발사 두 번 연기된 누리호발사체 역대과정 살펴보기!

KSR-I, KSR-II, 나로호(KSLV-I), 누리호(KSLV-II) 비교 소개 (출처: 한국항공우주연구원)

 

 누리호는 한국항공우주연구원 등이 자체 기술로 개발한 무게 1500㎏(총중량 200t), 길이 47.2m의 3단 로켓입니다. 2010년부터 지상 600~800㎞ 궤도에 인공위성을 쏘아 올릴 수 있는 능력을 갖출 수 있도록 개발이 이뤄졌고, '우주로의 새로운 세계를 개척한다'는 뜻의 공모전을 통해 '누리'라는 이름이 선정됐습니다.

 누리호의 첫 발사는 2021년 10월 21일 오후 5시 나로우주센터에서 열렸습니다. 누리는 오후 3시 35분에 연료탱크 충전을 완료하고 오후 4시 5분에 산화제 탱크 충전을 완료했습니다. 그리고 오후 4시 24분 발사체 스탠딩 장치의 철수가 완료됐고, 오후 4시 50분부터 10분간 PLO를 가동한 뒤 발사됐습니다. 발사 127초 만인 오후 5시 2분, 고도 59㎞에서 1단 추진체가 분리됐고, 발사 233초 만에 누리호에 있는 인공위성 복제물을 보호하는 덮개 페어링이 분리됐습니다. 이후 약 274초 만에 고도 258㎞에서 2단 엔진이 분리됐고, 900초 뒤인 오후 5시 15분쯤 최고 고도 700㎞까지 올라오면서 1.5t급 위성 모방체를 분리하는 데 성공했습니다. 하지만, 3단 엔진은 조기 연소를 끝냈고, 인공위성 모방체는 고도 700km의 목표물에 도달했지만, 초속 7.5km의 속도 때문에 낮은 궤도에 도달하지 못했습니다. 반면 누리호에 탑재된 인공위성 시뮬레이션 본체는 위성의 기능은 없지만 실제 위성과 크기와 무게는 동일하게 만들어져 발사체의 발사 성능을 검증합니다.

개발 계획 (출처: 한국항공우주연구원)

 

첫번째 위기(2014.10.29)

 누리호의 성패를 좌우할 75톤 액체엔진 개발. 그러나 첫번째 연소기 시험은 짧은 섬광을 내며 실패하고 맙니다. 막대한 양의 추진제가 급속도로 연소하는 과정에서 연소 상태가 불안정해져 엔진 고장이나 추진력 저하, 심할 경우 폭발을 일으키는 연소불안정 현상이 나타난 것이죠.

 연소불안정은 중대형 액체 엔진 개발자들을 괴롭히는 가장 큰 기술적 어려움이지만 해결방법이 정립되지 않은 난제입니다. 미국도 달에 갈 당시 연소불안정이 발생하여 이를 해결하기까지 4년 간 1,332회 시험을 거쳐야 했습니다.

우리 연구진은 포기하지 않고 설계를 12번이나 바꾸어가며 10개월 만에 연소 불안정을 극복해 냅니다.

두번째 위기(2015.08)

 누리호의 추진제탱크는 연료를 저장하는 연료탱크와 산화제를 저장하는 산화제탱크 두 종류가 있습니다. 1, 2, 3단 각 2개씩 총 6개의 추진제탱크로 구성되어 있습니다. 우주발사체가 앞으로 나가기 위해서는 엔진에서 연소를 해야하는데 연료와 산화제가 굉장히 많이 필요합니다. 전체 발사체 무게의 약 90%가 연료와 산화제 무기입니다. 이는 자동차가 연료무게의 비율이 5%인것에 비하면 굉장히 많은 부분을 차지하는 것입니다. 추진제탱크는 품질관리가 굉장히 어렵습니다. 용접이 한군데라도 잘못되면 발사에 실패하기 때문입니다. 추진제 탱크는 맥주캔정도 약 2mm의 얇은 두께로 이루어져 있습니다. 따라서 용접을 하기에 굉장히 어려운 조건이 있습니다. 또한 재질이 특수한 알루미늄이기 때문에 특수한 용접공법을 사용합니다. 

 

75톤급 엔진 시험 첫 성공(2016.05.03)

누리호의 75톤급 액체엔진 (출처: 한국항공우주연구원)

 드디어 누리호의 심장이 뛰기 시작하는 순간입니다. 무려 75톤급의 엔진 시험이 2016년 첫 성공하게 됩니다.

 

시험발사체(TLV)발사 성공(2018.11.28)

 시험발사체는 누리호의 주 엔진인 75톤급 액체엔진 성능을 실제 비행을 통해 확인하기 위한 1단형 발사체입니다. 2018년 11월28일 나로우주센터에서 발사된 시험발사체는 목표 시간인 140초를 넘어 151초간 연소하면서 발사에 성공했습니다.

 75톤급 엔진을 비롯하여 구조체, 전자, 제어, 열·공력 및 발사대, 추적시스템 등이 성능이 검증되는 순간이었다. 이로써 우리나라는 중대형 액체로켓엔진 기술을 보유한 세계 7번째 국가로 발돋움하게 되었습니다.

 

누리호 1차 발사(2021.10.21)

누리호 발사장면 (출처: 한국항공우주연구원)

2021년 10월 21일 누리호의 첫 발사가 이루어졌습니다. 이륙하고 1단 분리 및 페어링 분리, 그리고 2단 분리까지 모두 정상적으로 이루어졌으나 3단 엔진의 연소가 조기에 종료되면서 목표고도에는 도달했지만 7.5km/s의 목표속도에 도달하지 못하여서 궤도 진입에는 실패하였습니다. 원인으로는 3단 산화제탱크의 압력저하 및 엔진의 연소가 조기 종료된 것으로 파악이 되고 있습니다. 헬륨 탱크에 가해지는 부력이 증가하면서 지지구조물 고정이 풀리면서 헬륨탱크의 이탈 후 이탈된 헬륨탱크가 산화제 탱크 균열을 발생시켜 산화제가 누설된 것으로 파악됩니다. 

 

누리호 2차발사 무엇이 달라졌는가?

 먼저 누리호의 임무를 알아보면 다음과 같습니다. 누리호의 위성 투입 성능을 검증하며 국내 개발한 발열전지, 제어모멘트자이로, S-band 안테나 등의 탑재체 성능을 확인하게 됩니다. 2차 발사는 1차 발사 보완 조치로 3단 산화제 탱크부 구조가 강화되었습니다. 

---

아무쪼록 누리호가 내일 성공적으로 발사가 이루어졌으면 좋겠습니다. 대한민국의 꿈과 희망을 우주로 보내는 누리호가 되길 바라며 포스팅 마치겠습니다. 도움이 되셨으면 댓글과 공감 부탁드리겠습니다. 감사합니다. 

 

[금융] - 계속해서 오르는 금리, 토스뱅크보다도 이자율이 높은 파킹통장 추천!

계속해서 오르는 금리, 토스뱅크보다도 이자율이 높은 파킹통장 추천!

[꿀팁] - 역대급 할인율 네고왕X마녀공장 추천템 정리!

역대급 할인율 네고왕X마녀공장 추천템 정리!

[꿀팁] - 알고먹어야 약이되는 오메가3의 효능!

알고먹어야 약이되는 오메가3의 효능!

[추천] - 신메뉴 출시한 설빙 ! 다양한 메뉴 알아보기

신메뉴 출시한 설빙 ! 다양한 메뉴 알아보기