[르포]누리호 4차 발사 전 최종 관문 'WDR' 수행

발사 공백기 2.5년·민간 주도 첫 발사체 '이상무'
11월 중하순 0시54분~01시14분 사이 발사, 이륙 807초 후 위성 사출

16일 전남 고흥 나로우주센터 발사대에는 높이 47.2m, 무게 200t 규모의 누리호 4차 발사체(로켓)가 우뚝 서 있었다. 우주를 향한 국민적 기대를 안다는 듯 무심하게 하늘을 바라보는 로켓의 자태는 금방이라도 우주로 날아오를 것처럼 날렵했다.

내리쬐는 땡볕 속에서도 우주항공청(KASA)과 한국항공우주연구원(KARI), 한화에어로스페이스 등에 소속된 수많은 연구자와 엔지니어들은 쉴 새 없이 장비를 움직이며 장도를 앞둔 누리호의 상태를 점검했다.

전남 고흥 나로우주센터 발사대에 우뚝 선 높이 47.2m, 무게 200t 규모의 누리호 4차 발사체(로켓). 우주항공청 제공

11월 4차 발사를 앞둔 누리호가 본격적인 발사 준비에 돌입했다. 발사 마지막 관문인 '비연소시험(Wet Dress Rehearsal·WDR)' 결과에 따라 오는 26일 발사 일정이 결정된다.

나로우주센터에서 우주항공청(KASA)이 수행한 WDR은 발사체를 발사대에 세우고 실제 발사와 동일하게 극저온 환경에서 발사체가 정상적으로 작동하는지 확인하기 위해 영하 183℃의 산화제를 충전·배출하는 작업이다. 탑재될 위성들과 단 분리에 사용될 화약 등을 제외한 실제 발사 때와 동일한 발사체 상태에서 우주 임무를 수행할 수 있을지를 확인하는 최종 모의고사인 셈이다.

기립을 위해 이동 중인 발사체. 우주청 제공

앞선 2018년 11월 발사에 성공한 누리호 시험발사체는 WDR 과정에서 가압계통에 이상이 발견돼 기술적인 보완 작업을 거쳐야 했고, 이 때문에 누리호 시험발사체는 예정 발사일보다 약 한 달 정도 늦게 발사됐다.

특히 누리호 4차 발사는 2023년 5월 3차 발사 이후 2년 6개월의 발사 공백기가 있었고, 민간 체계종합기업인 한화에어로스페이스가 발사체 조립 과정을 주관했으며, 발사 운용에도 참여한 첫 번째 발사체다.

발사대에 세워지고 있는 누리호 4차 발사체. 우주청 제공

탑재 중량도 지난 3차 발사 때보다 2배로 늘었다. 이번 누리호 4차 발사체에는 무게 580㎏의 차세대 중형위성 3호 등 12기의 위성과 위성 사출장치 등 약 1040㎏이 탑재된다. 이는 지난 3차 발사체의 탑재 중량 500㎏의 2배를 넘는다. 이 때문에 이번 WDR은 매우 중요한 절차다.

박종찬 한국항공우주연구원 한국형발사체고도화사업단장은 "돌다리도 두드리고 건넌다는 심정으로 수많은 반복 작업을 수행하면서 발사체에 대한 신뢰성을 확보하고 있다"면서 "그동안 쌓아온 학습 결과가 시스템을 통해 연구자들에게 잘 전달되고 있기 때문에 연구자 이동과 민간기업의 합류로 인한 업무수행에는 아무런 문제가 없다"고 말했다.

탑재 중량이 2배로 늘어난 데 대해 박 단장은 "누리호 4차 발사체는 2t 이상 중량을 이송할 수 있어 그 절반 정도인 1t을 탑재하는 데는 아무런 이상이 없다"면서 "발사 시퀀스상 고도와 속도 조절로 중량에 따른 발사 변수는 조정할 수 있다"고 설명했다.

박종찬 한국항공우주연구원 한국형발사체고도화사업단장. 우주청 제공

WDR은 이날 발사체 기립을 시작으로 17일 산화제 충전 및 배출, 18일 발사대에서 조립동으로 다시 이동한다. WDR 수행 결과 분석에는 약 1주일이 소요되며, 분석 결과 문제가 없는 경우 본격적인 발사를 위해 다시 단을 분리해 부품 재점검과 위성탑재 등 재조립한 뒤 11월 중하순경 발사될 예정이다.

누리호 4차 발사는 현장의 기상 상황과 안전 등을 고려해 발사 당일 0시 54분~01시 14분 사이로 결정됐다. 다만, 최종 발사일은 이번 WDR 결과와 날씨 등을 고려해 오는 26일 발사관리위원회에서 결정한다.

누리호 4차 발사체는 97.79도의 경사각으로 발사돼 발사 후 1·2단 분리, 페어링 분리, 2·3단 분리, 차세대 중형위성 3호 분리, 부탑재 위성 12기 분리의 순서로 임무를 수행하게 된다.

비행 중 1단 로켓과 탑재체를 보호하는 덮개인 페어링, 2단 로켓은 발사장에서 각각 430㎞, 1585㎞, 2804㎞ 떨어진 공해상으로 낙하한다. 고도 600㎞의 태양동기궤도에 도착한 이륙 807초 후 주탑재 위성을, 이후 약 20초 단위로 2대씩 부탑재 위성인 큐브위성 12기를 순차적으로 사출하게 된다.

2023년 5월 발사되는 누리호 3차 발사체. 항우연 제공

윤영빈 우주청장은 "이번 누리호 4차 발사는 항우연과 한화에어로스페이스가 함께 발사하는 첫 발사로 민간 주도 전환의 첫걸음"이라면서 "이번 WDR 시험을 통해 누리호 발사 준비 상태를 철저히 점검하고, 남은 기간 동안 4차 발사 성공을 위해 빈틈없는 준비를 해달라"고 당부했다.

이상철 항우연 원장은 "이번 WDR은 체계종합기업인 한화에어로스페이스 주도로 제작한 누리호 4차 발사체의 신뢰성을 재확인하는 과정이 될 것"이라면서 "이번 4차 발사가 지난 2023년 이후 2년 6개월 만에 이뤄지는 발사라는 점을 고려해 발사과정 전반에 걸쳐 보다 철저히 종합 점검을 수행할 것"이라고 강조했다.

한편, 우주청은 이번 누리호 4차 발사 이후 약 7개월 간격으로 5차(2026년)와 6차(2027년) 누리호를 발사할 계획이다. 6차부터는 한화에어로스페이스가 주도하게 되는데, 발사체 조립은 5차까지는 나로우주센터에서 항우연이, 6차부터는 한화에어로스페이스가 맡는다. 한화에어로스페이스는 전남 순천에 설립 중인 단조립장에서 발사체를 조립해 해양으로 나로우주센터 발사대까지 발사체를 이송할 계획이다.

고흥=김종화 기자 justin@asiae.co.kr