'삼세번' 나로호, 이번엔 우주도전 성공할까

[박계현기자] 나로호가 만 28개월만에 세 번째 우주도전에 나선다.

교육과학기술부(장관 이주호)와 한국항공우주연구원(원장 김승조)은 25일 오전부터 나로호 최종 발사 리허설을 진행 중이다. 나로호 1단은 오전 9시 10분부터 약 7시간 동안, 상단은 오후 12시경부터 약 3시간 30분 동안 리허설을 수행하고 모든 리허설이 완료되는 오후 4시 경부터 결과 분석에 착수할 예정이다.

교육과학기술부와 한국항공우주연구원은 나로호 발사준비 진행상황을 실시간으로 확인하기 위해 나로우주센터에 현장상황실을 운영하고 있다.

현장상황실은 발사 리허설 진행상황의 이상 유무와 발사일 추진제 주입 및 발사 카운트다운 등의 진행상황을 실시간으로 확인하고 이상 현상 발생 즉시 대응방안을 마련하게 된다. 발사 리허설 결과는 오후 11시경 최종 공지된다.

발사 당일인 오전 10시에는 한국-러시아 전문가회의 개최 결과를 토대로 나로호 발사관리위원회가 열린다. 발사관리위원회에서 나로호 3차 발사 속행을 결정하면 이후부터 본격적인 발사운용에 들어가게 된다.

당일 발사에는 사전 8시간 정도의 작업이 필요하다. 또 피로 누적에 따른 인적오류 가능성을 줄이기 위해 발사시간대는 오후 3시 30분에서 7시로 결정됐다. 정확한 발사시간은 오후 1시 30분에 결정된다.

발사 약 4시간 전부터 연료와 산화제 주입을 위한 절차가 시작되고, 연료와 산화제가 주입되면 모든 발사 준비는 끝난다.

발사 예정 시간까지 모든 기기가 정상 상태를 유지하고, 기상 상태와 주변 환경 역시 발사에 이상이 없을 경우 발사 15분 전부터 발사 카운트다운이 시작된다. 발사 카운트다운 중 이상이 없으면, 나로호는 정확하게 발사 예정 시각에 발사대를 이륙하며, 이륙 직후 약 10초 간 회피기동을 수행한다.

나로호는 이륙 후 54초(고도 7km)에서 음속을 돌파하고, 3분 35초(고도 177km, 지상거리 245km)에선 위성을 감싸고 있던 양쪽 페어링이 분리된다. 나로호 1단과 2단의 분리는 이륙 후 3분 52초(고도 193km)에서 이뤄지며, 6분 35초(고도 303km)에 2단 점화가 시작돼 7분 33초(고도 305km)에서 종료된다. 2단과 나로과학위성의 분리는 이륙 후 9분, 고도 302km에서 이뤄지면, 이때 위성은 약 8km/s의 속도로 궤도에 진입한다.

8km/s는 나로호에 탑재된 나로과학위성이 위성궤도에 진입하기 위해 필요한 속도다. 발사 직후 9분까지가 3차 발사까지 사업예산 5천205억원이 투입된 나로호 사업의 성공·실패 여부를 결정짓는 긴박한 시간인 셈이다.

지난 2009년 1차 발사 때는 이륙 후 216초경 한쪽 페어링은 정상적으로 분리됐으나 나머지 한쪽 페어링이 분리되지 않았다. 이륙 후 395초에 킥모터가 점화됐지만 자세제어에 실패하면서 나로호에 탑재된 위성(과학기술위성 2호)은 궤도 진입을 위한 속도보다 낮은 6.2km/s의 속도로 분리돼 위성 궤도에 진입하지 못하고 지구로 떨어졌다.

한국항공우주연구원은 1차 발사 실패 이후 약 5개월간 페어링 비정상 분리의 원인 규명을 위해 7회의 페어링 분리시험을 비롯해 약 400회의 단위부품 및 시스템시험을 수행했다.

지난 2010년 6월 2차 발사 때는 이륙 후 약 136초 뒤에 1차 충격(진동)이 발생하고 약 1초 후에 2차 내부 폭발이 일어나면서 원격측정을 중단하고 임무에 실패했다. 우리나라는 '1단 추진시스템 이상 작동에 의한 1·2단 연결부 파손'과 '산화제 재순환라인 및 공압라인 부분 파손'을 주장했다. 러시아는 '상단부 비행종단시스템(FTS)'이 실패원인이라고 지적했다.

한·러 공동조사단(FIG)는 양 측 가설을 모두 인정하고 3차 발사 성공을 위해 페어링 분리 전압시스템을 바꾸고 FTS 화약장치를 제거했다.

나로호 발사 12시간 뒤 카이스트(KAIST) 인공위성연구센터 내 지상국이 나로과학위성과 첫 교신에 성공하면 2002년부터 시작된 나로호 사업이 10년간의 결실을 맺는다.

26일 나로호가 3차 발사에 성공하면 한국은 세계 10번째 '스페이스 클럽(자체 위성발사체 기술 보유국)'으로 인정받는다.