|
우리나라는 지난 1992년부터 과학위성인 우리별 1~3호, 실용위성 아리랑 1~2호, 통신위성 무궁화 1~5호를 잇따라 쏘아올렸다. 하지만 이는 모두 외국 발사장과 발사체에 의지한 것이었다. 이번 첫 우주발사체 나로호의 자력 발사로 스페이스 클럽 가입을 눈앞에 뒀지만 발사 연기로 아쉬움을 더하게 됐다. 로켓의 첫 발사 성공 확률은 27%에 불과하다. 이렇게 우주 로켓의 발사가 어려운 이유는 무엇일까. 전문가들은 “우주개발 기술은 기계공학ㆍ화학공학 등 모든 과학기술의 총합이기 때문에 이 기술의 어느 한 부분만 잘못돼도 곧바로 실패로 이어질 수밖에 없다”고 설명한다. 전문가들이 지적하는 로켓 발사의 어려움으로는 무엇보다 복잡한 우주발사체 구조를 들 수 있다. 추진시스템(Propulsion)과 로켓 구조, 항공전자시스템, 분리시스템, 전기장비시스템 등 로켓을 구성하는 많은 부분 중 하나만 문제가 발생하더라도 로켓 발사의 실패는 물론 심각한 물적ㆍ인적 피해까지 불러올 수 있다. 항공우주연구원이 1957~2003년 사이에 발생한 우주발사체 비행실패의 원인을 분석한 결과에 따르면 발사체의 추진시스템이 무엇보다 중요한 것으로 나타났다. 비행실패 원인 가운데 추진시스템과 관련한 것이 66.2%로 가장 높은 비율을 기록했다. 추진시스템이란 가장 중요한 액체엔진 및 고체 모터를 비롯해 추력기, 동력장치(TVC), 연소실, 노즐 및 노즐밸브, 연료 및 산화제, 터보펌프, 점화 장치, 연소실 내부의 단열장치 등을 말한다. 나로호와 같이 처녀비행을 대상으로 한 통계에서도 추진시스템 문제로 발사가 실패한 비율은 56%로 가장 높았다. 미국이 구소련의 스푸트니크호 발사에 충격을 받아 개발에 나선 위성발사체 뱅가드(Vanguard)의 경우가 대표적 사례다. 뱅가드 발사체는 1957년 12월6일 발사에서 탱크 및 인젝터의 낮은 압력 때문에 연소실의 고온가스가 인젝터를 통해 연료시스템으로 새어들면서 발사 2초 만에 폭발했다. 두번째로 중요한 실패 원인으로는 나로호 등과 같은 2단형 이상 발사체에서 1~2단 및 페어링 분리 메커니즘에 문제가 있거나 분리를 위한 전기적 연결에 문제가 있는 경우다. 분리 기술 문제는 전체 비행실패 건수의 12.6%를 차지한다. 세번째로 높은 비행실패 원인은 항공전자공학(Avionics) 기계장치 문제로 전체 원인의 10.6%를 차지했다. 여기에는 발사체 탑재 소프트웨어와 컴퓨터를 비롯해 회로 보드, 비행안전 관련 장치, 비행 및 유도 제어 장치, 내부 측정 장치, 텔레메트리 장치, 비행장치 등이 있다. 이밖에 ▦고체로켓 모터 내부 구조, 모터 케이스, 점화기 하우징(housing), 각종 탱크, 단 연결구조, 페어링, 발사체 외피 등과 관계된 구조 부문(4.5%) ▦전기연결 및 배선, 전력공급장치, 전력 릴레이 박스, 솔레노이드 등 전기장비(4.0%) ▦번개 등 기상환경, 통신의 문제 등과 관계된 기타 요소(2.0%)가 있다. 전문가들은 “로켓 발사 카운트다운 10초를 남겨두고도 문제가 감지되면 발사를 중지시킬 정도로 항공우주 산업에서는 작은 결함이 천문학적 비용을 불러일으킬 수 있기 때문에 로켓 발사에는 신중을 기할 수밖에 없다"고 강조한다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
