국산 발사체 '누리호' 드디어 21일 우주로.. 12년 숙원 이룰까

2조원 들여 순수 우리 기술로 개발
1.5t 위성 싣고 700km까지 올라가
고흥 나로우주센터서 쏘아 올려
발사 성공 여부 16분 만에 판가름
성공 땐 세계 7대 우주 강국 도약
정부 "당일 국민 현지 방문 자제를"

12년간 2조원 가까이 들여 온전히 우리 손으로 개발한 첫 발사체 ‘누리호’(KSLV-Ⅱ)’가 오는 21일 우주로 쏘아올려진다. 발사 성공 여부는 16분 안에 판가름 난다. 17일 정부는 안전 확보와 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산 방지를 위해 발사 당일 국민의 현지 방문 자제를 요청했다.

한국 우주 기술의 결정체인 누리호는 21일 전남 고흥 나로우주센터를 떠난다. 정확한 시각은 기상 여건, 우주물체 충돌 가능성 등을 계산해 발사 1시간30분 전에 발표된다. 준비 시간을 감안하면 오후 4시를 기준으로 변경될 가능성이 크다.

누리호는 1.5t 위성을 싣고 지구 궤도 600~800㎞까지 올라갈 수 있는 우주 발사체다. 국가간 기술 이전이 엄격히 금지된 난관을 뚫고 국내 연구진이 엔진 설계·제작부터 발사대 개발까지 독자적으로 해냈다.

누리호는 3단으로 구성됐으며, 1단 75t급 액체엔진 4기 묶음, 2단은 75t급 액체엔진, 3단은 7t급 액체엔진이다. 국내 연구진은 시행착오를 거쳐 75t급 엔진 개발에 성공했다. 지금까지 총 184회, 누적연소시간 1만8290초의 시험을 거쳤다. 앞서 2013년 발사된 나로호는 탑재물 무게가 100㎏에 불과했던데다 1단 액체 엔진을 러시아가 통째로 만들었다

누리호는 오는 21일 1차 발사에서 1.5t 모사체 위성(더미 위성)을 탑재하며, 내년 5월 2차 발사에선 0.2t 성능 검증 위성과 1.3t 더미 위성을 각각 싣는다.

누리호가 지구 밖까지 나가는 데는 약 16분이 걸린다. 성공 여부는 발사 후 30분뒤 공식 발표된다. 한상엽 한국항공우주연구원 발사체신뢰성안전품질보증부장은 “발사 967초 뒤 1.5t의 위성 모사체를 고도 700㎞에서 초속 7.5㎞로 궤도에 넣어주면 성공이라 볼 수 있다”고 밝혔다.

누리호는 발사 전날인 20일 수평을 유지한 채 사람이 걷는 속도로 발사대로 옮겨진다. 발사대에 도착하면 수직으로 세워진 뒤 엄빌리칼(탯줄) 타워에 연결된다. 연료와 산화제 주입은 발사 약 4시간 전부터 진행된다. 발사 10분 전 발사자동운용(PLO)으로 넘어가면 나머지 작업은 컴퓨터를 통해 자동 진행된다.

누리호는 최대 추력이 300t에 도달하면 정남쪽으로 이륙한다. 1단은 이륙 후 127초에 고도 59㎞에서 떨어져 나간다. 233초 후에는 고도 191㎞에서 페어링(위성 등 발사체 탑재물을 보호하는 덮개)이 분리된다. 페어링이 정확한 시간에 분리돼야 누리호에 실린 위성이 목표 궤도에 투입될 수 있다. 274초가 지나면 고도 258㎞에서 2단 엔진이 모두 연소해 분리되고, 967초 후 최종 고도 700㎞에서 3단 추력이 종료된 뒤 더미 위성이 분리된다.

누리호가 성공하면 한국은 세계 7번째로 자체 기술력으로 중대형 우주발사체를 개발한 국가의 반열에 오른다. 현재 1t 이상 실용위성 발사가 가능한 국가는 러시아, 미국, 유럽, 중국, 일본, 인도뿐이다. 누리호는 내년 2차 발사 이후 2027년까지 4차례의 추가 발사를 통해 신뢰도를 높이게 된다.

다만 우주발사체는 워낙 변수가 많아 성공을 예단할 수 없다. 이 때문에 정부는 누리호 비행시험을 “우주공간에서의 37만개 부품 정상 동작, 단·페어링 분리 여부 등을 시험하는 단계”라고 강조하며 우주 연구개발은 성패와 관계 없이 장기적 안목의 안정적 투자가 필수임을 고려해달라고 요청했다.

아울러 과학기술정보통신부와 고흥군청은 누리호 발사 당일 인근 3㎞ 반경의 접근을 전면통제한다며 ‘비대면 응원’을 당부했다. 우주발사 전망대는 발사일 오후 2시부터 폐쇄된다. 이 전망대는 나로호 때 일반에 개방됐으나 이번에는 코로나19로 문을 닫는다.

송은아 기자 sea@segye.com