- 실패 확률 70% 페어링, 외국 사례 분리 실패 사례 많아
- 대기권 돌파 순간, 정확한 타이밍에 둘로 분리되어야
2021년 10월 21일 17시 대한민국 로켓 누리호 발사 모습.
[뉴서울타임즈] 조현상 기자 = 전남 고흥군 나로우주센터에서 한국형 발사체 '누리호' 발사 카운터 다운에 들어갔다. 역사적인 날로 기록될 이번 발사에 전 세계 이목이 한반도에 집중된 가운데 21일에 오후 5시 예정대로 발사되었다.
누리호 개발에서 발사까지 성공하면 한국은 미국, 러시아, 유럽, 중국, 일본, 인도에 이어 무게 1t 이상의 실용 위성을 자체적으로 발사 가능한 7번째 국가가 되면서 동북아 과학, 경제, 군사 지형이 바뀌게 된다.
앞서 러시아 기술로 쏘아 올린 나로호에 이어 순수 우리 기술로 제작된 '한국형 발사체' 누리호가 발사를 앞두고 있는데, 넘어야 할 1차 난관은 나로호의 실패 원인으로 지적된 '페어링 분리'다. 누리호의 페어링(위성덮개)은 발사체의 가장 앞쪽에 원뿔 모양으로 장착되어 있다. 지구 대기권에 돌파하는 순간, 정확한 타이밍에 둘로 분리되어야 한다.
발사된 누리호는 2분 7초에 1단 분리에 성공했다. 3분 53초에 페어링 분리, 4분 34초에 2단 분리, 16분 7초에 위성모사체 분리의 과정을 거친다. 특히 이륙 후 3분 53초가 지나면 고도 191km에서 모사체(위성)를 덮고 있는 페어링이 분리된다.
누리호 양쪽으로 장착된 페어링은 1개 무게 325kg으로 모사체를 양쪽 덮어싸고 외부 충격을 보호한다. 로켓 발사 초기에 발사하는 고압과 고열 등 충격에서 위성을 보호한다. 무게가 있다 보니 안에 들어 있는 화약을 폭발시켜 연결부위를 순식간에 끊어내야 한다. 만약 페어링을 제때 끊어내지 못하면 무거워 목표 궤도에 진입할 수가 없다.
지난 2009년 8월 25일 첫 발사된 나로호의 실패원인은 페어링 분리 실패였다. 나로호는 발사 3분 26초(216초) 후 페어링 한쪽은 정상적으로 분리됐으나 나머지 한쪽이 상단에 붙은 채 분리되지 못했다. 결국 나로호는 발사 540.8초만에 실패했다. 한쪽 페어링이 제대로 떨어지지 않고 계속 붙어있는 바람에 무거워 궤도 진입에 실패했던 것이다.
누리호, 오늘 오후 우주로 향햔 발사에 일단 성공했다. 하지만 성공 여부는 16분 뒤 성패가 갈린다.
다시 말해 누리호는 16분간의 비행을 통해 발사체 성능과 임무 수행 여부를 평가받는다.
누리호는 발사하기 직전 길이 47m, 아파트 15층 높이의 누리호가 제2 발사대에 우뚝 서서 지상 점검을 마친 누리호는 특별한 변수가 없어 정오 무렵부터 연료와 산화제 주입이 시작되었다.
21일 오후 5시 발사 시각, 1분 전 최종 발사가 확정되면서 10초 카운트 다운에 맞춰 1단 엔진이 점화되며 누리호는 대지를 박차고 이륙했다. 누리호 발사의 첫 번째 고비 맞았다. 하지만 1단 분리에 이어 고도 600km에 도달했다고 17시 10분에 항우연에서 발표했다.
발사 127초 후, 누리호 1단이 떨어져 나가고 233초 후에는 위성 덮개인 페어링이 분리되고, 274초 후 2단이 임무를 마치고 낙하하면 3단이 점화돼 가속하며 고도를 계속 높여가다가 967초, 16분 7초 뒤에는 고도 약 700km에서 위성 모사체가 우주 궤도로 진입한다.
위성 모사체가 정확한 위치와 시간에 분리되면, 일단 발사가 성공한 것으로 간주된다.
최종 발사 성공 여부는 비행과정에서 획득한 데이터를 분석해 약 30분 정도 뒤에 확정할 수 있다. 발사 준비와 비행 과정에서 돌발 변수로 인해 우주 선진국도 첫 발사의 성공 확률은 30% 아래 머물고 있다.
하지만 성공 실패를 따지기 전에 국내 독자 기술로 누리호를 완성해 발사했다는 경험은 국내 우주기술 발전의 자양분이 될 것이라는 높은 평가가 나오고 있다.
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