‘첫 토종 시험발사체’ 누리호, 발사 2시간전 연료충전 시작

기화 가능성 있는 산화제와 연료…오후 4시쯤 발사예상

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순수 국내기술로 개발되는 한국형발사체(KSLV-2) ‘누리호’의 시험발사체 발사가 28일 오후4시쯤으로 예정돼 있는 가운데 시험발사체 발사를 앞두고 있는 나로우주센터는 막바지 준비에 한창이다.

28일 박정주 한국항공우주연구원 나로우주센터장은 전남 고흥군 고흥나로우주센터에서 “오후에 연료를 충전하기전 벨브·전기 등 장치와 설비를 집중점검했다”고 밝혔다.

시험발사체는 발사 2시간전에 액체연료를 충전한다. 이에 따라 연구진들은 이날 오전 연료충전에 앞서 벨브제어와 기계적 체결 등을 점검했다. 연기·유공압 인터페이스에 대한 점검도 이뤄졌다. 시험발사체는 지난 27일 조립동에서 무진동 차량을 이용해 발사대로 옮겨져 기립된 후 지상고정장치로 고정됐다.

모든 점검을 완료한 연구진은 이날 오후에 발사에 가장 중요한 산화제와 연료 충전을 할 예정이다. 오후 2시 ‘발사위원회’에서 발사시간을 확정하면 엔진의 동력이 되는 산화제인 ‘액체산소’와 연료인 ‘케로신’ 충전을 시작한다. 시험발사체는 액체연료를 사용하는 액체엔진 발사체이기 때문에 고체엔진 발사체와는 다르게 발사 직전에 연료를 채워야 한다. 산화제는 조금씩 기화하기 때문에 액체 산소를 주입한 로켓을 오랜시간 상온에 놔둘 수 없다. 산화제와 연료를 충전하는데만 약 1시간이 걸린다.

한국형발사체 ‘누리호’의 시험발사체가 지난 27일 전남 고흥나로우주센터 발사대에 기립돼 장착되고 있다. (한국항공우주연구원 제공) 2018.11.27/뉴스1 © News1

이에 따라 통상 발사 2시간전쯤 산화제와 연료 충전을 시작한다. 액체산소는 계속 기화하므로 충전이 끝나도 발사전까지 계속 보충해줘야 한다. 발사 50분전이 되면 발사체 기립을 도와준 ‘기립장치’를 제거한다. 발사체는 온전히 혼자 서있게 된다. 이 상황까지 사람이 할 수 있는 모든 준비가 끝난다.

발사 10분전, 발사 자동시퀀스(PLO·Pre-Launch Operation)가 작동된다. 자동시퀀스는 문제를 감지하면 자동으로 발사를 정지한다. 발사체에 탑재된 전자 탑재물들이 이륙후에도 제대로 작동될 수 있도록 내부 배터리로 전원이 변경된다. 발사 4초전에는 엔진 시동명령이 내려지고, 발사 1초전 엔진 추력은 90% 이상으로 끌어올린다. 발사 0.1초전이 되면 지상의 고정장치는 자동으로 해제되면서 발사체는 발사대를 박차로 하늘로 날아오른다.

시험발사체가 75톤급(t) 출력을 온전히 낼 경우 이륙을 시작하고 약 70초가 지나면 최대 동압에 다다르고 140초쯤에 연소가 완료된다. 이어 164초가 되면 고도 100km에 도달할 것으로 연구진은 보고 있다. 시험발사체의 최대고도는 180~220km에 이를 것으로 예상된다. 이 시간은 발사 313초 후다.

이때부터 발사체는 포물선을 그리며 낙하하게 된다. 이륙한지 462초만에 고도 100km에 재진입한다. 643초 후에는 제주도와 일본 사이 공해에 낙하하는 것으로 보고 있다. 연구진이 예상하는 최대고도와 엔진출력은 대기나 기상상황에 따라 오차가 발생할 수 있다.

한편 시험발사체 발사는 한국형발사체인 ‘누리호’에 사용되는 75톤(t) 액체엔진의 성능을 검증하기 위해 진행된다. 시험발사체는 총 3단으로 구성된 누리호의 2단부에 해당하며, 길이 25.8ｍ·최대 지름은 2.6ｍ·무게는 52.1t 규모다. 이번 발사는 공해상으로 시험발사체를 발사해 비행 검증·추진기관, 서브시스템, 지상시스템 등 성능을 검증하는 동시에 우리나라 독자엔진 개발 기술확보 여부를 확인하는 데 의미가 있다.

(고흥=뉴스1)