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한국형발사체 '누리호' 3단 완전체 모습으로 처음 발사대에 섰다

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한국형발사체 '누리호' 3단 완전체 모습으로 처음 발사대에 섰다

2021.06.01 14:00
7월 6일까지 총 7단계 시험수행...실물과 똑같지만 테스트 전용 모델
드론으로 촬영한 누리호 인증모델 발사대 인증시험 장면. 한국항공우주연구원 제공 

1일 오전 10시 15분 전남 고흥 나로우주센터. 초록색의 발사대에 올 10월 첫 발사를 앞두고 개발이 한창 진행 중인 한국형발사체 ‘누리호’의 인증모델(QM)이 수직으로 우뚝 섰다. 1~3단 로켓이 모두 조립된 길이 47.2m의 웅장한 누리호 QM이 발사체에 기립하자 위용을 드러냈다. QM은 오는 10월 발사 예정인 누리호 비행모델(FM)과 형상과 설계구조가 동일한 발사체로 성능 검증과 시험을 위해 제작된 것이다. 

 

발사대에서 몸을 일으킨 누리호 QM엔 곧 ‘탯줄’이 연결된다. 연료, 산화제, 전기를 주입하는 케이블 7개가 기립한 발사체에 추진제 및 가스류 등을 지상에서 공급하기 위한 구조물인 ‘엄빌리칼 타워’가 결합한다. 누리호 실제 발사의 최종관문 중 하나인 발사대 인증시험의 첫발을 내딛는 순간이다.

 

한국항공우주연구원은 1일 오전 7시부터 전남 고흥 나로우주센터 발사대 인증시험을 위해 조립을 마친 누리호의 인증모델(QM)을 조립동에서 발사대로 옮겨 발사체를 일으켜 세우는 작업을 진행하는 모습을 처음으로 공개했다. 누리호 QM이 모두 조립된 완전체 형태를 선보인 것은 이날이 처음이다.

 

누리호는 길이 47.2m, 무게 200t으로 무게 1.5t의 인공위성을 600∼800㎞인 지구 저궤도(LEO)로 실어나르는 우주발사체다. 300t급 추력을 갖춘 1단은 75t급 액체엔진 4개, 2단은 75t급 액체엔진 1개, 3단은 7t급 액체엔진을 장착하고 있다. 2010년부터 1조 9572억원을 들여 국내 독자 기술로 개발하고 있다. 

 

○ 발사대로 가는 길...‘누리호 맞춤형’으로 도로 폭도 넓혀

1일 오전 7시 10분경 나로우주센터 발사체 조립동에서 누리호 상단이 모습을 드러냈다. 10월 발사에서 1.5t 무게의 모형 위성이 실리는 상단과 75t급 엔진 2단까지 연결된 발사체의 직경은 2.5m에 달한다. 

 

노란색을 띤 운송장치는 ‘모바일 트랜스포테이션 유닛(MTU)’로 불린다. MTU 위로는 ‘트랜스포터 이렉터(TE)’라는 이름의 설비로 발사체를 지지하는 역할을 한다. 눕혀져 있는 상태로 실린 누리호 QM은 이동을 위해 서서히 조립동을 빠져나오기 시작했다. 

 

누리호 QM은 발사대까지 약 1.8km에 달하는 거리를 시속 약 1.5km의 속도로 이동했다. 발사대까지 가는 도로는 몇 차례의 ‘커브’를 따라 오르막길로 돼 있다. 항우연은 누리호의 규모를 감안해 발사체 조립동에서 발사대까지 가는 도로의 폭을 약 3분의 1 가량 넓혔다. 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장은 “기존 도로로는 길이 47.2m, 최대 폭 3.5m의 누리호를 이송하기 위한 회전 반경이 나오지 않아 도로 폭을 키웠다”며 “MTU에 달린 수십 개의 타이어가 미끄러지는 현상을 방지하기 위한 작업도 진행했다”고 밝혔다. 

 

(왼쪽 상단부터 시계방향)누리호가 기립하고 있다. 고흥=고재원 기자 jawon1212@donga.com
(왼쪽 상단부터 시계방향)누리호가 기립하고 있다. 고흥=고재원 기자 jawon1212@donga.com

1시간 넘게 이동한 누리호 QM을 발사대에 기립하기 위한 준비작업에도 1시간이 넘게 소요됐다. MTU와 TE를 서서히 분리한 뒤 TE가 서서히 발사체의 몸을 일으키기 시작했다. 기립한 발사체를 세밀하게 조정해 발사대 하단에 만들어진 4개의 ‘지상고정장치(VHD, Vehicle Holding Device)’에 고정시키는 게 관건이다. VHD는 발사체를 붙잡고 있는 장치로 엔진이 최대 추력에 도달했을 때 고정을 해제한다. 이 과정에서 4개의 VHD는 한 치의 오차도 없이 동시에 작동해야 하기 때문에 정교한 기술력이 요구된다. 

 

고정환 본부장은 “TE가 세부적으로 조정하며 하단의 VHD에 정확하게 고정시키는 게 고난도 기술”이라며 “TE의 기술은 나로호 발사 때 얻은 경험을 통해 직접 설계, 제작했으며 나로호 발사 성공 경험이 굉장한 자산이 됐다”고 설명했다. 오승협 한국항공우주연구원 추진기관개발단장은 "TE가 간단해 보이는 장치이지만 발사대에 딱 맞게 아주 정교하게 누리호를 배치하는 역할을 맡는다"고 덧붙였다.

 

○ 7월 중순까지 한달여 가량 발사대 인증시험
고흥=고재원 기자 jawon1212@donga.com
한국형발사체 ‘누리호’의 인증모델(QM)이 1일 오전 10시 전남 고흥 나로우주센터 제2발사대에 수직으로 우뚝 섰다. QM은 오는 10월 발사 예정인 누리호 비행모델(FM)과 형상과 설계구조가 동일한 발사체로 성능 검증과 시험을 위해 제작됐다. 고흥=고재원 기자 jawon1212@donga.com

누리호는 오는 10월 발사를 앞두고 단계별 시험이 진행 중이다. 이날 시작된 발사대 인증시험은 엔진 연소시험과 함께 또다른 중요한 관문이다. 

 

이날 진행된 발사대 인증시험은 누리호와 제2발사대가 실제 발사 전 기능을 제대로 하는지 살펴보는 단계다. 제2발사대는 10월로 예정된 실제 발사를 위해 2013년 발사된 나로호 발사대 옆에 새로 지었다. 기존 발사대는 300t급 로켓을 쏘기엔 충분하지 않아 항우연과 현대중공업 등 국내 산업체 7곳이 협력해 국내 기술로 독자 개발했다.

 

엄빌리칼 타워의 높이는 약 48m로 누리호 길이인 47.2m와 비슷하다. 2단 발사체인 나로호는 1단에만 액체연료가 쓰여 지상에서 연료를 주입하면 됐다. 하지만 누리호는 2, 3단에도 연료를 주입해야 하기 때문에 제2발사대는 지상에서 연료를 주입할 수 있도록 타워 구조물 형태로 만들었다. 제2발사대의 지하에는 지하 3층에 걸쳐 연료와 산화제를 주입하는 시설이 있다. 이 시설은 52개의 방으로 이뤄져 있고 연면적은 약 6000㎡에 이른다. 이 시설은 누리호와 연결될 케이블 7개와 연계돼 있다. 연료용 케이블과 산화제용 케이블이 각각 1개씩이 1, 2, 3단 엔진에, 나머지 1개는 전기 공급용 케이블로 2단에 연결돼 발사체 전체에 전기를 공급한다. 

 

발사체가 최고 추력에 도달할 때까지 쓰러지지 않도록 지지해 줄 지상고정장치(VHD)와 발사체 이륙 시 엄빌리칼 케이블을 빠르게 수납해 발사체와의 충돌을 방지하는 엄빌리칼 케이블 수거장치도 있다. 

 

내달 6일까지 진행되는 발사대 인증시험은 조립동에서 나온 누리호를 발사대에 일으켜 세우는 것을 시작으로 추진 공급계 기능점검, 추진제 충전∙배출, 발사체 고정장치 분리 등 실제 발사 때 시행하는 것과 같은 7단계 절차로 나눠진다. 여기에 사용되는 인증모델은 실제 발사에 사용되는 비행모델과 모양과 성능이 똑같은 누리호 인증모델(QM)이다. 사실상 비행모델과 동일하지만 테스트용으로만 사용된다. 누리호 비행모델(FM)은 QM과 동일한 설계대로 현재 제작중으로 이르면 오는 7월 제작이 완료될 예정이다. 이날 진행된 인증시험은 조립동에서 나온 누리호를 발사대에 일으켜 세우는 1단계 시험에 해당한다. 누리호 QM은 오전 10시 40분 제2발사대에 90도로 세워졌다. 이로써 1단계 시험에 문제없이 성공했다. 

 

7월까지 이어질 성능 검증 작업에서 별다른 문제가 발생하지 않으면 실제 FM은 오는 10월 우주로 향할 것으로 예상된다. 내년 5월에는 무게 200kg 성능검증위성을 싣고 발사될 예정이다. 

 

고정환 본부장은 "이날 누리호 기립과정은 조심스럽게 진행하느라 시간이 약간 지체된 부분이 있으나 큰 문제없이 진행이 됐다"며 "앞으로 인증시험에서 어떤 문제가 생기더라도 자신감을 갖고 경험한 모든 걸 다 쏟아서 작업을 진행할 예정"이라고 말했다. 발사대 개발을 주도한 현대중공업 관계자도 "누리호가 큰 무리없이 몸을 일으키는 데 성공한 것으로 보인다"고 말했다. 

 

황성훈 과학기술정보통신부 우주기술과장은 앞서 지난달 31일 열린 사전 브리핑에서 “인증모델은 본 발사를 하게 될 비행모델과 거의 동일한 형상을 갖고 있어 1일  실제로 발사하게 될 누리호의 모습을 미리 볼 수 있다"며 "검증모델의 시험 결과를 토대로 현재 진행되는 비행모델의 1단계와 2단부 조립을 마치면 최종적으로 3단형 비행모델 조립에 들어간다"고 말했다.

 

황 과장은 “3월 누리호의 1단 인증모델의 종합연소시험에 성공한데 이어 인증모델과 발사대에서 진행되는 이번 시험이 성공을 거두면 누리호의 성능검증과 발사대 성능검증을 모두 마치게 된다"고 말했다. 

 

 

 

 

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