6일 한국 우주개척의 메카 전남 고흥 나로우주센터. 이곳은 차세대 한국형발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)의 시험발사체 발사 50일을 앞두고 마무리 점검이 한창이다. 이날 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 시험발사체를 언론에 처음 공개했다.
시험발사체는 무게 52.1톤(t), 총 길이 25.8m, 최대지름 2.6m인 1단형 발사체이다. 총 3단으로 구성된 누리호의 2단부에 해당한다. 방진복을 착용하고 조립동에 들어서자 흰색 원통형 모양의 시험 발사체가 옆으로 뉘어져 있다. 지난 7월 제작완료돼 이곳에서 보관 중이다.
조립동 밖 발사대에는 길이 9m 규모의 질량 시뮬레이터가 세워져 인증 시험 중이다. 질량 시뮬레이터는 시험발사체 발사 시 평행도, 직각도 등을 계측, 무게중심을 맞추는 역할을 한다. 항우연은 이달 하순까지 질량 시뮬레이터 테스트를 끝낼 계획이다. 몇몇 작업자는 엔진의 노즐 부위에서 단열재를 입히는 추가 작업을 진행하고 있다. 항우연 발사체체계종합팀 원유진 책임연구원은 “시험발사체는 점화 시 2000도 이상의 고온이 발생한다”며 “때문에 열을 차단하는 외장마감을 완벽하게 하는 작업과 냉각장치 등이 이상 없이 작동하도록 하는 기술이 중요하다”고 설명했다.
시험발사체는 지난 7월 154초 연속 연소시험을 성공적으로 마쳤다. 옥호남 항우연 발사체기술개발단장은 “75톤 액체엔진의 신뢰도 확보 차원에서 총 89회, 누적 7111초의 시험을 수행했다”고 설명했다.
시험 발사체의 심장이라고 할 수 있는 75톤 엔진 연소기 부분은 터보펌프, 자세제어시스템 등의 구성품이 모든 시험을 마치고 발사대 이송 전 대기상태다. 연료탱크와 극저온 산화제가 충전되는 탱크와의 연결, 비행 시 문제가 발생할 경우 공중에서 자폭시킬 수 있는 장치들도 조립을 끝냈다.
원 책임연구원은 “조만간 부분부분 나눠져 있는 동체를 모두 합치고, 누리호 로고도 추석 전 부착할 예정”이라고 말했다. 또 “발사 디-데이(D-day)를 앞두고는 각종 화염 장치를 최종적으로 부착한 후 모든 점검창을 닫게 된다”며 “이때부턴 이송차량을 통해 발사대로 옮기는 작업만 남게 된다”고 덧붙였다. 시험 발사체는 나로호 때 사용한 발사대의 고정장치 등을 시험발사체 모형에 맞춰 일부 개조해 쓴다.
모든 준비과정이 순탄치만은 않았다. 항우연 연구진은 시험발사체 자력개발 과정에서 연소기 연소 불안정 등 많은 어려움을 겪었다. 항우연 설우석 발사체신뢰성안전품질보증단장은 “약 90회 이상의 각종 지상시험을 통해 기술적 문제점 등을 극복하고 이제야 성능 안정화 단계에 들어섰다”고 말했다.
만약 시험발사가 실패할 경우 1년 뒤 재시험을 실시할 계획이다. 이럴 경우 오는 2021년 2월과 10월 두 차례 실시할 3단형 누리호 본발사 일정도 함께 미뤄진다.
이상률 항우연 부원장은 “누리호 개발 이후 우리나라는 2022년~2040년까지 21기의 위성을 발사하게 된다”며 “발사 횟수 증가와 성공률 상승을 통한 신뢰성 확보를 통해 세계 우주 발사 서비스 시장에 진출할 것”이라고 말했다.
