KISTI의 과학향기

비록 위성 모사체를 원하는 궤도에 올려놓지 못했지만, 이번 누리호 발사로 한국은 ‘뉴스페이스’로 불리는 우주개발 시대에 희망을 썼다는 평가가 지배적이다. 로켓의 핵심으로 불리는 1~2단이 제대로 작동함을 확인했기 때문이다. 과거 나로호 발사 때는 러시아제 1단 로켓을 썼기 때문에 발사에 성공했지만 아쉬움을 남겼다. 가장 큰 힘을 내는 1단 로켓을 처음 개발한 만큼, 누리호 첫 발사 목표는 우주발사체 수송능력과 비행성능 확인이었다. 누리호가 실제 위성이 아닌 위성 모사체를 싣고 있던 이유이기도 하다.

 

누리호 2차 시험 발사는 2022년 5월로 예정돼 있다. 이때는 위성 모사체가 아닌 통신 등 기본적인 위성 기능만 갖춘 성능검증 위성이 탑재된다. 현재까지 1t 이상의 실용위성을 지구 저궤도까지 자력으로 발사할 수 있는 국가는 미국과 러시아, 프랑스, 중국, 일본, 인동 6개국뿐이다. 지난 50년간 우주 선진국들이 새로 개발한 발사체가 첫 발사에서 성공한 확률은 27.2%. 비록 이번 발사가 100% 성공은 아니지만 이에 근접한 만큼 이번 발사는 충분히 의미 있고 박수받을 만한 성과다.

 

 

현재 누리호 발사를 이끈 한국항공우주연구원 등 연구진은 발사 과정에서 수집한 데이터를 토대로 3단 로켓의 연소가 부족했던 이유를 찾고 있다. 발사 직후 이뤄진 회의에서는 연소 도중 산화제 탱크 내부 압력이 비정상적으로 감소한 사실을 찾아냈지만 정확한 원인 파악에는 다소 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 또한 발사 당일 연소 시간이 46초 부족했다고 밝혔지만 리뷰 결과 59초가량 모자랐던 것으로 추가 확인됐다.

 

연구진은 크게 5~6가지 원인을 두고 원인 찾기에 나서고 있다. 산화제 탱크 자체의 밝혀지지 않은 결함이 있을 수도 있고, 헬륨 주입을 통해 산화제 탱크의 내부 압력을 일정하게 유지해 주는 가압 시스템이 오작동했을 수도 있다. 명령을 내리는 제어 시스템에 오류가 생기면 산화제 탱크의 내부 압력을 일정하게 유지하기 어려울 수 있다. 산화제 탱크와 헬륨 탱크의 밸브가 고장 난 경우에도 이 같은 일이 발생할 수 있다고 한다. 연구진은 컴퓨터 시뮬레이션 등 기술을 총동원해 예상 원인을 찾고 대응해 나간다는 계획이다. 필요하다면 연구진은 발사 후 비행 환경을 모사하는 시험을 통해 검증 실험을 수행할 방안도 구상하고 있는 것으로 알려졌다.

 

 

내년 5월로 예정된 누리호 2차 발사가 성공적으로 이뤄지면 2022년 말부터 누리호는 실제 위성을 싣고 올라가게 된다. 과학위성인 ‘차세대 소형위성 2호’를 시작으로 ‘차세대 중형위성 3호’, ‘초소형 위성 1호’ 등 2027년까지 총 4차례에 걸친 중소형 위성 발사 계획이 예정돼 있다. 2030년에는 한국형 발사체로 달 착륙선을 자력 발사하는 것을 목표로 하고 있다. 누리호 위에 고체엔진을 4단으로 얹으면 달까지 보낼 수 있는 화물 중량 730kg을 확보할 수 있다.

 

1단 로켓이 없던 한국. 이번 발사를 통해 단숨에 1단 기술을 확보하며 우주의 문을 두드릴 수 있게 됐다. 나아가 달 탐사는 물론 소행성 탐사 등 우주개발 강국의 전유물이었던 심우주 탐사도 도전할 수 있는 희망을 봤다. 한국에게 우주는 더 이상 먼 미래도, 높은 벽도 아니다.

 

 

글: 원호섭 과학칼럼니스트/일러스트: 유진성 작가