한국형 발사체 누리호가 21일 오후 4시 우주를 향해 날아오를 예정이다. 앞서 센서 오작동 문제로 초가을로 발사가 연기될 수 있다는 전망도 나왔지만 조기에 문제 원인을 발견하고 해결한 덕분이다. 이번 프로젝트의 관건인 위성의 궤도 안착 여부는 누리호가 지상을 뜬 후 약 967초 뒤 결정된다.
전날 항공우주연구원(항우연)에 따르면 한 차례 발사를 연기하게 한 1단 산화제 탱크내 레벨 센서에 대한 전기적 점검을 포함, 발사 전날 준비 작업은 순조롭게 마무리됐다. 오전 7시 20분께 전남 고흥 나로우주센터 종합조립동을 출발한 누리호는 약 1.8km 떨어진 발사대에 8시 45분께 도착했다. 약 한시간 뒤인 9시 35분에는 발사체 기립 장치를 체결해 9시 56분 기립을 시작했다. 이후 이어진 발사대 고정 작업은 오전 11시 10분께 완료됐다. 오승협 항우연 발사체추진기관개발부장은 이날 “발사체 하드웨어의 기계적 문제 등 변수는 남아있지만 지난 1차 발사 때 모든 과정들이 예정대로 작동한 만큼 잘 성공할 수 있을 것이라고 본다”고 말했다. 이날 오전 7시 20분 발사대 이송부터 시작된 작업은 발사대 기립·고정, 엄빌리칼 타워 연결까지 오후 7시께 모두 마무리됐다.
발사 시각은 21일 오후 2시 30분께 최종 확정된다. 과학기술정보통신부는 이날 오전과 오
후 두 번에 걸쳐 ‘누리호 발사관리위원회’를 연다. 오전에는 추진제 충전 여부를 결정한다. 오후 회의에서는 우주 물체와의 충돌 가능성, 우주 환경, 기상 조건 등을 종합 고려해 발사 여부와 발사 시각을 최종 확정한다. 현재로서는 오후 4시가 유력하다.
발사 당일 기상 조건은 현재로선 큰 문제가 되지 않을 것으로 보인다. 기상청에 따르면 발사대가 있는 전남 고흥군 외나로도 반경 20km 일대에는 대기가 불안정한 지역은 없어 낙뢰 가능성이 낮다. 바람 역시 평균 풍속이 최대 초속 6m를 넘지 않을 전망이다. 발사시 평균 풍속은 초속 15m, 순간 최대 풍속은 초속 21m를 넘어선 안된다. 비행 경로상 낙뢰가 떨어질 위험이 있어도 발사가 연기될 수 있다.
발사 성공 여부는 발사 967초 후 성능검증위성이 목표 궤도인 700㎞에 안착했는 지에 좌우된다. 장영순 항우연 발사체체계개발부장은 “발사체가 궤도 오차 5%인 35㎞ 안(665~735㎞)에 들어오면 성공”이라고 설명했다. 궤도 안착 여부는 두 단계로 나눠 판단한다. 먼저 발사체 3단 엔진이 정지되고 성능검증위성이 분리되는 순간을 기점으로 약 5초 뒤 발사체에서 위성이 잘 분리됐는지 여부를 확인할 수 있다. 3단에 탑재된 센서가 이를 알려준다. 물론 이는 1단 분리 후 전개되는 페어링 분리가 완벽히 이뤄진 후의 일이다. 앞서 누리호 1차 발사 때는 무사히 페어링이 분리됐지만 2009년 발사된 나로호는 페어링 분리가 안 돼 실패한 바 있다. 누리호가 최초로 남극세종기지와 교신할 때인 발사 42분 23초 뒤에는 위성이 목표 궤도에 안착했는 지도 추정할 수 있다. 성능검증위성이 보내올 위성항법장치(GPS) 데이터는 위성이 우주 궤도에 정상적으로 진입했는지 판가름할 기준이 된다.
위성의 궤도 안착에는 발사체의 진입 속도도 중요하다. 지난해 10월 1차 발사 당시 700㎞ 고도 목표에는 도달했지만 3단 엔진이 조기에 꺼지면서 발사체가 위성을 미는 힘이 7.5k㎧에 미치지 못한 것이 실패의 원인이었기 때문이다. 당시 진입 속도는 6.7k㎧에 그쳤다.
이는 진동과 부력을 견디지 못한 누리호 내부에서 헬륨 탱크 고정 장치가 풀렸고, 이탈된 헬륨 탱크가 다시 산화제 탱크 내부 균열을 일으켰기 때문이다. 결국 산화제를 충분히 공급 받지 못한 엔진이 조기 종료되면서 위성을 미는 힘이 부족했다. 항우연은 이번 2차 발사를 준비하면서 헬륨 탱크 하부 고정부를 보강하고 산화제 탱크 맨홀 덮개의 두께를 강화했다. 오 부장은 “긴장의 끈을 놓지 않고 발사에 성공해 대한민국이 우주로 갈 수 있는 길을 열도록 하겠다”고 말했다.
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