만 이번에는 목표 궤도에 위성을 최종적으로 안착시키는데 초점이 맞춰졌다. 이럴 경우, 우리나라는 실용급(1톤 이상) 위성 발사가 가능한 7번째 국가로 등극하게 된다.

◆ 2조원 들여 개발한 누리호…유종의 미 거둘지 촉각

누리호 사업은 2010년 3월부터 시작됐다. 1조9572억원의 예산이 투입된 프로젝트다.

길이 47.2m에 중량은 200톤에 달한다. 탑재 중량은 1.5톤이다. 투입궤도는 600~800km다. 최대 직경은 3.5m다. 1~3단으로 구성됐으며 1단에는 75톤급 액체엔진 4기가 들어간다. 2단에는 75톤급 액체엔진 1기, 3단에는 7톤급 액체엔진 1기가 설치돼 있다. 현재는 1~2단은 조립이 완료된 상태이며 3단 조립을 남겨두고 있다.

[고흥=뉴스핌] 사진공동취재단 = 21일 고흥군 나로우주센터 제2발사대에 거치된 한국형 발사체 누리호(KSLV-ll)가 힘차게 날아오르고 있다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 지구저궤도(600~800km)에 투입하기 위해 만들어진 3단 발사체이며 엔진 설계에서부터 제작, 시험, 발사 운용까지 모두 국내 기술로 완성한 최초의 국산 발사체이다. 2021.10.21 photo@newspim.com

지난 10월 21일 1차 발사시 누리호 3단 엔진이 조기 연소 종료돼 위성모사체가 고도 700km의 목표 궤도에 도달하지는 못했다. 3단에 장착된 7톤급 액체엔진이 목표된 521초 동안 연소되지 못하고 475초에 조기 연소 종료됐기 때문이다.

누리호 발사조사위원회는 비행 중 진동과 부력으로 인해 실제 비행 시 헬륨탱크에 가해지는 액체산소의 부력이 상승할 때 고정장치가 풀려 헬륨탱크가 하부고정부에서 이탈한 것으로 추정했다.

이에 한국항공우주연구원은 누리호 2차 발사 대비 개선 조치를 실시했다. 3단 산화제탱크 내부의 고압헬륨탱크가 이탈하지 않도록 헬륨탱크 하부고정부를 보강하고 산화제탱크 맨홀덮개의 두께를 강화하는 등 기술적인 조치를 실시했다.

이에 따라 누리호는 오는 15일 전남 고흥군 나로우주센터에서 2차 발사된다. 1차 발사는 위성모사체만 발사체에 탑재됐다. 반면 2차 발사는 성능검증위성을 탑재해 독자개발 발사체를 통해 위성을 최초로 탑재한 발사가 된다.

이번 누리호 2차 발사에는 성능검증위성과 위성모사체가 함께 발사체에 탑재된다. [자료=과학기술정보통신부] 2022.06.04 biggerthanseoul@newspim.com

성능검증위성은 AP위성이 개발했으며 2년간 고도 700km에서 임무를 수행한다. 성능검증위성에는 큐브위성 4기, 발열전지(ETG), 제어모멘트자이로(CMG), S-Band 안테나(SHA) 등이 탑재된다. 큐브위성은 각각 조선대, 한국과학기술원, 서울대, 연세대 등이 개발했다.

2차 발사가 성공하게 되면 한국형발사체를 통한 산업 생태계 조성과 역량을 강화하는 등 '두 마리 토끼'를 모두 잡을 수 있을 것으로 기대된다. 누리호 개발에는 300여개 기업이 참여했으며 총 사업비의 80% 수준인 1조5000억원 규모가 산업체에서 집행될 정도로 국내 민간 우주기업의 참여비중이 높은 수준이다.

이종호 과학기술정보통신부 장관이 지난 26일 오후 전라남도 고흥군 나로우주센터를 방문해 발사대 준비 현황을 점검하고 있다. 왼쪽부터 이상률 한국항공우주연구원장, 이종호 과학기술정보통신부 장관, 고정환 한국형발사체개발사업본부장. [자료=과학기술정보통신부] 2022.06.04 biggerthanseoul@newspim.com

누리호 2차의 성공 발사를 위해 이종호 과학기술정보통신부 장관은 지난달 26일 나로우주센터를 방문해 준비 현장을 점검하기도 했다.

이 장관은 "나로우주센터에 와서 발사를 앞두고 있는 누리호를 사려보니 우리나라의 기술력이 많은 발전을 이뤘다는 것을 실감할 수 있었다"며 "6월 발사 준비에 최선을 다해 우주발사체 기술을 온전히 확보할 수 있도록 정부도 적극적으로 지원할 것"이라고 강조했다.

◆ 위성 자력발사 통한 우주 수송 능력 확보 결실

이번에 누리호 2차 발사를 통해 최종적으로 성능검증위성까지 목표 궤도에 올려놓게 되면 우리나라는 자력으로 위성을 발사하는 등 우주 수송능력을 확보하게 된다.

발사체 개발 기술은 국가간 기술이전이 엄격히 금지된 분야다. 그동안 미사일 기술통제체제(MTCR) 및 미국의 수출 규제(ITAR) 등으로 우주발사체 기술 이전이 통제됐다. 이같은 제한은 독자적인 우주발사체 개발의 필요성을 높이는 계기가 됐다.

누리호 2차 비행 시퀀스 [자료=과학기술정보통신부] 2022.06.04 biggerthanseoul@newspim.com

누리호는 1.5톤급 실용위성을 지구 저궤도(600~800km)에 투입할 수 있는 우주발사체다. 개발이 성공적으로 이뤄지면 독자 우주수송 능력을 확보하게 된다. 또 국가 우주개발을 안정적으로 수행할 수 있는 바탕을 마련할 수 있다.

자력발사 능력을 보유한 국가는 현재 러시아(1957년), 미국(1958년), 유럽(프랑스 등 1965년), 중국(1970년), 일본(1970년), 인도(1980년), 이스라엘(1988년), 이란(2009년), 북한(2012년) 등으로 모두 9개국이다.

이 가운데 실용급 위성 발사가 가능한 국가는 러시아, 미국, 유럽, 중국, 일본, 인도 등 6개국이다. 이스라엘, 이란, 북한은 300kg 이하 위성 자력발사 능력을 보유한 것으로 알려진다.

이번에 누리호 2차 발사로 위성을 목표 궤도에 올려놓게 되면 신용급 위성 발사가 가능한 7번째 국가가 되는 것이다.

또한 누리호의 설계, 제작, 시험, 발사 운용 등 모든 과정을 국내 기술로 진행하는 등 발사체 핵심기술 등을 확보할 수 있게 된다. 이렇게 되면 세계 7번째로 중대형 액체로켓엔진을 개발하고 보유한 국가로 인정받게 된다. 이와 함께 우주발사체 엔진개발 설비 구축, 대형 추진제 탱크 제작 기술, 독자 기술로 발사체 구축 등의 기술도 보유하게 된다.

누리호 1~3단 엔진 제원 [자료=과학기술정보통신부] 2022.06.04 biggerthanseoul@newspim.com

중대형 액체엔진을 독자적으로 개발한 것은 우주개발에서 상징적인 의미를 갖는다.

누리호의 주 엔진인 75톤급 및 7톤급 액체엔진을 개발해 엔진 연소시험을 통한 엔진 신뢰도 역시 향상될 것으로 기대된다. 

한국항공우주연구원 관계자는 "누리호 2차 발사가 성공한다면 드디어 우리나라도 우주 수송 능력을 확보학 되는 것"이라며 "미국 등 우주개발 선진국과 좀더 고난도의 우주개발 협력을 할 수 있을 것"이라고 기대했다.

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