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엔진 연소 40~50초 부족… 마지막 단계 ‘위성 궤도 안착’실패

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입력 :ㅣ 수정 : 2021-10-22 03:26 과학 섹션 목록 확대 축소 인쇄

기술은 성공, 임무는 실패… 긴박했던 그 순간

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“아, 성공이 바로 코앞이었는데….”

21일 오후 5시 전남 고흥군 봉래면 나로우주센터에서 우리 순수 기술로 개발한 한국형 발사체 ‘누리호’가 육중한 몸체를 과시하며 힘차게 솟아올랐다.

누리호 발사관리위원회는 이날 오전 10시 30분에 애초 계획대로 오후 4시 발사를 결정했지만, 오후에 열린 발사관리위원회에서는 발사대 하부 밸브 시스템 점검에 시간이 걸리고 나로우주센터 상층 대기 바람 등의 이유로 최종 발사 시간을 오후 5시로 1시간 연기했다. 오후 3시 35분 연료탱크가, 4시 5분에는 산화제 충전이 완료되는 등 차근차근 발사 준비 과정이 진행됐다. 누리호 발사에 대한 총괄 지휘소인 발사지휘센터(MDC)를 책임지는 고정환 한국항공우주연구원 발사체연구본부장은 14분 전인 오후 4시 46분쯤 다시 발사 환경을 자세히 살피고 나서 발사 카운트다운을 시작했다. 나로호 발사 때 MDC를 책임졌고 누리호 개발에도 참여한 조광래 전 항우연 원장도 발사관제센터(LCC)에서 발사 순간을 초조하게 지켜보고 있었다. 발사 1분을 남겨 둔 시점부터 발사통제동에는 침 삼키는 소리조차 들리지 않을 정도의 긴장감이 감돌았다.

누리호는 5시 정각 발사 직후 거의 수직으로 상승하다가 킥턴(kick-turn)으로 방향을 남쪽으로 바꾼 뒤 속도를 높여 음속(마하1)을 돌파했다. 발사 127초가 지난 뒤 1단 로켓, 233초가 지나서 위성 덮개인 페어링을 분리했고, 274초 뒤에는 2단 로켓을 떨어뜨렸다. 발사 900초 뒤에는 3단에 탑재한 1.5t 위성 모사체를 고도 700㎞에 올렸다. 누리호는 모든 과정을 한 치의 오차 없이 끝내면서 임무를 완료했다.
발사 후 900초에 위성 모사체 분리가 확인되면서 MDC 연구자들의 얼굴에서도 긴장이 풀리는 모습이 보였다. 발사 시퀀스가 종료되고 20분 정도 지난 뒤 MDC 연구자들이 박수를 치는 모습이 포착되면서 누리호의 성공에 대한 기대감이 높아졌다. 그렇지만 비행 관련 데이터 분석이 늦어져 오후 5시 50분에 예정됐던 발사 결과 발표가 미뤄지고 MDC 연구원들이 다시 분주히 움직이면서 문제가 있는 것 아니냐는 분위기가 감지됐다. 결국 위성 모사체가 목표 궤도에 안착하지 못하고 추락한 것으로 확인됐다.

이상률 항우연 원장은 발사 후 브리핑에서 “이번 1차 발사에서 가장 우려했던 부분은 75t 엔진의 정상 작동이었는데 완벽하게 잘됐다. 1단 연소 종료와 분리, 페어링 분리, 2단 점화, 2단과 3단의 분리, 3단 점화 모두 예정된 대로 진행됐다”면서 “그렇지만 3단 엔진 연소가 조기 종료되면서 원하는 속도로 위성 모사체를 궤도에 올려놓지 못했다”고 밝혔다.

위성 모사체를 목표 궤도인 700㎞에 안착시키기 위해서는 초속 7.5㎞의 속도가 필요한데 실제로는 초속 6.7~6.8㎞밖에 내지 못해 궤도 안착에 실패한 것으로 알려졌다. 이 때문에 위성 모사체가 목표 궤도에서 계속 돌지 못하고 지구로 떨어졌다는 것이다. 위성 모사체는 호주 남쪽 태평양 공해상에 추락할 것으로 예측됐다.

고정환 본부장은 “수신된 데이터만으로는 3단 엔진 연소 시간이 40~50초 일찍 종료된 것이 엔진 자체나 연료 부족 때문은 아닌 것으로 보인다”며 “탱크 내부 압력 부족, 종료명령 오류 등이 원인이 됐을 수 있는 만큼 데이터를 정밀 분석해 봐야 알 수 있을 것”이라고 말했다.

조광래 전 원장은 “탑재체의 지구 저궤도 투입이라는 임무 차원에서는 실패라고 할 수 있겠지만 기술적 차원에서는 성공했다고 봐야 하는 만큼 절반의 성공보다는 90%의 성공이라고 봐줬으면 한다”고 말하기도 했다.



유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
2021-10-22 3면
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