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궤도 진입 왜 실패했을까···누리호가 찍은 셀카로 원인 찾는다

■항우연, 탑재 카메라 영상 공개

1단 분리 2단 점화 정상대로 진행

제 속도 못내 3단 엔진 조기 종료

위성모사체 분리까진 제대로 작동

푸른 지구 모습·지상으로 낙하 등

18분 분량 비행과정 생생히 담겨

분석 끝나는대로 발사조사위 구성


지난 21일 전남 고흥 나로우주센터에서 발사된 한국형 발사체 ‘누리호(KSLV-II)’의 전 비행 과정과 위성 모사체 분리 장면이 생생히 담긴 영상이 공개됐다. 누리호는 3단 엔진 연소 조기 종료로 위성 궤도 안착에는 실패했지만 이 영상을 통해 발사 당시 위성 모사체 분리까지 정상적으로 이뤄진 모습이 확인됐다.

1단 분리·2단 점화-분리된 1단 로켓 엔진이 지상으로 낙하하고 있고 2단 엔진이 점화되고 있다.




페어링 분리-위성 모사체를 보호하고 있는 페어링이 분리 후 지상으로 낙하하고 있다.


2단 분리·3단 점화-푸른 지구를 배경으로 2단 엔진이 분리되면서 3단 로켓이 점화되고 있다.


위성 모사체 분리-위성 모사체가 3단 엔진에서 분리돼 우주공간으로 나아가고 있다.


한국항공우주(047810)연구원은 27일 누리호에 탑재된 영상 시스템으로 촬영한 1분 15초 길이의 누리호 비행 과정을 영상으로 공개했다. 당초 18분 분량의 영상 중 항우연이 주요 이벤트 중심으로 편집한 영상이다. 누리호 비행 과정인 △1단 점화 및 이륙 △1단 분리 및 2단 점화 △페어링 분리 △2단 분리 및 3단 점화 △위성 모사체 분리 순간이 담겼다.

누리호는 이륙 약 4초 전에 1단 로켓이 점화해 최대 추력에 도달하자 발사대와 연결된 연료 공급용 엄빌리칼이 분리됨과 동시에 노란색 화염을 내뿜으며 지상을 박차고 올랐다. 지상 59㎞까지 상승하자 연료와 산화재가 소진된 1단 로켓의 엔진이 정지한 뒤 1단 분리와 2단 엔진 점화가 순차적으로 진행됐다. 특히 1단 분리 및 2단 엔진 점화 후 2단 엔진이 자세 제어를 위해 노즐을 이용해 미세 조정을 하는 모습과 분리된 1단 로켓이 낙하하는 장면도 함께 볼 수 있다.



2단 작동 구간에서는 위성 모사체를 보호하고 있는 덮개인 페어링 분리 과정이 카메라에 포착됐다. 분리된 페어링 중 하나가 지구로 떨어지는 모습도 그대로 담겼다. 장영순 항우연 발사체체계개발부장은 “카메라 설치로 인해 페어링이 한 개만 보이지만 실제로는 2개의 페어링이 모두 정상 분리됐다”며 “관계 기관 협조를 받아 페어링이 분리되는 시점에 지상에 낙하물 2개가 떨어진 모습을 확인했다”고 설명했다. 2009년 8월 나로호 첫 발사 당시에는 페어링이 제때 떨어지지 않아 실패했었다.

2단 엔진이 정지하고 떨어져 나간 뒤 3단 엔진이 점화되는 모습도 담겼다. 2단 분리 후에는 2단에 설치된 2·4번 카메라가 꺼졌다. 또 분리 직후 누리호 카메라는 푸른빛의 지구의 모습과 지상으로 낙하하는 2단 로켓의 모습도 앵글에 담았다.

영상 끝부분에서는 누리호 비행의 마지막 과정인 위성 모사체 분리 장면이 담겼다. 위성 모사체가 3단 엔진에서 분리되면서 깜깜한 우주공간으로 나아가는 모습을 끝으로 영상은 종료된다. 장 부장은 “3단 엔진의 조기 종료로 인해 위성을 고도 700㎞에 투입하지 못했지만 위성 모사체 분리까지 정상적으로 진행된 것을 확인할 수 있었다”고 설명했다. 당시 위성 모사체는 고도 700㎞까지 올라가고도 목표 속도인 원운동에 필요한 초속 7.5㎞를 내지 못해 궤도 진입에 실패했다. 항우연은 위성 모사체가 지상으로 떨어졌을 것으로 추정했다. 항우연은 “1단 연소 시간이 예상했던 것과 비교해 2초 정도 차이가 있었지만 당일 비행 환경 차이로 충분히 발생할 수 있는 수준”이라며 “1·2단 비행 과정은 예상 시퀀스대로 정상적으로 진행됐다”고 전했다. 이어 “3단 엔진이 제 속도를 내지 못하고 원래 연소 시간보다 일찍 종료되는 모습도 카메라에 표시된 시간대로 확인할 수 있다”고 덧붙였다.

항우연은 현재 3단 엔진 조기 종료 원인을 찾기 위해 비행시험 데이터 기초 분석을 진행 중이다. 분석이 끝나는 대로 과학기술정보통신부와 발사조사위원회를 구성할 방침이다. 또 내년 5월 2차 발사 때 발사 장면 생중계 여부에 대해서는 “아직 우리의 발사체가 완벽하게 동작한다는 확신을 줄 수 없는 상황에서 문제점이 발생하면 여러 논란이 있을 수 있어 공개는 어렵다”며 “비행시험 단계라는 것을 이해해주기 바란다”고 당부했다.

2차 발사 예정일은 내년 5월 19일이다. 이번 1차 발사에는 1.5톤 위성 모사체가 탑재됐지만 2차 발사에는 0.2톤의 성능 검증 위성과 1.3톤 위성 모사체가 탑재된다. 정부는 오는 2027년까지 누리호를 네 차례 추가 발사해 신뢰성을 확보할 계획이다.
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