“누리호, 3단고정장치새로설계… 2차발사D-30준비만전”

한국형발사체(로켓) ‘누리호(KSLV-Ⅱ)’ 2차발사예정일이30일 앞으로 다가왔다. 오는 6월 15일 성공적인 누리호 2차 발사를 위해한국항공우주연구원(항우연)을 포함한유관기관은지난해10월 21일 진행한1차 발사이후만반의준비를하고있다.

16일 고정환 항우연한국형발사체개발사업본부장은아주경제와인터뷰하면서누리호2차발사 성공을 위해 항우연이 지난 6개월간 기울인노력과 앞으로 30일 동안 수행할 과제에 관해설명했다.

-누리호발사가 30일 앞으로 다가왔다. 남은30일 동안 항우연을 포함한 유관 기관에선어떤준비를하게 되나.

“지난해1차 발사이후 위성모사체가 궤도에안착하지못한 이유를 연말까지면밀히분석했다. 이후 문제가 있었던 부분에 대한 설계를 바꾸고 그에 따라 새로운 부품을 만들어 성능을검증했다.

지난 발사에서문제가 있었던부분은 3단 발사체에있는산화제탱크 구성품이었다. 올해초2차 발사에 투입될 3단 발사체 내부 부품을 교체하고 성능을 검증하는 시험을 4월 말까지진행했다.

5월초부터는 2차 발사에투입될기체조립을시작했다. 현재개별로 조립이마무리된 1·2·3단발사체를 가지고 실제로 쏘아 올릴 누리호 2차발사체를 만들고 있다. 우선 1·2단 결합 작업후3단발사체에는실제위성을장착할계획이다.

1차 발사와 이번 2차 발사의가장 큰 차이점은위성모사체가아닌누리호성능검증을위해제작된실제위성을탑재하고발사되는점이다.

16일 해당 위성이발사 장소인 나로우주센터로이송된다.이제남은 30일 동안해당위성을3단발사체위에 페어링(장착)하고 기존에결합한1·2단 발사체에 3단 발사체를 결합할 계획이다.발사를앞둔6월둘째주부터액체연료충전작업을시작하는것을목표로하고 있다.”

-남은 30일 동안 외부와 연락이 차단된다고들었다.

“비행 도중 발사체가 정상적으로 분리될 수있도록 분리용 화약을장착하는작업을 진행한다.약간의실수도있어서는안되는민감한작업이다.장착도중화약이폭발해서작업자가부상당할 우려도 있다. 이런상황에서외부인이들락날락하거나 외부와 접촉이잦으면 작업자가 정교한 설치작업을할수 없다. 따라서남은 30일동안외부접촉을차단하기로 했다.”

-1차 발사가절반의성공에그친이유로3단산화제탱크의고정장치분리문제가 꼽힌다.어떻게해결했나.

“지난 1차 발사에서 3단 발사체의엔진 연소가조기종료된이유는발사체내부산화제탱크가충격으로자리를이탈한 것이 원인이다. 문제를 해결하기위해항우연은 발사체설계를 변경해서산화제탱크고정장치를새로만들었다.

새로만든고정장치가발사도중문제가생기지않는 것을 확인하기위해액체산소와 비슷한액체질소에 담가둔 상태에서 강하게 잡아당겨서이탈하지않는것을확인하기도했다.

이러한 실험을통해새설계에문제가없음을확인했다. 이후 기존 고정장치를 새고정장치로교체했다. 기존에 조립한 3단 발사체를 분해한뒤산화제뚜껑을열고해당부위를 교체했다.”

-지난 6개월 동안 2차 발사를 준비하면서가장힘들었던부분은.

“3단 발사체내부산화제탱크를교체하는작업이제일 까다로웠다. 원래산화제탱크 고정장치는 밀폐를 위해 3단 발사체를 제작하면서중간에 장착한다. 3단 발사체를 완성한 상황에서해당부위를교체하는것은이번이처음이었다.

교체도중 자그마한 실수도있어서는안되기에심혈을 기울여천천히작업을 진행해문제가생기지않도록했다.

고정장치를 교체한 이후에도 산화제에 불순물이섞이지않도록 내부 청정도를 유지해야 하는 문제가 있었다. 산화제 탱크 내부를 세척한후 건조하게 클리닝해서 전달받았는데, 사람이들어가서작업했으니다시내부 청소 후 청정도검사를 진행했다. 모두처음하는작업이다보니어려운점이많았다.”

-모사체가아닌실제위성을싣는이유는.

“기존에 발사한 누리호는 기능이 아예 없는위성 모사체를 탑재했다. 누리호는 1.5톤 정도인위성무게를 감당할수 있는데, 이번에는 180㎏정도인성능검증위성을탑재하고나머지1.3톤은 ‘더미’로 채웠다.

성능 검증 위성은 국내대학에서개발한 지구관측용 큐브위성(초소형 위성) 4기를 포함해발열장치와안테나등으로구성되어있다. 이번발사에서 큐브위성을 궤도에 안착시키는 데 성공하면이위성들은 2년간 지구 주위를 돌며지구관측임무를수행하게된다.

발사 시 위성 무게와 함께 형태도 문제가 된다. 형태가 정해져있지않아서 무게를 딱 맞추는 것이 어렵다. 이번 2차 발사 후 누리호 고도화사업을통해총 4번더누리호를쏘아올릴계획인데,그중 3·4번째발사할때는국내에서개발한 소형위성을 5개씩탑재할 계획이다. 지속적인누리호 발사를 통해위성을 어떤자리에어떻게배치해야 하는지관련기술과 노하우를얻을수있을것으로기대하고있다.”

-현재 누리호 2차 발사를 준비하는 인력은몇명인가.

“시점마다 조금씩 다르지만, 발사체 최종 조립에투입된인원인 50명 정도다. 이번주부터는발사 리허설을 시작하는만큼조립인원외에도발사 준비인원 40~50명 정도가 추가된다. 연구원약 100명이 누리호 2차 발사를 위해땀을흘리고 있다.”

-언제쯤이면누리호를활용한위성과달궤도선발사가가능할까.

“현재개발된누리호는 저궤도위성발사용이다. 누리호만 가지고는 달궤도선이나 달착륙선발사가 어렵다. 더성능이향상된차세대누리호를개발해야하는이유다.

현재과학기술정보통신부는누리호보다 성능이대폭향상된차세대발사체개발을목표로예비타당성조사(예타)에 들어갔다. 해당 심사가통과되어사업이진행되면 항우연은 2030년 달착륙선을쏘아올리는것을목표로차세대발사체개발에돌입할예정이다.

현재누리호는 1.5톤 정도를 쏘아 올릴수있고, 차세대 발사체도 1.5톤 정도인 착륙선을 달로보내는것을목표로준비중이다.

현재계획상으로는 차세대발사체는 액체연료를 활용한 2단형 발사체로 구상되어 있다. 여기에액체또는고체연료기반부스터를달아서성능을끌어올릴계획도 검토 중이다. 일단예타통과후본격적으로설계에들어갈 방침이다.”