[나로호]나로호 오늘 발사, 성공열쇠는?

우리나라 첫 우주발사체 '나로호'(KSLV-Ⅰ)가 9일 오후 4시 30분에서 6시 40분 사이에 우주로 날아오를 계획이다.

지난해 8월 25일 카운트다운과 함께 발사된 바 있는 '나로호'는 안타깝게도 발사만 성공하고 인공위성을 궤도에 안착시키는데는 실패했다. '절반의 성공'에 그친 첫번째 발사 과정을 되풀이하지 않기 위해 당국은 8일 현재까지 성공적인 발사를 위해 점검작업을 거듭하고 있다. 마지막까지 긴장의 끈을 놓지않겠다는 각오다.

'나로호'의 임무는 100㎏급의 과학기술위성2호를 고도 300~1500㎞ 지구 저궤도에 쏘아 올리는 것이다. 나로호가 이 임무를 성공적으로 수행하기 위해 넘어야 할 산은 무엇일까. 우선 최우선 점검과제는 발사후 페어링이 제대로 분리되느냐다. 지난해 발사때 바로 이 부분이 제대로 이뤄지지 않아서 실패했기 때문이다.

이번 2차 발사에서 똑같은 실패를 반복하지 않기 위해 한국항공우주연구원은 1차 발사때 실패한 원인을 규명해서 보완하는 작업에 그동안 매진해왔다. 이번에 개선된 사항은 페어링 분리구동장치와 페어링 분리 화약장치를 연결하는 케이블과 케이블 연결기를 기존 제품보다 방전·방지효과가 큰 제품으로 사용했다. 또 페어링 분리구동장치와 페어링 분리화약 기폭장치 연결케이블의 연결부위를 몰딩 처리해 방전을 방지할 수 있도록 보완했다.

아울러 페어링 분리 화약장치 기폭 신뢰성 향상을 위해 각각의 페어링분리구동장치(FSDU)가 양쪽 페어링 분리화약을 모두 기폭할 수 있도록 회로도 보완했다. 이밖에 페어링 분리성능 향상을 위한 분리기구 보완, 페어링 분리장치 조립과정의 작업 및 품질관리 강화, 개선 대책 검증시험 강화 등을 통해 완벽한 분리를 위한 준비를 마친 상태다.

그러나 나로호가 발사되고 위성이 제 궤도에 안착해서 지상과 교신하는 순간까지 성공을 장담할 수 없는 상황이다. 우주 비행체를 분리시키는 작업은 매우 민감하고 복잡한 탓이다. 역사적으로 발사체와 위성이 제때 분리되지 않아 실패한 사례가 태반이다.

나로호가 지난해 발사때 실패한 요인은 정전기로 인한 방전 또는 기계적 끼임현상 등으로 페어링 분리가 제때 이뤄지지 못한 것으로 추정되고 있다. 이로 인해 발사체가 위성을 궤도에 올려놓지 못하고 만 것이다. 나로호는 지상에서 발사된지 3분35초(215초)후에 페어링이 떨어져나가도록 설계돼 있다. 1단 분리는 발사 3분52초(232초)가 지나면 이뤄진다.

그러나 무엇보다 페어링 분리에 앞서 발사부터 성공해야 한다. 비행실패 원인 가운데 가장 많이 차지하는 것이 추진시스템의 오작동이다. 나로호를 우주로 밀어올리는 추진시스템이 제대로 작동하지 않으면 최악의 경우, 발사체가 폭발할 수도 있다. 또 입력된 궤도에 맞게 비행하는지의 여부도 성공을 가르는 매우 중요한 요소다. 나로호의 경우, 발사 33초후 고도 2.5㎞ 지점에서 몸체를 기울여 일본 남동쪽으로 방향을 틀게 된다. 이는 발사대 등의 훼손을 막기 위함이다. 이때 궤도를 이탈하면 과도한 압력으로 공중분해될 수도 있다.

로켓 발사 성공조건으로 손꼽히는 기상은 큰 문제가 되지 않을 전망이다. 기상청은 나로호 2차 발사일인 9일까지 전국이 맑고 낮 기온이 30도를 웃도는 한여름 더위가 계속될 것으로 전망했다. 기상청에 따르면 9일 나로호가 발사되는 나로우주센터가 위치한 전라남도 고흥을 비롯해 전국적으로 초여름의 맑은 날씨가 예상된다. 당초 남서쪽에서 접근하는 기압골의 영향으로 9일부터 날씨가 흐려질 것으로 예상됐지만, 기압골의 이동 속도가 느려지면서 맑은 날씨가 지속될 전망이다.

우리나라가 나로호 개발에서 협력한 러시아는 세계에서 발사 성공률이 가장 높다. 러시아는 지금까지 총 2770회에 달하는 우주발사를 수행했고, 성공률은 93.5%에 달한다. 총 1316차례 발사에 나섰던 미국의 성공률은 87.5%로, 유럽(89.5%) 다음이다.