나로호, 발사 3시간 앞두고 갑자기 소화용액 분출

(나로우주센터(고흥)=배충현 기자) 한국 첫 우주발사체 나로호(KSLV)의 2차 발사가 소방설비 오작동 문제로 연기됐다.

나로호 관리위원회는 9일 오후 5시로 나로호의 발사시각을 정했지만, 발사 3시간여를 앞두고 화재에 대비한 소방설비가 오작동을 일으키면서 발사를 미루게 됐다.

교육과학기술부와 한국항공우주연구원(항우연)은 이번 사고가 발사체에 미친 영향 여부를 정밀 분석하고, 소방설비 오작동 원인을 규명해야 나로호 발사시기를 다시 결정할 수 있다는 입장이다.

나로호의 2차 발사 예정시기는 오는 19일까지다. 따라서 19일까지 나로호 재발사 시기가 결정될 수 있을지가 최대 관심사로 떠오르고 있다.

▲1단 2단 로켓 정상 작동 중요

나로호는 재발사 일정이 잡히더라도 최종 발사 성공을 위해서는 여러 단계의 과정을 거치게 된다.

우선 1단과 2단 로켓의 정상 작동이 중요하다.

러시아가 개발한 1단 엔진은 지난해 발사에서 이미 성능을 인정받았다. 1단 엔진은 러시아가 야심차게 개발 중인 차세대 로켓 '앙가라'에 사용되는 것과 같은 종류다. 러시아 기술진이 만든 1단 엔진은 성능이 뛰어나고 안정적이라는 게 전문가들의 평가다.

2단 엔진은 국내 기술진에 의해 개발됐다. 전문가들은 2단 엔진에 대해서도 대체적으로 우수하다는 평가를 내리고 있다.

2단 엔진은 이미 지난 1993년과 1997년에 각각 발사된 KSR-1과 KSR-2에 적용돼 성능을 검증받았다.

소프트웨어(SW) 오류도 발사 성공에 결정적인 영향을 미친다. 나로호는 비행 및 유도제어장치, 내부측정장치 등 시스템의 정상 작동이 소프트웨어에 의해 제어된다.

따라서 SW의 오작동은 나로호의 이상 비행으로 이어질 수 있다.

날씨도 변수다. 당초 발사가 예정됐던 9일 나로우주센터 주변 날씨는 약한 구름만 있을 뿐 바람이 적어 발사에 최적의 조건이었다. 하지만 기상청에 따르면 10일에는 비가 올 것으로 예상되는 만큼 나로호 2차 발사 시기는 다음주로 미뤄질 가능성이 큰 상태다.

▲페어링 분리에 관심

나로호 2차 발사에서 관심을 모으는 것은 위성 보호덮개인 페이링의 분리다. 지난해 1차 발사 당시 한쪽 페어링의 미분리로 위성의 정상궤도 진입에 실패한 바 있다.

지난해 2단 로켓은 330㎏에 이르는 페어링 한쪽을 달고 비행하다 결국 목표 궤도인 고도 360㎞를 크게 벗어났었다.

페어링과 로켓의 분리는 전기신호로 이뤄진다. 폭발물이 들어있는 특수 볼트가 터지면서 페어링이 분리되는 방식이다. 이때 전기신호가 약하면 볼트가 터지지 않아 페어링의 분리가 제대로 이뤄지지 않게 된다.

교과부와 항우연은 이미 수차례 모의실험(리허설)을 통해 페어링 분리실험을 진행한 상태다.

따라서 페어링 미분리로 인한 발사 실패 가능성은 적다는 것이 관련 연구진의 의견이다.

나로호는 이륙해 20여초 동안 수직 비행하고 900m 상공에서 남쪽 방향으로 비행하기 위해 발사체를 기울이는 킥턴(Kick-Turn)을 한다.

페어링은 발사 후 200초여 뒤에 분리되고 발사체 2단이 분리된다.

▲추적시스템 가동

나로호 발사가 이뤄지면 지상과 바다의 3곳에 설치된 첨단 추적 시스템이 가동된다. 나로호 추적은 나로우주센터, 제주 추적소, 필리핀 해상의 해경 경비함이 단계별로 나눠 맡게 된다.

발사부터 50초 동안 나로우주센터는 광학ㆍ레이더 추적장치로 나로호를 뒤쫓고 동시에 나로호가 보내는 신호를 받아 고도와 위치를 파악한다.

50초 이후 나로호가 130㎞ 떨어진 남해상에 도달하면 제주 추적소가 임무를 넘겨받는다.

영해를 벗어나 1700㎞ 떨어진 필리핀 부근 해상을 지나면 해경의 3000t급 경비함이 레이더를 가동해 나로호의 궤도를 추적한다. 제주도와 해상의 정보는 나로우주센터로 모아져 분석된다.

나로호는 발사 55초 후 고도 7.2㎞ 지점에서 음속을 돌파한다. 나로호가 음속을 돌파하면 연료가 성공적으로 주입되고 있으며, 엔진 등 추진기관도 정상적으로 작동한다고 볼 수 있다.

215초 후에는 위성 보호덮개인 페어링이 분리된다. 또 1단(하단)과 2단(상단)이 분리되는 시점은 232초다.

과학기술위성 2호가 분리되고 나로호의 비행이 끝나는 시점은 발사 후 540초다. 과학기술위성 2호와 나로호 2단이 연결된 금속 링이 장치한 폭약의 폭발로 분리되고, 과학기술위성 2호는 우주로 날아가게 된다.

나로호의 비행이 끝나도 과학기술위성 2호가 정상적으로 작동돼야 발사의 최종 성공 여부가 판가름나게 된다.

과학기술위성 2호가 한반도 상공에 근접해 인공위성센터와 교신이 가능한 조건이 이뤄지는 첫 시점은 발사 후 11시간 27분부터 43분까지 16분 동안이며, 교신이 가장 확실하게 이뤄질 수 있는 때는 발사 후 13시간 9분부터 28분까지 19분 동안이다.

과학기술위성 2호는 궤도에 정상 진입하면 2년간 103분에 한 바퀴씩, 하루에 지구를 약 14바퀴씩 돌면서 대기의 복사에너지를 측정해 지구 전역의 대기 수분량ㆍ강수량 등을 분석하고 지구온난화 및 기후변화에 대한 연구자료를 제공하는 임무를 수행하게 된다.

또한 위성의 정밀자세제어에 필수적인 별추적기와 펄스형 플라스마 추력기, 정밀 디지털 태양센서 등 향후 실용급 위성에 활용 가능한 핵심기술의 우주환경 검증을 수행한다.

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