나로호 발사 일정이 확정되면서 세 번째 도전의 성공 여부에 관심이 쏠렸다. 관건은 1·2차 때 실패 주원인이었던 발사체다. 위성에 탑재하는 `나로 과학위성`도 중요하지만 발사와 직접 연관이 있는 발사체가 제일 중요하다는 것이다. 지난 2009년과 2010년에 이뤄진 1·2차 발사 실패 원인이었던 발사체가 3차에서 잘 작동할 수 있는지가 성공을 좌우한다.
1차 발사 실패는 페어링 분리가 되지 않았기 때문이다. 나로호가 음속을 돌파한 상태서 상단부 페어링이 두 쪽 가운데 한 쪽만 분리됐다. 고도 306㎞ 지점에서 위성체와 분리돼야 했지만 340㎞ 지점에서 분리돼 목표 궤도에 진입하지 못했다. 위성 무게의 4배나 되는 한 쪽 페어링이 그대로 남아 충분한 상승 속도를 내지 못한 것으로 분석됐다. 2차 발사는 발사 후 137초 만에 폭발했다. 실패 원인을 찾기 위해 우리나라와 러시아가 치열한 논쟁을 벌였지만 결론을 도출하지는 못했다.
한국항공우주연구원과 러시아 흐루니체프사가 공동으로 개발한 나로호 발사체는 예산 5000억원이 투입됐다. 나로호를 상공 164㎞까지 올려 보내는 하단부(1단)와 상단부(2단)로 구성됐다. 하단부 개발은 러시아가 맡았다. 1단은 전방 동체부, 1단 탑재체부, 산화제 탱크부, 엔진을 포함한 연료 탱크부, 공력핀을 포함한 후반 동체부 등 5개 부분으로 구성됐다. 170톤급 추진력으로 나로호를 쏘아올린다.
공기 저항이 심한 지구 상공 40~70㎞까지는 강한 추진력이 필요하다. 액체 로켓을 이용한다. 주 연료는 등유를 이용하며 산화를 위해서 액체 산소를 공급한다. 액체상태 연료와 산화제를 연소실로 각각 분사해 혼합시켜 연소하는 방식이다. 2단에 비해 구조가 복잡하고 소요 구성 부품이 많은 것이 특징이다.
발사체 상단부는 우리나라가 직접 개발했다. 2단 탑재체부, 킥모터부, 페이로드 페어링, 탑재 어댑터, 위성 등 5개 부분으로 이뤄졌다. 7톤급 추진력이 있다. 2단 발사체는 순수 우리나라 기술로 개발한 첫 발사체란 점에서 의미 있다. 연료와 산화제가 혼합된 고체 형태의 추진제를 사용한다. 대형 발사체의 보조 추력 장치로 이용된다.
나로호는 발사 15분 전까지 추진체 충전과 탑재 시스템을 점검한다. 15분 전부터 자동 카운트다운에 돌입한다. 이륙 후 음속을 돌파하면 페어링이 분리되고 1단 엔진은 정지된다. 1단 로켓이 분리된 후 관성을 이용해 지구 상공 300㎞까지 올라간다. 여기서 2단 로켓 점화가 시작돼 위성체를 타원 궤도에 올린다.
권동준기자 djkwon@etnews.com
