우리나라의 첫 우주발사체 ‘나로호’가 다음달 26일 (기상 상황으로 미뤄질 경우 26∼31일 사이) 전남 고흥군 외나로도 나로우주센터에서 지구 저궤도(인공위성 궤도) 진입을 위한 세 번째 도전에 나선다. 한국이 우주강국으로 도약하는 데 중요한 역할을 할 나로호의 구조 및 발사 이력,

지난 발사에 비해 보완된 점 등을 살펴보자.

 

나로호에 대해 파헤쳐보자, 팍팍!

 

한국항공우주연구원이 러시아 흐루니체프사와 2003년부터 공동으로 개발한 나로호는 하단부인 1단(액체엔진)과 상단부인 2단(고체엔진)으로 구성된 발사체로, 무게 140t 길이 33m에 이른다.

 

연료 탱크, 엔진 등이 포함된 1단(25.8m)은 흐루니체프사가 만들었으며, 발사 뒤 170km 상공에 오를 때까지 추진력을 전달하는 역할을 한다. 킥모터(고체엔진), 위성탑재공간, 페어링(인공위성 덮개) 등으로 이루어진 2단(7.7m)은 한국항공우주연구원이 만들었으며, 지구 상공 170km에서 목표 궤도인 306km까지 무게 100kg급 ‘나로과학위성’을 나르는 역할을 한다.

 

발사 이후에는 상공 177km 근방에서 위성을 감싸고 있던 페어링이 분리되고, 1단 로켓과 2단 로켓이 차례로 분리된 뒤 마지막으로 위성이 분리된다. 분리된 위성은 1년간 지구 주위를 매일 약 14바퀴 타원궤도로 돌면서 우주환경을 관측하게 된다.

 

나로호는 2009년과 2010년 두 차례에 걸쳐 발사되었지만, 모두 위성 궤도 진입에 실패했다.

 

나로호 1·2차 발사 실패 원인은?

 

나로호 3차 발사 일정이 다음 달 26∼31일로 잡힌 가운데 13일 전남 고흥군 나로우주센터 위성 시험동에서 연구원들이 우주로 쏘아 올릴 나로과학위성을 조립하고 있다. 연합뉴스

2009년 8월 나로호 1차 발사 때는 1단 로켓 분리와 위성분리까지 성공했지만, 한쪽 페어링이 분리되지 않아 실패했다. 로켓은 무게와 발사거리를 고려해 필요한 양의 연료만을 탑재하는데, 위성을 보호하는 두 개의 페어링 중 하나만 분리된 것. 이 탓에 위성의 무게가 무거워져 연료가 부족해지고 균형을 잃어 각도가 틀어지는 바람에 궤도에서 벗어났다.

 

2010년 6월 2차 발사의 경우, 목표 궤도 진입을 앞두고 페어링 분리 전 통신이 두절되면서 발사 137초 만에 70km 상공에서 폭발한 뒤 추락했다. 실패 원인으로는 2단에 있는 비행종단시스템(FTS·발사체가 궤적을 이탈할 경우 엉뚱한 데 떨어져 피해를 입힐 것에 대비해 자동으로 폭파되도록 한 장치)이 잘못 작동되었을 가능성이 제기됐다. 한국과 러시아 공동조사단은 정확한 원인을 밝혀내지 못했다.

 

실패는 성공의 어머니

 

나로호의 3차 도전은 ‘마지막’ 기회다. 이번 발사가 실패하더라도 우리나라의 우주개발 사업이 중단되는 것은 아니지만, 무엇보다 1단 제작을 맡고 있는 흐루니체프사가 최대 3차례까지만 로켓을 우리나라에 공급하기로 계약했기 때문.

 

이번 발사에는 두 가지 기술적 변화가 생겼다. FTS에서 화약장치를 없앴고, 상부 페어링 분리장치의 고전압(높은 압력) 기폭장치를 저전압(낮은 압력)으로 바꾼 것. 폭발 가능성을 낮추기 위해서다

 

나로호가 성공하기 위해서는 시간도 중요하다. 발사는 ‘하늘 문이 열리는 시간’이라는 오후 3시 반으로 정해졌다. 위성이 궤도에 진입한 뒤 태양 에너지를 이용할 수 있는 최적의 시간. 다른 시간대에 쏘면 위성이 태양의 정면을 향하는 것이 아니라 지구 그림자 속으로 들어갈 수 있어 위성의 자체 배터리를 사용해야 하는 비효율이 생긴다.

 

이번 발사에 성공하면 한국은 ‘스페이스 클럽’(자국의 영토에서 자국 로켓에다 자체 제작한 인공위성을 실어 우주에 쏘아올린 국가)에 세계 10번째로 가입하게 된다.

 

▶손민지 기자 minji88@donga.com

어린이동아 취재팀 kids@donga.com

위 기사의 법적인 책임과 권한은 어린이동아에 있습니다.

< 저작권자 ⓒ 어린이동아, 무단 전재 및 재배포 금지 >