헬륨공급 자동 제어시스템 간 통신 오류…"기립 상태는 유지"

[누리호 3차 발사 연기]발사 연기 이유는

발사 2시간여 앞두고 문제점 발견

연료·산화제 주입 않고 결국 연기

25일 발사관리위원회 다시 개최

"원인분석후 최종 발사일정 발표"

발사 연기로 이어진 누리호의 결함은 발사체 자체가 아닌 헬륨 공급을 자동 제어하는 시스템에서 발생했다. 발사체 자체의 근본적 결함은 아닌 만큼 정부는 해결을 서둘러 이르면 25일 오후에라도 발사를 재개하겠다는 방침이다.

누리호가 23일 전남 고흥 나로우주센터 발사대에 기립해 있다. 고흥=연합뉴스

24일 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에 따르면 누리호에 영하 180도의 헬륨을 공급하는 밸브가 제대로 작동하지 않고 있는 것으로 파악됐다. 저온 헬륨은 산화제를 냉각시켜 액체 상태로 유지하는 역할을 한다. 산화제는 산소가 희박한 상공에서 연료가 정상적으로 연소될 수 있도록 산소 역할을 대신하는데 상온인 누리호 내부에 들어가면 기체로 변하기 때문에 발사 직전까지 헬륨의 도움을 받아 저온 상태를 유지해야 한다. 헬륨 공급을 조절할 밸브에 문제가 생기면서 누리호는 발사 2시간 44분 전에 했어야 할 연료·산화제 주입을 하지 못했고 결국 발사도 연기됐다.

항우연은 구체적으로 밸브 이상이 누리호와 발사대 간 통신 이상 때문에 벌어진 것으로 분석했다. 밸브는 발사 전체를 제어하는 누리호 컴퓨터와 헬륨 밸브를 포함해 발사대 설비를 제어하는 발사대 컴퓨터 간 통신으로 자동 조절되는데 이 기능이 마비된 것이다. 오태석 과기정통부 1차관은 “수동으로는 밸브가 작동하기 때문에 밸브 하드웨어 자체가 아닌 소프트웨어 문제로 보고 있다”며 “발사를 10분 앞두고 시스템을 자동화하는 발사자동운용(PLO)이 가동되면 (더 큰) 문제가 발생할 수 있기 때문에 부득이하게 발사 연기를 결정했다”고 설명했다. 발사체 문제가 아닌 만큼 항우연은 기립 상태를 풀지 않고 통신 장비 등 소프트웨어와 관련된 부분을 우선적으로 살피기로 했다.

◇25일 발사관리위 다시 개최…최장 7일 연기될 수도

국민들의 관심은 누리호의 향후 발사 일정에 쏠린다. 과기정통부와 항우연은 이날 오후 3시 이상 현상을 발견한 후 누리호를 발사대에 세워둔 채 원인 규명과 해결 방안을 검토 중이다. 이상 원인을 확인한 후 조치가 마무리돼야만 발사 과정을 다시 진행할 수 있다. 누리호 발사 여부는 오 차관이 주재하는 ‘발사관리위원회’를 통해 결정된다. 오 차관은 25일 오전 중 발사관리위원회를 다시 열고 상황을 종합 검토한 후 발사 일정을 발표할 계획이다.

오태석 과학기술정보통신부 제1차관이 24일 전남 고흥군 나로우주센터에서 누리호 발사 연기와 관련한 브리핑을 하고 있다. 고흥=연합뉴스

큰 이상이 없다면 발사가 이뤄지겠지만 누리호 1·2차와 달리 발사 가능 시간이 짧다는 점이 걸림돌이다. 누리호 3차 발사는 인공위성 8기를 궤도에 안정적으로 안착시키는 데 목적을 둔다. 이 때문에 위성 임무 궤도와 우주 물체 충돌 가능성 등을 고려해 이날 기준 6시 24분에서 앞뒤로 30분 외에는 발사가 불가능했다. 과기정통부와 항우연은 점검 결과 하루 뒤인 25일 발사가 가능하다면 당초 준비한 대로 6시 24분 전후에 누리호를 쏘아 올릴 계획이다. 만일 25일 발사가 불가능할 경우 예비 발사일로 정해둔 31일까지 발사가 가능하다.

◇발사체 아닌 소프트웨어 문제…이종호 장관 “기다려달라”

누리호에 앞서 한국 우주발사체의 문을 연 나로호 또한 수도 없는 발사 연기를 겪었다. 누리호 엔진 검증용 시험발사체도 기체 결함에 발사가 밀려 당초 2018년 11월 25일 발사 예정이었지만 12월 28일에야 발사할 수 있었다.

누리호는 지난해 2차 발사에서도 두 차례 연기를 겪었다. 누리호 2차 발사는 당초 지난해 6월 15일로 예정돼 있었지만 기상 문제로 하루 밀렸고 16일에도 1단 산화제 탱크 레벨 센서가 비정상적인 수치를 나타내 발사대에서 내려왔다. 산화제 레벨 센서는 탱크 내부에 충전된 액체산소 수위를 계측하는 장치다. 항우연은 당시에도 마지막 발사대 점검 과정에서 이상을 발견했다. 이후 누리호는 발사대에서 내려온 후 21일 2차 발사에 성공했다.

현재 발사가 중단된 누리호는 발사대에서 대기하며 이상 현상에 대한 분석을 진행하고 있어 2차 발사 연기보다는 상황이 좋은 셈이다. 이종호 과기정통부 장관은 “예기치 않은 문제로 아쉬운 부분이 많지만 내일 오전 중 좋은 결과가 나오면 발사가 가능하니 긍정적인 마음으로 기다려 달라”고 당부했다.

전문가들은 누리호 발사 연기 자체는 실패를 피해가기 위한 시행착오에 불과하다고 평가했다. 다만 그간 누리호의 발사 연기·실패 원인이 모두 탱크 관련이라는 점은 우려되는 부분이다. 앞서 누리호 1차 발사 당시 실패 원인은 헬륨탱크 하부 고정부 이탈에 따른 3단 엔진 조기 종료였다. 2차 발사 연기 원인도 산화제 탱크였다.