[누리호 3차 발사]'눈물과 영광'의 개발 역사

한국 독자 기술로 13년간 1조9500여억원 들여
우여곡절 있었지만 결국 해내

첫 한국형 독자 우주발사체 누리호(KSLV-II)는 우리 기술로 2009년부터 13년 동안 1조9570억여원을 들여 독자 개발한 3단형 우주 발사체다. 눈물과 영광의 역사였다.

순수 국내 기술로 설계 및 제작된 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 21일 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에서 화염을 내뿜으며 우주로 날아오르고 있다. 실제 기능이 없는 모사체(더미) 위성만 실렸던 1차 발사와 달리 이번 2차 발사 누리호에는 성능검증위성과 4기의 큐브위성이 탑재됐다./고흥=사진공동취재단

길이 47.2m로 6층 건물 높이다. 최대 직경 3.5m로, 무게는 200t, 투입궤도는 600~800km, 최대 탑재 중략은 1.5t이다. 1단은 75t 액체엔진 4기로 300t의 추력을 갖는다. 2단은 75t급 액체엔진 1기, 3단은 7t급 액체엔진 1기로 각각 구성됐다. 연료는 케로신(특수 등유), 산화제는 액체 산소다.

13년여의 개발 과정에서 온갖 우여곡절을 겪었다. 2013년까지 진행된 러시아와 나로호 개발 과정에서 기술을 습득했다. 러시아가 우연히 우리에게 넘긴 낡은 실물 엔진이 크게 도움이 됐다는 것도 잘 알려진 '야사(野史)'다. 하지만 최대 동맹국이라는 미국도 도와주지 않는 상황에서 독자 개발에 나선 한국항공우주연구원 기술진들은 고난의 행군을 거듭했다. '맨땅에 헤딩하기'식이어서 여러 번 시행착오를 거듭했다. 특히 개발 중이던 엔진이 공진 현상으로 터져 버리기도 했고, 엔진 4기를 묶어 동조화하는 작업은 최고의 난이도로 연구진들을 괴롭혔다.

2021년 10월 1차 발사 땐 정상 비행했지만 위성모사체 궤도 안착에 실패했다. 초속 7.5km 이상을 유지해야 하지만 연료 탱크 내 헬륨 충전 장치의 고정이 풀리면서 막판 추력이 부족했다. 지난해 6월 2차 발사 땐 강풍 때문에 한 차례, 내부 계측 센서 고장 때문에 한 차례 등 2회나 발사가 연기되는 등 고비를 겪었다. 그러나 결국 성능검증위성ㆍ큐브 위성 4기를 궤도에 올려놓아 최종 성공했다.

이번 3차 발사에서도 당초 24일 오후6시24분 발사 예정이었다. 그러나 3시간여 전인 당일 오후3시쯤 헬륨 주입 밸브를 작동시키는 통신시스템이 고장 나 하루 연기되는 등 소동을 겪었다.

하지만 누리호가 겪은 이 정도 수난은 세계적으로 볼 때 정말 양호한 수준이다. 세계 최고 기술을 가진 미 항공우주국(NASA)이나 스페이스X조차도 수만개의 정밀 부품으로 만든 발사체를 다루면서 애를 먹기 일쑤다. NASA는 최근 역대 최강 발사체로 꼽히는 우주발사체(SLS)를 쏘면서 연료 누설 등 여러 차례 고장으로 발사가 지연되는 사태를 맞았었다. 스페이스X도 스타십 개발 과정에서 여러 차례 폭발 사고를 겪었다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr