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우리 땅에서 우리가 만든 인공위성을 우주공간에 올려놓을 첫번째 로켓인 한국형 소형위성발사체(KSLV-1)가 처음으로 모습을 드러냈다.
또 우리나라 우주개발의 도약대가 될 전남 고흥군 봉래면 외나로도의 나로우주센터도 내년 2분기로 예정된 KSLV-1과 과학기술위성 2호 발사일정에 맞춰 마무리 공사가 한창이다.
나로우주센터가 완공되고 KSLV-1와 과학기술위성 2호의 발사가 성공하면 우리나라는 세계에서 13번째로 우주센터를 보유하고 9번째로 인공위성을 자력으로 발사하는 국가가 된다.
◇ KSLV-1 상·하단부 결합 시작=한국항공우주연구원은 지난 16일 나로우주센터에서 KSLV-1의 1단부와 상단부(2단로켓 및 위성탑재부) 결합작업을 개시하면서 이를 처음으로 공개했다.
KSLV-1은 국내 연구진이 독자 개발 중인 상단부와 러시아와 공동 개발 중인 1단부로 나뉘며 전체길이가 33ｍ,지름 2.9ｍ,총중량은 140t에 이른다.
인공위성을 우주공간에 진입시키는 데 필요한 힘 대부분을 제공하는 1단부는 1단 엔진과 노즐,연료탱크,산화제 탱크 등으로 구성되며 길이는 25.8ｍ다.이 로켓은 액체연료 130t을 사용해 170t의 추진력으로 우주를 향해 치솟게 된다.
또 인공위성이 실리는 부분인 상단부는 2단 로켓과 위성탑재공간,탑재체를 보호하는 노즈페어링 등으로 구성되며 길이는 7.7ｍ다.
이날 나로우주센터 발사체 조립건물(Assembly Complex)에서 공개된 KSLV-1은 지상시험을 위한 지상검증용 기체(Ground Test Vehicle)지만 크기와 무게,각종 전자장비 등 모든 것이 내년 2분기에 발사될 실제 발사모델 똑같이 제작된 것이다.
러시아에서 제작된 KSLV-1의 1단 로켓은 7월 말 항공편으로 김해공항에 도착,초대형 무진동차량과 화물운반선을 이용해 부산항을 거쳐 8월초 나로우주센터로 옮겨졌다.
현재 나로우주센터에서는 120명의 연구진이 러시아 후으니체프사 등에서 파견된 러시아 기술자 35명과 함께 KSLV-1 1단과 상단부의 전기적,기계적 융합시험과 통신,연료주입 테스트,지상시설과의 연결 상태 등을 점검하고 있다.
항우연이 자체 개발한 상단부는 고체연료를 사용하는 2단 킥모터와 관성항법유도시스템,전자탑재시스템,제어시스템,비행안전시스템,노즈페어링 등 국내 기술로 개발된 핵심 구성품들로 제작됐다.
항우연은 지난 4월 상단부 개발을 마치고 로켓 보호 덮개(노즈 페어링)의 정상 개폐 여부와 위성을 임무 궤도에 올려놓기 위한 2단 킥모터 점화시험을 마쳤다.모두 10기가 제작된 2단 로켓 중 6기는 시험용으로 사용됐고 현재 3기가 항우연에서 발사를 기다리고 있다.
항우연 조광래 우주발사체사업단장은 “지상검증용 기체에는 인공위성까지 탑재돼 있고 시험용 연료가 주입된다는 점만 제외하면 실제 기체와 똑같다.”며 “이 기체를 이용해 발사 직전까지의 성능실험을 반복 수행한다.”고 말했다.
실제로 발사될 기체의 1단 로켓은 연말께 우주센터가 완공되고 지상검증용 기체를 이용한 모든 시험이 완료되면 내년 1월께 러시아에서 들어올 예정이다.
◇ ‘우주강국 도약대’ 꿈꾸는 나로우주센터=내년 2분기에 처음으로 우리 인공위성을 우주로 쏘아올릴 나로우주센터도 완공을 향해 마무리 작업이 한창이다.
2000년 12월 착공해 510만㎡의 부지 위에 건립된 나로우주센터에는 지금까지 3천125억원의 사업비가 투입됐고 현재 우주센터 핵심시설인 발사대 시스템 건설까지 모두 마친 상태다.
나로우주센터는 로켓 발사대,발사 통제시설,로켓과 위성 조립시설,추진기관 시험시설 등 발사 관련 시설은 물론 우주체험과 홍보를 위한 우주교육홍보관도 갖춰 우리나라의 우주개발사업을 한눈에 보여준다.
해발 110m에 건설된 발사대에는 발사 직전 로켓을 수직으로 세우는 30ｍ 높이의 거치대가 솟아있고 지하에는 무인 발사관제설비가 들어서 있다.발사대 주변에는 초소 70m의 강풍도 견딜 수 있는 75m 높이의 고성능 낙뢰방지탑 3개가 세워졌다.
항우연은 현재 발사대에 대한 ‘독립성능시험’을 진행 중이며 이 과정을 마치면 전체 로켓 발사 과정에서 발사시스템이 정상적으로 작동하는지 확인하는 ‘인증시험’을 다시 거치게 된다.
연말께 작업이 모두 끝나면 우리나라는 세계 13번째 우주센터 보유국가가 된다.현재 전 세계에는 미국 10개,중국과 일본 2~3개 등 12개국에 26개의 우주센터가 있다.
◇ 내년 2분기 KSLV-1 발사=KSLV-1과 과학기술위성 2호는 내년 2분기에 ‘우주강국의 꿈’을 싣고 우주로 향할 예정이다.
항우연 민경주 나로우주센터장은 “러시아와의 기술보호조약 발효 지연과 중국 쓰촨성 지진으로 인한 부품공급 지연 등으로 발사가 원래 계획보다 늦어졌지만 성공을 위한 준비는 차근차근 이뤄지고 있다.”며 “내년 2분기에는 우리가 인공위성 자력발사 국가로 우뚝 설 것으로 확신한다.”고 말했다.
수많은 과학자가 10여 년간 피땀 흘려 준비해온 KSLV-1과 과학기술위성 2호의 발사 성공 여부는 발사 후 10여 분만에 판가름 나게 된다.
과학기술위성 2호를 실은 KSLV-1가 발사 거치대에 수직으로 세워지고 액체연료와 액체산소가 주입되면 발사책임자는 2㎞가량 떨어진 발사관제센터에서 발사스위치를 누르게 된다.
KSLV-1은 발사 후 25초 간 수직으로 치솟고 나서 정남쪽 방향에서 10도 정도 동쪽으로 방향을 틀어 일본 오키나와 상공을 향한다.오키나와 상공에 진입할 때는 고도가 100㎞를 훨씬 넘기 때문에 일본 영공을 벗어난 상태가 된다.
발사 후 225초 후에는 과학기술위성 2호를 보호하고 있던 노즈페어링이 분리돼 바다로 떨어지고 238초에는 연료를 모두 소진한 1단 로켓이 분리돼 바다로 추락한다.
발사 395초 후에는 상단부의 2단엔진이 점화되면서 고도를 더욱 높이게 되며 540초가 지나면 위성이 2단 엔진에서 분리돼 306㎞의 궤도에 진입하고 상단부는 호주 부근에 추락하게 된다.
100㎏급 인공위성인 과학기술위성 2호는 발사 40여분이 지나면 남극을 지나 지구 반대편에서 앞으로임무를 수행할 지구 저궤도(고도 300~1500㎞)에 진입하게 된다.
광주과학기술원(GIST)이 주탑재체를 개발하고 KAIST 인공위성센터가 위성본체와 지상국,부탑재체를 개발한 과학기술위성 2호는 궤도 진입 후 마이크로파 라디오미터를 이용한 대기 및 지구복사에너지 측정,위성탑재 레이저반사경을 통한 위성궤도 정밀 측정 등의 임무를 2년 동안 수행하게 된다.
KSLV-1의 발사에 성공하면 우리나라는 러시아와,미국,프랑스,일본,중국,영국,인도,이스라엘 등에 이어 인공위성 자력발사에 성공한 9번째 나라가 된다.
발사체에서 발사시스템까지 무에서 유를 창조하고 있는 항우연 관계자들은 KSLV-1 발사를 반드시 성공시킨다는 각오지만 세계 각국의 우주개발 역사는 첫 발사 성공이 쉽지만은 않다는 것을 보여준다.
지금까지 인공위성 자력발사에 성공한 8개국 가운데 최초 발사에서 성공을 거둔 나라는 이스라엘과 프랑스,옛 소련 등 3개국으로 성공률이 50%에도 못미친다.
민경주 나로우주센터장은 “많은 연구자가 실패의 요인을 최소화하기 위해 끝까지 노력할 것”이라며 “첫 발사를 반드시 성공시키고 이를 토대로 2017년 1.5t급 저궤도 실용위성을 한국형 발사체 KSLV-2로 발사할 수 있도록 할 것”이라고 말했다.
연합뉴스