밸브 제어용 헬륨 충전량 부족했을 땐 고압탱크 압력 저하 가능성 배제 못해

나로호 발사가 중단된 원인을 구체적으로 알기 위해선 발사 당시의 과정을 되짚어볼 필요가 있다.

●발표와 달리 조립동으로 재입고

발사 15분 전 나로호는 자동 카운트다운에 돌입했다. 자동발사시스템이 작동된 이후 나로호의 운명은 사람의 손을 떠나 컴퓨터시스템에 맡겨진 상태였다. 시스템은 각종 밸브의 움직임과 센서의 상태를 측정하며 이상 신호가 감지되면 즉시 진행이 멈추게 프로그램 돼 있었다.

나로호 발사 7분59초 전 연료 공급 경로상의 밸브가 작동됐다. 그런데 그 밸브를 작동시키는 헬륨 고압탱크의 압력이 정상치보다 낮아졌고 3초 만인 7분56초 전에 자동발사시스템이 멈췄다. 발사가 중단되자 나로호는 연료와 산화제를 즉시 배출했다.

한·러 기술진들은 실제 헬륨 고압탱크 압력이 떨어진 것이 아니라 이를 측정하는 센서가 인식을 잘못했다고 결론내렸다. 하지만 20일 오후 나로호는 당초 “5~6일 동안 발사대에 거치된 채 현재 상태를 유지할 것”이라는 발표내용과 달리 종합조립동으로 재입고됐다. 이로 미루어 실제 나로호 고압탱크의 압력이 저하됐을 가능성도 배제할 수 없다.

채연석 전 한국항공우주연구원 원장은 “밸브 제어용 헬륨 충전량이 적었거나 샜을 수도 있다.”고 분석했다. 채 박사는 “액체 로켓에서 밸브를 작동하고 추진연료를 펌프로 밀어주는 역할을 고압가스인 헬륨으로 하는데 헬륨의 충전량이 적으면 1단 엔진연소로 로켓이 비행하는 시간인 229초를 다 채우지 못한다.”고 말했다. 그는 “발사 7분56초 전 자동발사시스템이 헬륨이 샜거나 충전이 부족해 실제 압력이 떨어져 있는 것을 감지해 발사중단시켰을 수도 있다.”고 덧붙였다.

●“충분한 시간갖고 문제점 보완”

채 박사는 “문제가 제대로 해결되지 않으면 앞으로도 카운트다운 이후 똑같은 문제가 발생할 수도 있다.”면서 “문제를 완벽하게 해결한 뒤 발사를 진행해야 한다.”고 조언했다.

이창진 한국연구재단 국책연구본부 우주단장은 “자동발사시스템이 멈춘 것은 나로호 헬륨 고압탱크에서 실제 작동한 압력의 오차 한계가 프로그램에서 벗어나 마진이 생긴 것”이라면서 “소프트웨어의 오류가 바이러스로 인해 에러가 난 것은 아니다.”고 분석했다.

이 단장은 “처음 해보는 것이기 때문에 놓칠 수 있는 부분”이라면서 “이 기회에 충분한 시간을 갖고 문제점을 완벽하게 분석해 앞으로는 양치기 소년이라고 불리는 일이 없도록 해야 한다.”고 덧붙였다.

장영근 한국항공대 항공우주 및 기계공학부 교수는 소프트웨어의 문제가 맞을 것이라고 분석했다. 장 교수는 “1단 엔진에 밸브가 수십개 있는데 이를 작동시키는 대기압의 400배에 달하는 고압 헬륨탱크에 장착된 센서에 문제가 생겼을 것”이라고 말했다.

현재로선 나로호가 발사예비일인 26일 이전에 다시 발사될지, 아니면 9월로 넘어가게 될지 여부가 최대 관심사다.

한·러 기술진의 분석대로 소프트웨어상의 문제를 3일 이내에 해결한다면 26일 전 발사가 가능하다. 연료와 산화제 배출 후 탱크를 건조하는 데 72시간(3일)이 걸리기 때문에 이 또한 제약이 되지 않는다. 항공·해상 관련 국제기구에 나로호 발사일을 재통보해야 하는 수고도 덜 수 있다.

●문제해결에 3일 넘기면 9월로

그러나 문제 해결에 3일을 넘긴다면 최종점검과 예행연습일까지 고려해 발사일은 발사예비일인 26일을 넘어서게 된다. 또 국제기구에 재통보를 해야 하는데 통보가 완료되는 데만 최소 8일이 걸린다. 만에 하나 실제 나로호 고압탱크의 압력이 저하된 것으로 밝혀지거나 추가적인 하드웨어상의 문제가 발생한다면 나로호는 입고된 종합조립동에서 1, 2단까지 재분해될 것으로 보여 총조립 후 발사까지 걸리는 10일이라는 시간이 더 필요하게 된다. 이 경우 나로 발사일은 9월 이후로 넘어간다.

고흥 이영준기자 apple@seoul.co.kr