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한국형 발사체, 이번에는 실패 없이 날릴 수 있을 것인가.

한국항공우주산업의 발자취, 한국형 발사체에 대하여.
18.11.17 17:51l

검토 완료

이 글은 생나무글(정식기사로 채택되지 않은 글)입니다. 생나무글에 대한 모든 책임은 글쓴이에게 있습니다.
다가오는 2018년 11월 28일, 고흥 나로우주센터에서 한국형발사체(KSLV-Ⅱ,Korea Space Launch Vehicle-Ⅱ)의 엔진시험을 위한 시험발사체가 발사 될 예정이다. 항공우주 산업이 발달된 미국, 러시아와 같이 발사체를 자력으로 여러 번 쏘아올린 경험이 있는 나라들은 시험 발사를 거치지 않고 주 발사체를 바로 쏘아 올리기도 하지만 이미 두 번의 발사 실패를 경험한 우리나라는 한국형발사체가 발사되기 3년이 남은 지금, 이번에는 시험발사를 통해 가급적 완벽하려는 신중한 모습을 보이고 있다. 원래는 10월 25일에 시험발사체가 발사되어야 했지만 점검 과정 중 가압계통 이상으로 일정이 연기되는 등 불안한 요소도 보이고 있긴 하다. 그렇지만 2010년부터 약 1조 5천억 원이라는 방대한 금액이 투자된 사업인 만큼 이번에는 반드시 실수 없이 발사에 성공해야만 한다.
 
▣나로호(KSLV-Ⅰ)의 두 번의 비행 실패
나로호는 총 2번의 실패를 경험한 후 2013년 1월 30일, 3번째 비행 때 마침내 성공할 수 있었다. 2009년 8월 25일 1차 발사 때는 발사 54초경과에 음속을 돌파한 후 215초에 예정되어있는 페어링에 실패하면서 비행에 실패하였다. 이륙 후 216초 경 로켓의 최전방 부분을 감싸고 있는 원뿔 모양의 보조 페어링이 한부분만 떨어져 나가 양쪽의 무게가 비대칭이 되면서 비행 궤적을 이탈하였고 결과적으로 궤도 진입 속도에 미치지 못하면서 추락하고 말았다. 그렇지만 1단 분리, 자세 제어, 위성분리의 단계들은 정상적으로 진행되었다.
2010년 6월 10일에 진행된 2차 발사 때는 이륙 후 137초(고도 67km, 지상거리 40km)까지는 정상적으로 비행이 진행되었으나 이후 갑자기 통신이 두절되었다. 그 후 1단 로켓이 폭발하였고 또 다시 한 번의 폭발 이후에 그대로 제주 남단 방향 공해로 추락하고 말았다.

▣한국형발사체(KSLV-Ⅱ,Korea Space Launch Vehicle-Ⅱ)란?
나로호(KSLV-Ⅰ)의 후속을 잇는 한국형발사체는 나로호 연구개발 성과를 기반으로 제작되었으며 1.5t급 실용위성을 지구저궤도에 발사시킬 수 있는 발사체 개발 및 우주발사체 기술 확보를 목표로 시작되었다. 2010년부터 약 1.5조원의 연구비가 투자되었고 예정대로라면 2021년에 발사된다, 발사체의 중량은 200t, 길이는 약 45m이고 추진기관의 1단은 75t급 액체엔진 4기(약 134sec), 2단은 75t급 액체엔진 1기(약 134sec), 3단은 5~10톤급 액체엔진 1기(약 621sec)로 이루어진 3단형 로켓이다. 주목해야할 점은 100kg급의 지구 저궤도를 비행하기 위한 나로호와 달리 한국형발사체는 1.5톤급의 큰 위성을 고도 600~800km의 태양동기궤도를 비행시키기 위한 목적으로 발사되고, 러시아의 기술을 빌려 발사를 진행했던 1단 엔진의 기술을 이번에는 최초로 국내독자개발기술로 제작했다는 것이다.
이렇게 개발된 한국형발사체는 다목적 실용위성으로 쓰일 예정인데 한국형발사체를 응용한 달탐사용 발사체(KSLV-Ⅱ-M)를 개발에도 도움을 주어서 국내 달 탐사선 개발에도 활용될 전망이다.
 
▣한국형발사체와 시험발사체의 차이는?
11월 28일에 발사되는 발사체는 한국형발사체가 아닌 엔진시험을 위한 시험발사체이다. 그렇다면 이 둘의 차이는 무엇일까. 먼저 비행체를 구성하는 단수부터 차이가 있다. 3단으로 구성된 한국형발사체와 달리 시험 발사체는 2단으로 이루어진다. 1단에 75t급 액체엔진 1기, 2단에는 중량시뮬레이터가 실린다. 여기서 중량시뮬레이터는 비행 시뮬레이션과 비행체가 비행도중 자세가 흔들리지 않도록 하는 자세제어 시뮬레이션을 위한 장치이다.
또 목적에서도 명확한 차이가 있다. 한국형발사체의 1단 엔진은 국내독자개발 기술로 제작된 만큼 시험발사를 통해 엔진성능을 점검하려는 것이다.
 
▣시험비행이 꼭 필요한 것인가?
시험비행체는 본 비행체와 길이, 무게, 엔진구성이 완전히 다르다. 그래서 시험비행이 과연 본 비행체를 쏘아 올리는 데에 도움을 줄 수 있을까 하는 의문이 생기기도 한다. 뿐만 아니라 엔진 성능은 굳이 엔진을 실어 비행체를 쏘아 올릴 필요 없이 지상 실험으로도 충분히 가능하다는 주장으로 시험발사는 필요성이 없다는 전문가들의 의견이 제기되기도 한다. 실제로 일본, 미국, 러시아와 같은 항공우주산업 선진 국가들은 엔진 성능 테스트를 지상 실험으로 진행하였고 엔진 성능을 위해 시험 발사를 한 전례는 전무하다. 그렇기 때문에 시험비행이 실패했을 경우 한국형발사체에 대한 이미지 추락, 국내개발 기술에 대한 많은 비판을 감수해야할 것이라고 전문가들이 주장하고 있다.
 
한국형발사체는 이전에 비해 비행체의 무게도, 크기도 이전보다 훨씬 무겁고 커진 만큼 더 큰 추력의 엔진과 고도의 기술이 요구된다. 때문에 오는 2021년, 한국형발사체 발사를 성공적으로 마친다면 이번 발사는 처음으로 국내독자적인 기술로 진행된 만큼 한국항공우주산업에 한 획을 긋는 발사가 될 전망이다. 오는 11월 28일, 한국형발사체 개발의 중요한 관문이자 첫 걸음 단계가 될 시험발사체의 비행이 기대가 된다.
 

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