[D-1년] 숫자·사진으로 보는 누리호 발사

'순수 국산 로켓' 누리호 2021년 2월과 10월 발사 예정
2013년 발사 성공한 '나로호' 비해 기술과 규모 모두↑
"1단 75t급 액체엔진 4기 클러스터링, 향후 최대 관건"


2021년 2월과 10월 발사될 예정인 한국형발사체 '누리호'. CG로 구현한 영상. <영상=한국항공우주연구원 제공>

항우연은 물론 국내 기업 200곳이 협업해 제작하고 있는 '누리호' 현장 모습. <영상=한국항공우주연구원 제공>

숫자로 보는 한국형발사체 '누리호'. <그래픽=김인한 기자>숫자로 보는 한국형발사체 '누리호'. <그래픽=김인한 기자>

한국항공우주연구원은 지난 15일 전남 고흥군 외나로도 나로우주센터에서 국내 연구진이 독자 개발한 한국형발사체 '누리호' 엔진 시험을 공개했다.

한국형발사체 누리호는 1~3단 모두 우리 기술을 적용한 최초의 발사체다. 지난 2010년 3월부터 총 12년 동안 개발하고 있는 프로젝트로 개발 예산은 1조 9572억원이 투입된다. 

누리호는 길이 47.2m, 중량 200t 제원이다. 중량 200t을 1단에 있는 액체엔진 4기(1기당 75t급 액체엔진)가 만들어내는 추력 300t으로 쏘아 올리는 것이다. 이후 2단에 있는 75t급 액체엔진이 추가로 힘을  만들어 대기권을 뚫고 나가면 3단에 있는 7t급 액체엔진이 길게 연소해 정밀한 비행을 하도록 돕는다. 지구 저궤도인 600~800km 고도에서 1.5t급 실용위성이 펼쳐져 다양한 우주 임무를 수행한다.

지난 2013년 1월 발사에 성공한 '나로호'는 한국과 러시아 연구진이 공동 개발했다. 현재 개발 중인 누리호는 나로호보다 길이는 14.2m 길고, 중량은 60t 무겁다. 발사체의 핵심인 탑재 중량은 15배 늘었고, 투입 고도도 2배 이상 늘어나 기술 난이도가 매우 높다. 

누리호는 지난 2018년 11월 개발 중인 75t급 액체엔진의 성능 검증을 위해 '시험발사체'를 제작해 발사에 성공했다. 당시 최대고도 209km, 남측 공해상으로 약 429km 비행 후 낙하했다. 발사대에서 안정적으로 이륙, 점화 후 151초(목표 140초) 동안 엔진이 연소해 설계된 궤적을 비행했다. 당시 자세제어시스템, 전자 탑재시스템, 구조, 열 공력 시스템 등이 정상 작동하는 것을 확인했다.

항우연은 비행모델 총조립 후 내년 2월과 10월 발사할 예정이다. 2월에는 1.5t급 더미 위성을 실어 발사할 예정이고, 이후 기술 검증이 완료되면 실제 위성을 실어 올린다는 계획이다. 

앞으로 발사 성패를 가를 최대 관건은 1단에 위치한 75t급 액체엔진 4기를 묶는 클러스터링을 완료해 성능을 입증하는 것이다. 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장도 "올 하반기 1단에 위치한 75t급 액체엔진 4기를 클러스터링해 종합연소시험을 진행할 예정"이라며 "한국형발사체 개발에 있어서 가장 중요한 시험이 될 것"이라고 강조했다.

아래는 숫자와 사진으로 보는 한국형발사체 '누리호'.

2013년 1월 발사에 성공한 '나로호', 2018년 11월 75t급 액체엔진 성능 검증을 위해 제작된 시험발사체, 현재 개발 중인 누리호 제원 비교. <사진=한국항공우주연구원 제공>2013년 1월 발사에 성공한 '나로호', 2018년 11월 75t급 액체엔진 성능 검증을 위해 제작된 시험발사체, 현재 개발 중인 누리호 제원 비교. <사진=한국항공우주연구원 제공>

1단 조립된 모델. <사진=김인한 기자>1단 조립된 모델. <사진=김인한 기자>

한국형발사체 '누리호' 제원. <사진=한국항공우주연구원 제공>한국형발사체 '누리호' 제원. <사진=한국항공우주연구원 제공>

전라남도 고흥군 외나로도, 나로우주센터에 만들어지고 있는 제2발사대 모습. 흰색 장치 '이렉터'에서 누리호가 기립된다. 초록색은 엄빌리컬(umbilical) 타워. 이곳에서 추진제를 공급하고, 발사체가 세워진 상태에서 발사 준비 작업을 수행한다. 흰색과 빨간색이 교차한 장비는 피뢰침. <사진=김인한 기자>전라남도 고흥군 외나로도, 나로우주센터에 만들어지고 있는 제2발사대 모습. 흰색 장치 '이렉터'에서 누리호가 기립된다. 초록색은 엄빌리컬(umbilical) 타워. 이곳에서 추진제를 공급하고, 발사체가 세워진 상태에서 발사 준비 작업을 수행한다. 흰색과 빨간색이 교차한 장비는 피뢰침. <사진=김인한 기자>

신규 구축중인 누리호 제2발사대. <사진=한국항공우주연구원 제공>신규 구축중인 누리호 제2발사대. <사진=한국항공우주연구원 제공>

누리호 발사를 그래픽으로 구현한 장면. <사진=한국항공우주연구원 제공>누리호 발사를 그래픽으로 구현한 장면. <사진=한국항공우주연구원 제공>
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