누리호 3차 발사

2023년 5월 24일 한국형발사체 누리호 3차 발사

과학기술정보통신부는 누리호 3차 발사 예정일 및 시간을 2023년 5월 24일 오후 6시24분으로 결정했습니다. 6시 24분 전후로 30분간은 유동적입니다. 발사 장소는 전남 고흥에 있는 나로우주센터입니다.

발사관리위원회는 누리호 3차 발사를 위한 준비 상황과 위성 탑재 일정, 최종 시험 계획, 기상·우주환경 등 발사 조건 등을 면밀히 검토해 발사예정일을 정했으며, 기상 등에 의한 일정 변경 가능성을 고려해 발사 예비일은 2023년 5월 25~31일로 설정했습니다.

 

 

 

 

■ 누리호의 모습

 

누리호의 모습 (출처:한국한공우주원구원)

 

 

■ 우주발사체란?

 

우주발사체란 우주로 가는 유일한 운송수단입니다. 미국과 러시아는 1950년대부터 우주발사체 기술을 확보했습니다. 뒤이어 유럽, 일본, 중국, 인도 등도 우주발사체 기술을 확보해 인공위성과 우주탐사선 발사, 우주화물 수송 등 우주개발을 추진하고 있습니다. 그동안 국내 개발한 인공위성은 모두 해외 우주발사체를 이용해 발사됐습니다. 우주발사체 연구개발이 늦어 우주발사체를 보유하지 못했기 때문입니다.

우주발사체는 국가간 기술이전이 제한되어 있어 독자 기술로 우주발사체를 개발하는 데는 많은 시간과 개발비용이 필요하고 기술적 어려움이 많아 기술 확보 까지는 많은 시행착오가 요구됩니다.
최근에는 미국 민간 우주기업 스페이스 X사의 혁신적인 재사용발사체 등장으로 유럽, 일본 등도 저비용·고효율 발사체 개발을 추진하고 있습니다. 또한 세계 여러 스타트업 기업에서는 초소형위성 발사가 가능한 초소형 발사체를 개발하고 있습니다. 앞으로 우주개발국의 지속적인 증가, 소형위성 개발 증가로 전 세계 상업 우주발사체 시장은 갈수록 확대될 전망입니다.

 

■ 한국의 로켓개발 현황

 

한국의 로켓개발 현황 (출처:한국한공우주원구원)

■ 순수 국내 기술로 우주발사체 개발

한국항공우주연구원은 1단형 고체추진 과학로켓(KSR-Ⅰ, 1993년), 2단형 고체추진 중형과학로켓(KSR-Ⅱ,1998), 국내 최초의 액체추진 과학로켓(KSR-Ⅲ, 2002) 개발을 통해 로켓 설계 및 제작 능력을 길러왔습니다. 이어 우주발사체 개발 능력 확보를 위해 러시아와의 국제협력으로 1단 액체엔진과 2단 고체엔진으로 구성된 2단형 우주발사체 나로호(2013년 발사 성공) 개발을 통해 우주발사체 기술과 경험을 확보했다. 현재 이를 바탕으로 고도 약 600-800km의 태양동기궤도에 1.5톤급 실용위성을 발사할 수 있는 3단형의 한국형발사체(누리호)를 국내 기술로 개발했으며, 오는 2027년까지 누리호 반복발사를 통해 누리호의 신뢰성을 제고하고 발사체 기술의 민간이전을 추진할 계획입니다.

 

■ 한국형발사체 개발 계획

 

한국형발사체 개발 계획(출처:한국한공우주원구원)

 

■ 독자 기술로 우주발사체 개발

한국형발사체 누리호는 1.5톤급 실용위성을 지구 상공 600~800km 태양동기궤도에 직접 투입할 수 있는 3단형 발사체입니다. 사용되는 엔진은 75톤급 액체엔진과 7톤급 액체엔진으로 1단은 75톤급 엔진 4기를 클러스터링해서 구성하고, 2단에는 75톤급 엔진 1기, 3단에는 7톤급 엔진 1기가 사용됩니다.
한국형발사체 누리호는 설계, 제작, 시험 등 모든 과정이 국내 기술로 개발되었습니다. 누리호 개발 사업은 1단계에서 추진기관 시험설비 구축과 7톤급 액체엔진 연소시험, 2단계 목표인 75톤급 액체엔진 개발과 시험발사체 발사(2018)에 성공했습니다. 시험발사체는 75톤급 액체엔진의 비행성능을 확인하기 위해 75톤급 액체엔진 1기로 구성된 1단형 발사체로 우리나라는 시험발사체 발사 성공으로 세계 7번째로 75톤급 이상의 중대형 액체로켓엔진 기술을 확보하게 되었습니다. 그 후 75톤급 엔진 4기를 하나로 묶는 클러스터링 기술이 적용된 1단 종합연소시험을 수행했으며, 2021년 10월 21일 누리호 1차 비행시험이 진행되었습니다. 이후 2022년 6월 21일 2차 비행시험을 통해 누리호 발사에 성공하였으며, 2023년 5월 24일(예정) 2차 비행시험이 진행될 예정입니다.

 

 

 

 

■ 우주발사체 핵심 기술 확보

누리호는 설계부터 제작, 시험, 발사 운용까지 모든 과정을 우리 독자 힘으로 수행하는 첫 번째 프로젝트입니다. 누리호 개발의 핵심 중 하나는 추력 75톤급 액체엔진과 누리호 전체 부피의 70~80%를 차지하는 연료와 산화제를 담는 추진제 탱크 개발입니다.
75톤급의 중대형 액체엔진은 나로호 개발 당시 선행연구로 진행한 30톤급 액체 엔진 기술을 바탕으로 개발을 진행해, 연소불안정 현상의 기술적 한계를 극복하고 지상 연소시험과 시험발사체 발사를 통한 비행성능 시험을 거쳐 세계 7번째로 중대형 액체엔진 개발에 성공했습니다.

또한 지름이 3.5m에 달하지만, 가장 얇은 부분의 두께는 2~3mm 정도에 불과해 설계와 제작에서 많은 기술적 어려움이 있었던 대형 추진제 탱크를 국내 기술로 개발했습니다.
그리고 나로호 개발 당시 엔진 핵심 구성품에 대한 성능을 시험할 수 있는 시험설비가 없어 해외 시험설비에 의존했었지만 현재는 나로우주센터에 엔진 핵심 구성품, 엔진 시스템, 추진기관 시스템의 성능과 신뢰성을 검증할 수 있는 추진기관 시험설비 구축을 완료하였습니다.

 

■ 나로호 vs 누리호

 

나로호 다음으로 현재 독자 기술로 개발되고 있는 한국형 발사체가 누리호라고 보시면 됩니다.

• 나로호 : 국내 최초의 위성발사체, 한국과 러시아가 공동개발
• 누리호 : 국내 최초의 실용 위성급 위성발사체 개발, 국내 독자 개발

■ 나로호로 우주발사체 개발 시작

 

한국 우주개발의 산실인 나로우주센터가 있는 외나로도 지역의 이름을 따서 나로호라고 명명하였고, 한국 국민의 꿈과 희망을 담아 우주로 뻗어나가길 바라는 의미를 담고 있습니다.

나로호(KSLV-I)는 국가우주개발계획에 따라 추진된 우주발사체 개발 사업으로 국제협력을 통해 우주발사체를 독자 개발하기 위한 기술과 경험을 확보하는 것이 목표였습니다.
나로호는 2009년 1차 발사 실패, 2010년 2차 발사 실패 후 2013년 1월 30일 3차 발사에서 성공했습니다.

■ 나로호의 의미 : 한국형발사체 누리호 개발의 발판이 되었습니다!!

나로호 개발은 여러 가지로 중요한 의미를 지닙니다. 발사체 설계, 발사체 개발과 발사에 이르는 전 과정을 직접 경험함으로써 독자 발사체 개발의 디딤돌을 마련했다는 점에서 더욱 큰 의미가 있습니다. 나로호는 한국형발사체 독자개발에 필요한 경험을 확보하고, 기술 수준을 끌어올리는데 핵심적인 역할을 했습니다. 위성을 발사할 수 있는 기반인 발사장(나로우주센터)을 구축했으며, 발사체 시스템설계, 발사체 조립 및 발사 운용 등 발사체 개발 전 과정을 겪으며 기술과 경험을 체득했습니다. 특히, 나로호 개발 과정을 통해서 독자적으로 한국형발사체(누리호) 개발 계획을 세울 수 있었습니다.

국내 발사체 기술 수준은 나로호 착수 이전 선진국 대비 46%에서 83%로 향상된 것으로 평가됐습니다.

 

 

이상으로, 누리호 3차 발사의 성공을 기원합니다!!