누리호 ‘30% 벽’ 넘어 발사성공땐 ‘세계 7번째 우주강국’ 도약

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다우뚝 설 준비 첫 한국형 우주발사체인 ‘누리호’(KSLV-Ⅱ)가 발사 예정 하루 전인 20일 오전 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에 도착해 기립 준비를 하고 있다. 한국항공우주연구원

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설계·제작 등 全과정 독자개발
무진동 특수 이동차량에 실려
성인걸음 속도로 발사대 도착
기립·고정뒤 연료공급설비 연결
발사 50분전 연료주입뒤 우주로
내일 ‘날씨 변수’는 없을 전망

기적 같은 ‘첫 발사 성공’의 기록이 달성될 것인가. 우리나라의 첫 번째 우주형 발사체 ‘누리호’가 21일 오후 우주 상공을 향해 힘차게 날아오른다. 2010년부터 2조 원 가까운 예산을 투입해 국내 독자 기술로 개발해온 우주탐사용 국산 로켓 1호가 시뻘건 불꽃을 뿜으며 날아가는 순간 한국은 새로운 우주로 진입한다.

누리호가 첫 발사에 성공하면 한국이 우주·군사 강국으로 발돋움하는 주춧돌로 작용하게 된다. 누리호에 실린 총 5기의 75t급 중대형 추진엔진을 고유 기술로 개발한 국가는 미국·러시아·유럽연합(EU)·일본·중국 등 세계에서 한국을 포함해 7개국에 불과하다. 우주 독립의 서막을 열어젖히는 것이다. 또 한국 기업 300개 이상이 참여해 민간 주도의 우주 개발, 즉 뉴 스페이스(New Space) 시대를 여는 의미도 있다. 이 모든 것은 ‘30% 벽’을 넘어서야 가능하다. 세계적인 우주 선진국들도 자체 개발한 ‘첫 우주 발사체의 첫 발사’에 성공한 비율이 27%를 조금 넘는다. 한 번에 성공한다면 그야말로 기적으로 평가되는 이유다. 기상, 장비 이상 등 변수에 따라 연기와 발사 취소도 가능하다. 그래서 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 발사 예정일에서 일주일 후인 28일까지를 예비기간으로 잡아두고 있다.

항우연은 역사적인 성공 발사를 위해 만전에 만전을 기하는 중이다. 1.5t의 위성 모사체(dummy)를 실은 3단형 우주발사체인 누리호는 전남 고흥 나로우주센터에서 남쪽 방향으로 발사돼 1단 추력 구간에서 고도 55㎞, 2단 추력 구간에서 252㎞로 올라간 후 마지막 3단 로켓이 다 연소될 무렵 위성 투입 고도인 지상 600~800㎞의 지구 저궤도에 도달하게 된다. 1단과 2단을 책임진 75t급 중대형 액체엔진은 케로신이라는 로켓 연료와 산화제를 초당 1016㎏ 소모한다. 200ℓ 크기의 드럼통 2개를 1초에 다 태울 정도로 빨라 1단 연소가 작동하는 130초 동안 260개의 드럼통을 텅 비우게 된다. 한국형 발사체 누리호는 1.5t급 실용위성을 600~800㎞ 상공의 지구 저궤도에 진입시킬 수 있는 힘과 덩치를 갖고 있다. 키는 47.2m, 무게는 200t으로 아파트 15층 높이에 지하철 6량의 중량과 맞먹는 수준이다. 발사체의 몸통에 해당하는 추진제 탱크와 배관을 만드는 일도 단순해 보이지만 고도 기술이 요구됐다. 발사체 부피의 80%를 차지하는 추진제 탱크는 경량화를 위해 2.5~3.0㎜의 얇은 알루미늄 합금 단일 벽으로 제작한다. 특히 영하 183도의 액체산소와 영하 196도의 액체질소 등 극저온 물질의 온도 변화를 최소화하기 위해 벽과 벽 사이에 진공 상태가 유지된 이중벽으로 만드는 기술이 어렵다. 최대 높이 10m, 지름 3.5m의 거대 구조물을 이렇게 얇은 금속판으로 만들면서도 내부는 삼각형 형태의 격자 구조를 설계해 넣어야 한다. 탱크 내부에 대기압 4~6배 정도의 압력이 걸리고, 비행 중에 관성력·공력 등 추가로 가해지는 하중에도 견딜 수 있어야 하기 때문이다.

이런 거물을 공중에 쏘아 올려야 하기 때문에 발사 전에 육상·해상·공역에서는 사전 통제가 이뤄진다. 발사대 중심 안전반경 3㎞ 이내로 인원·차량을 지상 통제하고 비행방향 폭 24㎞, 길이 78㎞ 해상범위 내 인원·선박도 미리 알려 통제한다. 공중으로도 비행방향 폭 44㎞, 길이 95㎞를 통제해 비행경로상의 항공기 안전을 확보한다. 날씨도 누리호를 도와줘야 한다. 기상청에 따르면 발사 당일인 21일 나로우주센터가 위치한 전남 고흥군 봉래면 하늘은 비교적 맑고 바람도 잔잔할 전망이다. 지상 3~5㎞에 구름이 조금 낄 가능성은 있지만 큰 영향은 안 줄 듯 보인다. 발사 시각인 오후 4시 전후로 낙뢰 등이 발생할 가능성도 적다고 기상청은 전했다. 봉래면 강수확률은 전날과 같이 0~20%, 풍속은 2~8㎧로 예상된다.

노성열 기자 nosr@munhwa.com