1.5톤급 실용위성을 싣고 고도 600~800㎞ 사이 지구저궤도에 투입할 수 있는 발사체다.
2010년부터 2023년까지 1조9572억원 예산이 들어갔다.
2013년 발사한 나로호는 러시아 기술에 크게 의존했지만 누리호는 엔진 개발부터 주요 부품 제작, 조립, 발사대까지 모두 국내 연구소와 기업 연구진의 힘으로 탄생한 진정한 '한국형' 발사체다.
누리호는 지난해 10월 1차 시험 발사했다.
애초 난제로 여겨졌던 1, 2단 분리나 페어링 분리는 성공적으로 수행했으나, 3단 엔진 연소가 예정보다 일찍 종료되면서 탑재된 위성모사체가 궤도에 안착하는 데 필요한 초속 7.5㎞의 속도를 얻지 못하고 추락했다.
마지막 단계에서 안타깝게 실패한 것이다.
설계 오류로 추진제로 쓰이는 산화제를 담은 탱크에 균열이 생겨 산화제가 누출된 것이 문제였다.
누리호 1차 발사는 산화제 누설로 계획보다 일찍 3단 엔진의 연소가 종료돼 궤도
진입에 실패했다. (출처: 한국항공우주연구원)
◇누리호 2차 발사, 숨 가빴던 일주일
누리호 2차 발사는 1차 발사의 실수를 철저히 되짚어보며 만반의 준비를 거쳤다.
1차 발사 때 1, 2단 및 페어링 분리 등 기술적 난제를 무리 없이 수행했고 설계 오류도 보완했기에 2차 발사에 대한 기대감은 높았다.
그러나 로켓 발사에서 예측 못 한 기술적 문제는 언제든 생길 수 있고, 날씨 등 외부 여건도 도와줘야 해서 안심할 수는 없는 상황이었다.
실제로 2차 발사는 두 번 연기되며 모두의 마음을 졸였다.
누리호는 발사 하루 전인 6월 14일 발사장으로 미리 이송해 일으켜 세운 후, 연료를 주입하고 전원을 공급하는 설비를 설치하고 각종 점검을 시행할 계획이었다.
하지만 당일 현지에 강한 바람이 불면서 작업 안전을 위해 이송과 발사를 하루씩 늦췄다. 풍속은 안전 발사를 위한 기준인 초속 15m에는 미치지 못했다.
하지만 47m 높이의 발사체에서 작업을 해야 하고 이 정도 높이에선 지표보다 바람이 거세게 분다는 점을 고려했다.
이튿날 이송은 무사히 이뤄졌다. 그러나 기립 후 점검 과정에서 다른 문제가 생겼다.
산화제 탱크에 설치되어 산화제 수위를 측정하는 센서에 오류가 감지된 것이다.
산화제 양을 제대로 측정하지 못하면 발사체의 속도나 운행 시간을 예측할 수 없다.
결국 누리호를 다시 눕혀 밤늦게 조립동으로 돌려보내 전면적인 점검을 해야 했다.
발사 일정도 불투명해졌다.
최악의 경우, 누리호의 1단과 2단을 분리해 센서를 교체하고 재조립해야 할 판이었다.
한국항공우주연구원 등 연구진은 서둘러 점검하고, 해결책을 고민했다.
센서 내부 전기 코어부가 문제임을 확인했고 단 분리를 하지 않고도 사람이 발사체로 들어가 문제 부품만 교체하는 데 성공했다.
결국 이틀 만에 6월 21일로 새 발사 일정을 잡을 수 있었다.
이때는 장마가 다가오고 기상 변동성이 큰 시기라 우려도 컸다.
그러나 언제 그랬냐는 듯 쾌청한 날씨를 보였고, 누리호 2차 발사는 깔끔하게 성공했다.
3단 위성이 의도한 궤도에 정확히 들어섰고 성능검증위성도 무사히 궤도에 올려놓았다.
성능검증위성의 마지막 임무는 국내 대학에서 개발한 큐브위성을 분리하는 것이다.
이 큐브위성들은 지난 2019년 큐브위성 경연대회에서 선정된 조선대, 카이스트, 서울대, 연세대의 4개 대학팀이 직접 제작하고 개발한 꼬마 위성이다.
지난 6월 29일 조선대팀의 큐브위성이 처음으로 분리에 성공, 일부 교신에 성공한 상태다.
각 큐브위성은 지구 대기 관측, GPS 데이터 수집, 미세먼지 모니터링 등 임무를 수행할 예정이다.
누리호 2차 발사에는 1차와 달리 성능검증위성이 탑재됐다. 현재 성능검증위성은
지구 궤도를 돌며 큐브위성을 분리하는 임무를 진행하고 있다. (출처: 한국항공우주연구원)
◇민간 기업 뛸 우주 독립 시대 열다
누리호 발사 성공으로 우리나라는 독자적으로 우주 활동을 할 수 있는 기반을 닦았다.
지금까지 위성을 쏘기 위해서는 다른 나라의 발사체에 의존해야 했다.
발사국 사정에 따라 일정이 변경돼 원하는 시점에 쏘지 못하는 등 문제가 있었다.
발사체 기술이 없으면 계속 확대되고 있는 민간 중심 우주 산업, 이른바 '뉴 스페이스' 참여에도 한계가 있다.
우리나라는 아직 3t 이상 대형 위성이나 우주선을 우주에 내보내는 기술은 확보하지 못했다.
스페이스X 같은 로켓 재활용 기술도 개발해야 한다. 세계 7대 우주 강국이 되었지만, 아직은 6위와 거리가 먼 7위인 것이 현실이다.
하지만 우리가 원할 때 우리가 필요한 것을 스스로 우주로 올릴 수단을 확보한 것은 마치 0과 1처럼 작지만, 근본적인 차이를 만들어낸다.
또 누리호 개발에는 국내 300여개 기업이 참여했다.
누리호의 심장인 75톤급 액체 엔진은 한화에어로스페이스, 터보펌프는 에스엔에이치, 탱크는 이노컴, 전체 체계 완성은 한국항공우주산업(KAI), 발사대 개발은 현대중공업이 담당하는 등 모든 기술, 모든 부품에 우리 기업과 연구진의 땀이 뱄다.
누리호 개발에는 국내 300여개 기업이 참여했다. (출처: 한국항공우주연구원)
이렇게 쌓인 기술과 경험은 앞으로 우리나라가 위성 발사 대행 등 민간 우주 산업에서 입지를 만들고, 달 탐사 등 도전적 우주 개척에 나서는 기반이 될 것이다.
국제 우주 외교 무대에서도 목소리를 높여 우주 시대의 새 판을 짜는 데 참여할 수 있을 것으로 기대된다.
글: 한세희 과학칼럼니스트
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<성능검증위성으로부터 분리된 직후 서울대 팀 큐브위성 SNUGLITE-Ⅱ 모습.
사진=과학기술정보통신부>
누리호 최종 성적은...5일 마지막 큐브위성 분리 시험대
한국형발사체 누리호 최종 성적이 5일 마지막 큐브위성 사출을 통해 판가름 난다.
누리호를 통해 목표 궤도에 오른 성능검증위성이 큐브위성 모두를 무사히 사출함으로써 발사체 투입 성능이 완벽하게 검증될 수 있을지 주목된다.
과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 4일 서울대팀 큐브위성 SNUGLITE-Ⅱ(서울대)와 양방향 교신에 성공했다고 밝혔다. SNUGLITE-Ⅱ는 현재 궤도 700㎞ 내 성능검증위성으로부터 분리된 세 번째 큐브위성으로 지난 3일 오후 4시 24분경 성공적으로 분리를 마쳤다.
이번 양방향 교신을 통해 서울대 지상국은 안테나 전개 명령을 큐브위성에 송신했으며 위성이 이에 반응해 안테나 전개부가 전개되고 상태정보 수신이 완료됐다. 양방향 교신 이후 총 9번의 상태정보를 수신한 결과 전원, 각속도, 자체 개발 우주용 GPS 수신기 등이 정상 범위로 확인됐다.
<성능검증위성에서 분리된 직후의 RANDEV(KAIST·왼쪽)와 STEP Cube Lab-Ⅱ
(조선대) 모습. 사진=과학기술정보통신부>
큐브위성 양방향 교신 성공은 앞서 지난 1일 사출된 한국과학기술원(KAIST) 팀의 큐브위성 RANDEV에 이어 두 번째다. 큐브위성이 양방향 교신에 성공했다는 것은 우주 궤도에서 지상으로부터 명령을 받고 예정된 임무를 수행할 수 있는 준비를 마쳤다는 의미다.
이로써 큐브위성 정상 사출 임무를 부여받은 성능검증위성은 5일 마지막 큐브위성 분리까지 완료하면 임무 달성 8부 능선을 넘어서게 된다.
마지막 큐브위성인 연세대 팀 MIMAN까지 분리를 마치고 정상 궤도를 유지한다면 우주기술 탑재체 검증 시험을 무사히 마칠 수 있다.
이처럼 우주 궤도 내 위성으로부터 하위 위성이 추가로 분리되는 방식은 세계 최초 도전으로, 앞으로 여러 대의 위성을 원하는 궤도나 시간에 투입할 수 있는 기술을 확보할 수 있을 전망이다.
그뿐만 아니라 민간 초소형 위성 시대 전성기를 여는 신호탄으로도 작용한다.
특히 누리호에서 성능검증위성과 큐브위성이 분리될 당시 모두 안정적인 상태였음을 뜻하는 것으로 이를 통해 발사체 투입 성능 또한 검증, 사실상 누리호의 최종 성적표를 확인하는 기준이 된다.
이인희기자 leeih@etnews.com
우주로 날아오른 누리호, 다음은 달이다
①우주로 날아오른 누리호, 다음은 달이다 ② 모두가 탐내는 달, 그 이유는? ③ 달나라 여행, 언제쯤 갈 수 있나
순수 국내 기술로 제작한 한국형 발사체 누리호가 지난 6월 21일 2번째 시도 만에 우주로 날아오르면서 한국 우주 산업의 새로운 전기가 마련됐다.
정부의 다음 목표는 달이다.
누리호 2차 발사 성공을 발판으로 오는 2031년 달 착륙까지 이뤄내겠다는 포부다.
미국, 러시아 등 우주 강국들과의 경쟁이 만만치 않은 만큼 충분한 예산 지원과 인력 확보가 시급하다.
정부, 탈 탐사 정조준...8월 쏘는 다누리가 '첫 단추'
정부와 한국항공우주연구원은 앞으로 달 착륙까지 이뤄내겠다는 목표다. 사진은
한국 달 탐사선 '다누리호'. /사진제공=항공우주연구원
과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 우주 강국으로 도약하기 위한 청사진을 차근차근 실행에 옮기고 있다.
2027년까지 누리호를 총 4차례 쏘아 올려 발사체 고도화 사업을 추진한다.
발사체 기술을 민간으로 옮겨 미국 기업 '스페이스X'처럼 민간이 우주 개발을 주도하는 '뉴 스페이스 시대'를 열겠다는 계획도 마련했다.
2023년부터 2031년까지 차세대 발사체 개발 사업도 추진된다.
예정대로라면 2030년 첫 발사 후 이듬해 한국형 달 착륙선이 출발한다.
예산은 내년부터 2031년까지 총 1조9330억원이 투입된다.
예비타당성 조사도 지난달 본격적으로 착수했다.
달 탐사 계획도 연내 시작된다.
한국형 달 탐사선 '다누리'가 오는 8월 미국 플로리다 케이프커네버럴 우주기지에서 발사될 예정이다.
발사체로는 스페이스X의 팔콘9가 사용된다. 다누리는 올해 말 달 상공 100㎞ 궤도에 진입해 1년 동안 달 표면을 촬영하고 달 착륙선이 자리 잡을 후보지를 물색하는 등의 임무를 수행한다.
국내 최초로 지구 밖 탐사에 나서는 다누리가 성공적으로 발사되면 한국은 러시아, 미국, 중국, 일본, 유럽연합(EU), 인도 등에 이어 7번째 달 탐사국이 된다.
다누리는 미국 항공우주국(NASA·나사)의 섀도캠도 싣고 간다.
섀도캠은 얼음이 있을 것으로 추정되는 달의 극 지역 데이터를 촬영하고 이 데이터는 아르테미스 프로젝트에 쓰인다.
아르테미스는 나사 주도로 2025년 달에 유인 우주선을 보내고 2028년 달 유인기지를 구축하는 작업이다.
나사는 달 남극지역을 유인기지 후보지로 고려하고 있는데 이곳엔 얼음이 있을 것으로 추정된다.
다누리가 이 확인 작업을 함께하는 셈이다.
한국은 지난해 5월 10번째로 아르테미스 프로젝트에 참여했다.
심우주 탐사 전초기지 '달'... 성패는 우수 인력 확보에 달려
정부가 한국형 달 탐사사업을 추진하겠다고 밝혔지만 성공을 위해선 충분한 예산
지원이 요구된다. 사진은 8월 발사를 앞둔 달 탐사선 다누리가 지난 6월 4일 발사장
이송 전 최종 점검 작업을 수행 중인 모습. /사진제공=한국항공우주연구원
한국형 달 탐사사업은 한국이 국제사회에서 우주개발 파트너로 인정받을 수 있다는 데 의의가 있다.
미국, 유럽, 러시아 등 우주 강대국과 기술 격차를 줄일 수 있는 중요한 분수령이다.
지금보다 기술 차이가 더 벌어지면 국제협력 기회마저도 상실될 수 있고 세계 우주탐사 무대에서 완전히 배제될 수 있다.
달 탐사는 단순히 미지의 세계에 대한 과학적 발견에 그치지 않는다. 향후 심우주(달 밖에 우주) 탐사를 위한 전초 역할이 될 수 있다.
지구와의 거리가 가까운 달의 중력은 지구의 6분의 1에 불과한데, 이 같은 환경을 이용하면 소량의 연료로 발사체를 다른 행성으로 보낼 수 있다.
달 탐사·착륙에 성공한다면 국가 브랜드 역시 크게 올라가고 인공위성 기술의 고도화에 따른 수출시장 확대와 우주발사체 시장 진출 등 중장기적인 이점이 분명하다.
윤석열 대통령은 '세계 7대 우주강국 도약'을 국정과제로 제시하면서 한국형 항공우주국인 '항공우주청'을 경남 사천에 세울 계획을 밝혔다.
항공우주청은 국방부, 과기정통부, 항공우주연구원 등 각 부처에 흩어진 우주 정책 업무를 총괄하는 전담기구다.
이를 통해 달 탐사선 발사, 달 착륙선 개발 등 국제적인 협력이 필요한 국내외 우주 개척 활동이 한층 수월해질 전망이다.
민간 기업의 우주 산업 참여 기회를 넓히기 위한 우주개발진흥법 개정안도 지난 6월 7일 국무회의에서 통과됐다.
해당 법안에는 우주개발 기반 시설 확충과 개방 확대, 우주개발 사업에 계약 방식 도입, 우주 신기술 지정 및 기술이전 촉진 등의 내용이 담겼다.
하지만 우주산업 종사자들에 대한 열악한 처우 문제가 수면 위로 드러나면서 우려의 목소리가 나온다. 한국항공우주연구원(항우연) 노동조합은 지난 6월 27일 성명서를 내고 "다른 공공연구기관과 비교해도 한참 낮은 임금 수준과 공장 노동자들도 보장받는 시간외수당도 제대로 받지 못한다"면서 "폐쇄적인 조직문화에 숨이 막힌다"고 밝혔다.
노조는 앞으로 현장 연구자들과 연대해 관련 요구를 관철 시키기 위해 할 수 있는 모든 행동을 할 것이라고 강조했다.
항공우주업계는 차세대 발사체 개발 사업이 성공하려면 결국 예산 지원과 꾸준한 인력 육성이 관건이라고 입을 모은다.
과거 항우연 원장으로 재직했던 A씨는 "현재 일하는 세대가 3040대가 주류"라면서 "애국심만 강요하지 말고 성과에 따른 합당한 지원책이 마련돼야 할 것"이라고 말했다.
이어 "석·박사 등 우수 인력이 설 자리가 있어야 한다"면서 "정부의 예산 지원이 시급하다"고 강조했다.
2년여 뒤 1969년 7월 20일 미국의 우주비행사 닐 암스트롱이 아폴로 11호를 타고 인류 최초로 달에 착륙하는데 성공했다.
달에 내린 닐 암스트롱과 에드윈 올드린은 관측기를 설치하고 달의 돌과 모래를 채취해 지구로 귀환했다. 이후 지금까지 총 12명의 우주인이 달 표면을 밟았다.
그 동안 약 380㎏의 월석을 갖고 지구로 돌아왔다.
현재까지 달 궤도에 우주선을 진입시킨 국가는 미국, 러시아, 중국, 유럽연합(EU), 일본, 인도 등 6곳이다. 달 착륙에 성공한 국가는 미국과 러시아 중국 3개국뿐이다.
민간 주도 우주개발 시대인 '뉴 스페이스' 시대인 현재는 민간 기업들도 앞다퉈 우주 개발 및 탐사에 나서고 있다. 미국 스페이스X와 블루 오리진, 영국 버진 갤럭틱 등 대표적인 글로벌 민간 우주 기업들은 재사용 로켓(우주발사체) 개발, 우주여행, 위성 초고속 인터넷 구축에 앞장서고 있다.
스페이스X는 2050년까지 화성에 8만명이 거주할 수 있는 도시를 건설하겠다는 계획을 발표하기도 했다. 블루 오리진은 달에 지구에 있는 중공업 인프라를 옮겨 우주 산업 인프라를 구축하는 것이 목표다.
최근 안전하게 우주여행을 할 수 있는 방법이 모색되고 발사체 재활용 사례도 늘면서 우주 관광이 현실화 되고 있다.
우주여행이 가능해진 것은 천문학적인 비용이 들던 발사체를 재활용하면서다. 글로벌 민간 우주 기업들은 민간인 대상의 '우주 관광' 사업에 적극적으로 나서고 있다.
미국의 민간 우주 탐사기업 블루 오리진은 지난 6월 4일(현지 시각) 다섯 번째로 유인 우주여행에 성공했다. 블루 오리진의 우주선 뉴 셰퍼드는 이날 텍사스주 밴 혼에서 발사돼 승객 6명을 태우고 약 10분간 우주에서 비행한 뒤 지구로 귀환했다.
탑승객들은 지구와 우주의 경계로 불리는 고도 100㎞에 위치한 '카르만 라인'을 넘었고 몇 분간 무중력 상태를 경험했다. 일론 머스크의 스페이스X도 지난해 9월 민간인들로만 구성된 우주여행에 성공했다.
스페이스X는 인류 사상 처음으로 '탑승자 전원 민간인'인 비행체를 우주로 쏘아 올렸다.
이들은 사흘간 우주 공간에서 머물며 일상을 보내고 돌아왔는데, 진정한 '우주 관광'으로 평가된다. 본격적인 우주 시대가 도래하면서 산업적 가능성과 기대도 커진다. 지금은 천문학적인 비용이 필요하고 성공확률도 낮다고 보지만 다양한 분야와 접목하면 부가가치를 높일 수 있는 분야로 전망된다.
우주관광을 비롯해 항공 모빌리티, 광물개발, 우주 쓰레기 처리 등과 관련된 분야에서 새로운 사업 기회 찾을 수 있다고 본다.
미국 투자은행 모건스탠리는 글로벌 우주 산업의 규모가 2018년 3500억 달러(약 420조원)에서 2040년까지 1조1000억 달러(약 1320조원)로 커질 것으로 전망한다.
우주 개발로 기대되는 산업 중 대표적으로 꼽히는 것이 우주여행이다.
특히 '달 관광 (Moon Tourism)'이 주목받고 있다. 일부 우주 관광기업들은 달 주변을 도는 관광 상품 개발에 착수한 것으로 알려진다.
달 관광 사업의 최대 걸림돌은 비용인데, 대략 수 십~수 백억 원에 달할 것으로 예상된다.
