[나로호 3차발사]우주로 가는 나로호·나로과학위성

[아시아경제 김수진 기자]나로호의 세번째 도전이 이뤄진다. 발사대 이송과 기립을 마친 나로호는 26일 오후 3시 30분 발사를 목표로 리허설에 들어갔다. 다시 우주로 가는 나로호를 자세히 알아본다.

나로호는 1단 액체 엔진과 2단 킥모터로 구성된 2단형 발사체다. 목표는 100kg의 소형위성을 지구 저궤도(300~1500km 타원궤도)에 진입시키는 것. 1단은 러시아가 개발했고 2단은 순수 국내기술로 만들어졌다. 전체 중량은 140톤. 총 길이는 약 33m, 최대직경은 2.9m다.

발사대에 기립한 나로호

1단 발사체의 추력은 170톤이다. 대개 발사체 추력은 발사체 총중량의 1.2배로 잡는다. 연료는 등유(케로신)을 사용하고 산화제로 액체산소가 주입된다. 반면 킥모터는 추력 7톤급으로 고체 형태의 추진제를 사용한다.

나로호 개발에는 국내 산학연이 역할을 분담해 참여했다. 150여개 산업체와 45개 위탁연구로 발사체 독자개발을 위한 국내기반 확보에 주력했다는 설명이다.

1단 추진체를 들여 온 러시아와의 기술협력도 주요한 과제였다. 발사체 개발기술은 각국이 전략기술로 분류해 이전을 기피하는 민감한 영역이다. 우주개발이 늦은 한국으로서는 난관일 수 밖에 없다.

나로호 개발사업 당시 국내개발 액체엔진은 가압식 13톤급인 과학로켓용 KSR-III엔진이 유일했다. 발사체 1단으로 사용하기에는 기술수준에 한계가 컸다. 미국, 러시아, 프랑스, 일본, 중국 등 발사체 기술 선진국의 문을 두드렸지만 기술협력에 긍정적 의사를 표한 것은 러시아가 유일했다.

러시아와의 기술협력 계약은 단순히 1단 엔진을 구매하는 수준이 아니다. 발사체 개발과 발사장 인프라 구축 등 종합적인 내용을 포함한다. 발사장은 러시아 설계를 기반으로 도면을 국산화, 국내기술로 제작했다. 발사통제시스템도 한국에서 맡았다. 이밖의 설계, 제작, 발사운영 등은 한국과 러시아가 공동으로 진행해왔다.

나로호 1,2차 발사 당시에는 과학기술위성 2호를 탑재했다. 발사 실패로 과학기술위성 2호 2기가 모두 소진되면서 이번에는 나로과학위성을 새로 탑재한다. 과학기술위성 2호 검증체를 20억원을 들여 개조해 만든 위성이다. 성능도 기존에 비해 간소하다. 첫번째 목표는 위성궤도진입 확인을 통한 나로호 발사 성공 여부 확인이다. 일단 나로과학위성은 발사 약 2시간 30분 후 노르웨이 지상국과 비콘 신호를 주고받는다. 비콘 신호는 위성의 존재를 알리는 단순한 신호다. 궤도에 투입된 나로과학위성과 한국과학기술원 인공위성연구센터 지상국과의 교신은 나로호 발사 후 약 12시간 후에 이뤄진다. 발사가 성공했는지 제대로 확인하는 첫번째 교신이다. 위성의 건강상태를 파악할 수 있는 원격검침 정보와 탑재체 측정 실험자료를 받아 본다.

과학관측의 임무도 있다. 광섬유를 이용한 펨토초 레이저 발진기와 이온층관측센서, 반작용 휠, 적외선 센서, 우주방사선량 센서 등이 탑재됐다. 펨토로 레이저 발진기는 광섬유를 이용한 펨토초(1000조분의 1초)레이저 클럭 생성을 우주에서 검증하는 기술이다. 우주 방사선 띠 안으로 들어가는 1500km 주변의 전자밀도와 우주방사선량을 측정하고 반작용 휠을 이용해 위성자세를 조정하는 국산 기술을 우주에서 검증하게 된다.

김수진 기자 sjkim@