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[나로호 발사] 오는 29일! 드디어 나로호 재발사 추진

지난 10월, 나로호(KSLV-I) 발사가 연기된 이후 많은 사람들이 올해 안에 나로호가 발사될 수 있을지 우려와 걱정의 시선을 보냈었습니다. 하지만 그러한 가운데서도 연구진들은 나로호의 성공적 발사를 위해 준비에 최선을 다하고 있습니다. 현재 3차 발사를 준비하는 연구진들의 각오는 남다릅니다. 교육과학기술부는 러시아 흐루니체프사와 최대 3차 발사까지만 계약된 상태로 이번이 마지막이기 때문입니다.  

나로호 발사가 연기된 이유는?
지난 10월 나로호 3차 발사 연기의 원인은 바로 어댑터 블록의 문제였습니다. 정밀검사 결과 나로호 발사체 하부와 발사대 사이에 위치한 어댑터 블록의 중앙체결부의 문제를 발견했고, 이 때문에 연료 공급라인 결합부에 틈이 발생하고 실이 파손된 것이죠.

어댑터 블록

새로운 실로 교체하고 수행한 기밀시험(헬륨가스 공급 압력/시간 : 220bar/6시간)에서, 헬륨가스 공급 후 약 3시간이 지난 시점에 어댑터 블록이 분리되는 현상이 발견되었으나, 어댑터 블록의 중앙체결부를 기존 지상검증용기체(GTV, Ground Test Vehicle) 부품으로 교체하여 수행한 추가 기밀시험에서는 6시간 동안 이상현상(어댑터 블록 분리, 헬륨가스 누설 등)이 일어나지 않았습니다. 이를 통해 지난 10월 26일에 사용한 중앙체결부에 문제가 있었음을 확인하였습니다.

한편, 파손된 실에 대한 러시아 현지 분석 결과, 실은 기술적 요구조건에 맞게 제작되어 이상이 없는 것으로 확인되었고, 나로호 1단 상태에 대한 점검 결과 어댑터 블록을 제외한 나로호 1단에는 아무런 이상이 없는 것을 확인하여, 한‧러 연구진은 문제가 생긴 어댑터 블록을 교체한 후 나로호 3차 발사를 재추진하기로 결정했습니다.

발사체 조립동 기밀시험

나로호 발사가 지닌 의미
나로호 발사 성공 여부에 국민적 관심이 쏠리는 이유는 우리나라가 개발한 최초의 우주발사체를 국내 발사장에서 쏘아 올리기 때문입니다. 나로호 발사가 성공하게 되면 우리나라는 자국 발사장에서 자국 발사체를 이용해 자국 위성을 발사한 세계 10번째 국가가 됩니다. 현재 러시아, 미국, 프랑스, 일본, 중국, 영국, 인도, 이스라엘, 이란이 유일한 성공 국가입니다. 우리나라가 우주강국으로 가는 시발점이 될 나로호는 100kg급 인공위성을 지구저궤도(300~1,500km)에 진입시킬 수 있는 우주발사체로, 140톤 규모의 총 길이 약 33m, 직경 2.9m의 2단형 로켓입니다. 1단 액체엔진은 러시아에서 들여왔지만 2단 고체엔진은 순수 국내 기술로 개발되었습니다. 3차 발사 시 나로호에 탑재돼 우주로 발사되는 나로과학위성(STSAT-2C)은 과학실험과 우주환경 관측 임무를 담당하게 됩니다. 
 

우주 공간의 나로과학위성 그래픽(http://www.kslv.or.kr/include/fullsize.asp?file_path=/uploads/tab_pbrl_phto/&file_name=p46_1.jpg , 한국항공우주연구원)

경제적 파급효과는?
나로호와 같은 우주발사체 개발을 통해 거두는 경제적 파급 효과는 매우 큽니다. 우주발사체 사업은 전 제조업에서 요구되는 기술이 종합·결집되는 융합기술로 타 산업의 기술 발전을 견인할 뿐만 아니라 산업의 전후방 연관 효과가 높아 국가 경쟁력 강화에 중요한 산업으로 꼽히기 때문입니다.
현재 나로호 발사체에는 15만여 개에 달하는 부품이 사용됐으며 국내 약 150여 개 업체가 참여하고 있다고 합니다. 자동차가 약 2만 개 부품이 된다는 점을 비교해 보면 그 규모를 가히 짐작할 수 있습니다. 경제적 효과를 수치로 따져보면, 나로호 개발에 투입된 총 예산은 나로호 3차 발사 비용까지 포함하면 5,205억 원이지만 직·간접 효과는 최대 약 3조 원에 달할 것으로 추산되고 있습니다. 특히 나로호는 우리 땅에서, 우리가 만든 발사체로, 우리 위성을 쏠 수 있다는 희망 메시지를 국민에게 전달했다는 점에서 그 가치는 돈으로 환산하기 어렵다고 볼 수 있습니다.

나로호 제원(http://www.kslv.or.kr/images/kslv/kslv_in.jpg 한국항공우주연구원)

 이처럼 거대한 파급 효과를 몰고 올 나로호 발사의 예정일이 오는 29일 4시로 잠정 결정된 가운데, 과연 이번에는 성공적으로 발사될 것인지 관심이 집중되고 있는데요, 교육과학기술부와 항공우주연구원에 따르면 지난 10월 26일 나로호 3차 발사 운용 과정에서 이상이 발생한 어댑터 블록이 지난 11월 17일에 국내로 이송되었으며, 이에 발사 준비 과정의 작업상 나타날 수 있는 행정적 변수가 해소되었다고 밝혔습니다. 단, 어댑터 블록을 철저하게 점검하고 발사 준비 소요시간을 감안하여 오는 29일이 적합하다고 결정했다고 하네요.

현재 한,러 연구진은 나로호 발사체에 대한 전기시험을 시작하며 발사 재추진을 위한 작업을 진행하고 있는데요, 정확한 나로호 발사기준일은 22일에 있을 ‘나로호 3차 발사 관리위원회’에서 기술적 준비 상황, 기상 예보, 우주환경 예보 등을 고려하여 결정된다고 합니다.

나로호 점검(http://www.kslv.or.kr/)

우리나라는 제1차 우주개발 기본계획(’07~’11)을 추진하면서 인공위성 개발, 발사체 개발과 우주센터 구축 등에 약 1조 2,416억 원을 투자해 왔습니다. 이어 우주개발의 흔들림 없는 정책 추진을 위해 2011년 12월에는 제2차 우주개발(5개년) 기본계획(’12~’16)을 확정하고 1조 5,449억원이 투입되었습니다. 이를 통해 2021년까지 1.5톤 위성을 탑재해 발사할 수 있는 200t 이상의 한국형발사체 개발이 완료되고, 향후 20~30년간 지속적인 우주개발을 추진하게 됩니다.

우리나라의 로켓 추진과정(http://www.kslv.or.kr/kslv/kslv_04.asp?mn=1&sn=4 한국항공우주연구원)

우리나라는 발사체 기술을 확보하기 위해 이미 1990년대부터 KSR 시리즈(Korea Sounding RocketⅠ, Ⅱ, Ⅲ) 개발을 시작해 왔고, 나로호 개발을 통해 한국형발사체 개발에 가까이 다가갔습니다. 발사체 개발이 완료되면 우리나라는 발사체, 위성, 우주센터를 모두 보유한 우주 강대국이 됩니다. 위성을 만드는 기술, 위성을 운영하고 자료를 수신하는 기술에 이어 위성을 우주에 올리는 발사체 기술까지 보유하게 되는 것이죠. 나로호 3차 발사가 성공적으로 진행되기를 희망하며.. 덧붙여 과학과 기술을 사랑하는 여러분의 국민적 관심과 응원을 부탁드립니다.

[사진 및 참고자료]
-한국항공우주연구원 보도 자료 편집
-교육과학기술부 꿈나래21 10월호 편집
-이병길 前항공우주연구원 아리랑위성 관제자 구두 참고 인터뷰

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날아라, 2전3기 나로호!

나로호 발사가 이제 하루 앞으로 다가왔습니다. 3번째 도전인만큼 많은 사람들의 기대와 관심을 한몸에 받고있는 나로호 발사! 그래서 오늘은 나로호의 구성과 발사과정, 그리고 나로호 발사의 의미 등 나로호의 모든 것에 대해 소개해드리려합니다.

About 나로호(KSLV-I), 그리고 나로과학위성(STSAT-2c)!

100Kg급의 인공위성을 지구 저궤도에 진입시킬 수 있는 한국 최초의 우주발사체인 '나로호(KSLV-I)’는 1단 액체엔진(러시아 개발)과 2단 고체 킥모터(국내 개발)로 구성되는 2단형 발사체입니다.

1단 발사체는 액체상태의 연료 및 산화제를 연소실로 각각 분사한 후 혼합시켜 연소하며, 대형 발사체의 주엔진으로 많이 사용됩니다. 2단 발사체는 연료와 산화제가 혼합된 고체형태의 추진체를 사용하는데, 발사작업이 비교적 간단하기 때문에 신속성이 있어 군사용으로 많이 사용된다는 특징을 갖고 있습니다.


나로호 1단
은 크게 5개 부분으로 구성되어 있습니다. 전방 동체부, 1단 탑재체부, 산화제 탱크부, 엔진을 포함한 연료탱크부, 공력핀을 포함한 후방동체부가 바로 그것인데요, 상단은 2단 탑재체부와 킥모터부, 페이로드 페어링, 탑재 어댑터, 위성 등으로 구성되어 있습니다.
이중 페이로드 페어링은 나로호 가장 앞쪽에 위치한 원뿔 모양의 보호덮개를 말하는데 비행중에 발생하는 공력가열 및 소음 등으로부터 과학기술위성 2호를 보호하는 역할을 합니다.

나로호에 실리는 나로과학위성(STSAT-2C)저궤도 인공위성으로, 지구를 103분에 한바퀴씩, 하루에 약 14바퀴 정도 돌게 됩니다. 발사 11시간 27분 뒤에 지상국과 첫 교신을 하게 되고 궤도에 진입한 후 비콘 송출 및 레이저 반사경을 이용한 위성 레이저 레인징등 정밀 궤도 측정 기술을 연구하고, 300~1,500km를 갖는 타원궤도 주변의 전자밀도와 우주방사선량 측정 등 우주환경 관측 임무를 1년동안 수행하게 됩니다.

나로호 과학위성 그래픽

나로호 2전3기의 기록!

드디어 내일 한국 최초의 우주발사체 나로호가 전남 고흥 나로우주센터에서 발사됩니다. 현재까지의 준비 상황은 매우 순조로운데요, 현재 당일 전남 해안에 비 예보가 나와있기는 하지만 밤늦게부터 비가 내릴 것으로 예상되어 발사에 지장은 없을 것으로 보입니다. 참고로 나로호 발사 최적의 기상조건은 상공 3km 이내 풍속 30m/s 이하이고 주변 50km 이내 비구름이 없어야한다고 하네요.

이번 나로호 발사는 교육과학기술부와 한국항공우주연구원(KARI)가 우주개발진흥기본계획에 의거하여 진행되는 것으로, 국내 최초로 나로우주센터에서 100kg급의 '나로과학위성(STSAT-2c)'을 한국 최초 우주발사체 ‘나로호(KSLV-I)’에 실어 지구 저궤도(근지점 고도300km, 원지점 고도 1,500km)에 쏘아 올리는 의미있는 작업입니다.

나로우주센터 우주과학관


나로호 발사는 지금까지 2번 시도되었는데요, 지난 2009년 8월 25일 첫번째 발사 시도가 이루어졌으며, 2010년 6월에 두번째 시도되었지만 아쉽게도 모두 실패로 돌아갔습니다. 1차 발사 때는 위성 보호덮개(페어링) 한쪽이 분리되지 않아 발사 216초 만에 실패했고, 2차 발사 당시에는 발사대와 연결한 후 전기점검을 하던 중 1단 지상관측시스템에서 전기신호 불안정 현상이 발견되어 기립 작업이 5시간 지연되었으며, 발사 137초 후 고도 70km에서 공중 폭발했기 때문이죠.

나로호, 그 새로운 도전의 막이 열리다

어제 오전 나로호를 발사대로 이송하여 설치작업이 진행되었으며, 오늘은 1단과 2단 발사부터 발사체와 발사대, 추적시스템까지 발사리허설이 이뤄지게 됩니다. 그리고 발사일인 내일은 오전 9시에 나로호3차발사관리위원회가 개최되는데요, 이곳에서 발사 당일 기상상황, 우주환경상황, 우주물체와의 충돌 가능성 분석 결과 등을 종합적으로 검토하여 발사여부가 결정되고 오후 1시 30분쯤 발사 시각이 공개될 예정입니다. 발사 시간은 가능한 시간대가 한정되어 있으므로 오후 3시 30분에서 7시 사이가 될 것으로 예상하고 있습니다.

발사 시퀀스

발사시간이 정해지면 발사 4시간 전부터 연료와 산화제 주입이 시작됩니다. 그리고 발사준비 작업이 종료된 후에는 최종 발사를 위한 카운트다운이 시작됩니다. 나로호는 자동발사프로그램인 자동시퀀스에 의해 우주로 향해 발사되는데, 이 자동시퀀스는 PLO(Prelaunch Operation)로 불리며 1단 및 2단의 발사관제시스템에 의해 진행돼 발사체를 발사시킵니다. 발사 후 54초에 이르면 나로호는 음속을 돌파하게 되고, 200여초 뒤 위성을 감싸고 있던 페어링이 떨어져 나가며, 발사체 2단이 분리됩니다. 고도 300km쯤에서 2단 킥모터(고체연료 엔진)가 연료를 다 태우고 난 뒤, 100여초 후 나로과학위성이 분리됩니다.
발사 성공여부는 과학위성이 궤도에 정상 진입해야 판정하는데요, 최종 성공 여부는 발사 12시간 뒤 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터와의 교신으로 확인하게 됩니다
만약 날씨나 기기 이상이 발생할 경우 발사 절차가 바로 중단되기 때문에 항우연에서는 31일까지를 발사 예비일로 잡고 있습니다.


이번 발사가 성공하게 되면 우리나라로서는 10번째로 우주클럽에 가입하게 됩니다. 우주클럽이란 자국 우주기지에서 자체 기술로 개발한 로켓으로 자국의 위성을 성공적으로 쏘아올린 나라를 지칭하는 말인데요 현재까지 우주클럽에 가입된 나라는 러시아·미국·프랑스·일본·중국·영국·인도·이스라엘·이란 등 9개국입니다.

우주클럽은 우주개발 기술분류(A~D그룹) 중 A그룹에 속하는 나라들로, 현재 우리나라는 인공위성 개발 기술을 보유한 나라를 지칭하는 B그룹에 속해있습니다. 우리나라가 이번 발사에 성공하게 되면 인공위성 개발, 로켓 발사 기술을 보유한 A그룹에 속하게 되는 것입니다.

미래 우리나라 우주기술개발계획


교육과학기술부에서는 나로호 3차 발사 이후에는 발사 성공이나 실패에 상관없이 2021년 발사를 목표로 1.5톤급 실용위성을 국내기술로 지구저궤도(600∼800km)에 투입할 수 있는 한국형발사체 개발사업이 가속화 될 예정이라고 밝혔습니다. 나로호 개발사업은 독자적인 우주발사체 개발을 위한 준비과정으로 이번 3차 발사를 끝으로 종료되나, 2010년 기 착수한 한국형발사체 개발사업은 나로호 개발과정을 통해 습득한 기술과 경험을 바탕으로, 7톤 및 75톤 액체엔진 등을 포함해 최종적으로 국산 독자 발사체를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다.

또한, 2021년 한국형발사체개발사업이 완료되면 75톤 중형엔진의 신뢰성 및 경제성을 높여 위성의 수출산업화와 함께 ‘외국 위성을 국내에서 수주‧생산하여 국산발사체로 국내에서 발사’하는 등 상업용 발사체 시장에도 적극적으로 진출할 계획이라고 하네요.


2전3기! 마지막 도전을 준비하고 있는 나로호 발사. 오랜 노력이 빛을 발해 이번에는 기필코 성공할 수 있기를 간절히 바라봅니다.

자료 및 이미지 출처: 나로호 홈페이지(http://www.kslv.or.kr), 교과부 보도자료 등

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