3단형 한국형 발사체 누리호. 커피 한 잔 마시며 챙겨 볼 3가지
[작성일 : 2021년 10월 20일]
드디어 대한민국도 위성을 궤도에 올릴 수 있는 우주 발사체를 쏩니다. 커피 한 잔과 함께 우리 마음 속의 공간을 한번 확장해 보시죠. 이번 포스팅에서는 3단형 한국형 발사체 누리호 뉴스를 볼 때 알아두면 좋을 내용을 3가지 정도로 정리해 봤습니다.
글의 순서
간략히 살펴보는 인류의 우주개발역사
간략히 살펴보는 대한민국의 우주개발역사
3단형 한국형 발사체 누리호 개발의 의미
3단형 한국형 발사체 누리호 엔진
간략히 살펴보는 누리호 발사과정
간략히 살펴보는 인류의 우주개발역사
우리의 누리호가 어느 정도 위치인지를 알기 위해서는 인류의 우주개발 역사를 살펴볼 필요가 있습니다. 인류의 우주 개발은 20세기 중반 소련과 미국을 선두주자로 1960년대에 프랑스, 1970년대에 일본, 중국, 영국, 1980년대에 인도, 이스라엘이 뒤를 이으며 역사를 써 오고 있습니다. 여기에 2009년에는 이란, 2012년에는 북한이 우주발사체를 쏘아 올리기도 했습니다.
중요한 이정표가 되는 우주개발의 역사를 아래와 같이 요약할 수 있습니다.
▶ 1957년, 소련, 세계 최초의 인공위성 스푸트니크 1호 발사
▶ 1969년, 미국, 아폴로 11호 달 착륙
▶ 1971년, 소련, 우주정거장 살류트 1호 발사
간략히 살펴보는 대한민국의 우주개발역사
우리나라도 1992년부터 지구 궤도에 획을 긋기 시작했습니다. 역시 중요한 이정표가 되는 역사를 아래와 같이 정리해봤습니다.
▶ 1992년, 한국 최초의 인공위성 우리별 1호
▶ 2013년, 나로호 발사, 러시아 방산업체 흐루니체프에서 만든 발사체 기술 도입
▶ 2021년, 3단형 한국형 발사체 누리호 발사
우리의 기술로 중대형급 인공위성을 궤도에 올리기 위한 노력은 현재 진행형입니다. 누리호와 2013년 발사되었던 나로호를 간략히 비교해 보겠습니다.
| 누리호 | 나로호 | |
| 높이 | 47.2m | 33.5m |
| 로켓 단 수 | 3단 | 2단 |
| 무게 | 200톤 | 140톤 |
| 탑재중량 | 1.5톤 | 100kg |
3단형 한국형 발사체 누리호 개발의 의미
대한민국은 우주 개발에서 중요한 이정표를 하나 남깁니다. 바로 누리호 발사인데요. 누리호라는 우주 발사체를 우리나라가 설계하고 제작했습니다. 주목할 내용은 누리호로 1.5톤 급의 실용위성을 지구궤도에 올릴 수 있다는 것이고, 액체 연료 로켓을 사용한다는 것입니다.
현재까지 1톤이 넘는 위성을 궤도에 올릴 수 있는 나라는 6개국이었습니다. 이 정도 무게를 가진 위성을 올릴 수 있으려면, 중대형 우주발사체가 필요한데, 누리호가 바로 중대형 우주발사체의 범주에 속합니다. 누리호 개발에는 2018년에 있었던 시험발사체 성공, 2021년 3월 1단 로켓 최종 연소시험 등을 포함하여 139개월이 걸렸습니다.
3단형 한국형 발사체 누리호 엔진
로켓 엔진은 사용하는 연료에 따라 액체 로켓과 고체 로켓으로 나눌 수 있습니다. 고체로켓은 구조가 단순하지만 추력조절이 어렵다는 단점이 있는데, 액체 로켓은 그 반대입니다. 액체로켓은 복잡한 구조를 가지고 있지만 엔진효율이 좋고, 추력을 조절할 수도 있습니다.
특히 1톤 이상 무게가 나가는 인공위성을 궤도에 올리는 용도로는 액체 연료 로켓이 많이 사용됩니다. 액체로켓 엔진의 그 복잡한 구조만큼, 엔진 개발에는 고도의 기술이 필요합니다. 현재 액체 로켓 엔진 조립 기술을 가진 나라는 7개국 정도에 불과합니다. 우리가 바로 7번째 액체 로켓 기술 보유국입니다.
누리호는 3단 로켓입니다. 위에서 보셨겠지만 2013년에 발사했던 나로호는 2단이었습니다. 3단형 한국형 발사체 누리호는 75톤급 엔진 4개를 묶어서 1단을 구성합니다. 그러니까 1단 엔진의 추력은 총 300톤 급인 것입니다. 2단은 75톤급 엔진 1개, 3단은 7톤급 엔진 1개로 구성되어 있습니다. 그러므로 누리호에 장착되는 엔진의 개수는 총 6개입니다.
간략히 살펴보는 누리호 발사과정
발사 후 누리호가 인공위성을 600~800km 의 지구 궤도에 올리는 데는 16분 정도의 시간이 소요됩니다. 시뮬레이션 결과로부터 발사 후 각 시간 별로 어떤 이벤트가 발생하는 지 살펴보겠습니다.
| 시간 | 고도 | 이벤트 |
| 127초 | 59km | 1단 엔진 분리, 2단 엔진 점화 |
| 233초 | 191km | 노즈 페어링 분리, 노즈 페어링은 위성의 머리 부분(위성 탑재 공간) |
| 274초 | 258km | 2단 엔진 분리 및 3단 엔진 점화 |
| 967초 | 700km | 모형 위성을 궤도에 투입 |
마치며 …
3단형 한국형 발사체가 누리호가 우주로 나갑니다. 커피 한 잔과 함께 우리 가슴 속의 공간을 우주로 확장해 볼 수 있도록 이번 포스팅에서는 3단형 한국형 발사체 누리호에 대해 알아보았습니다.
누리호는 1.5톤급 인공위성을 지구 궤도에 안착시킬 수 있는 3단형 로켓입니다. 액체 로켓 개발에는 엔진의 복잡한 구조만큼 고도의 기술이 필요한데, 대한민국의 기술력으로 이를 개발했습니다. 세계 7번째라고 합니다. 이번에는 인공위성 모형(더미 위성)을 궤도에 올리지만, 이번 발사로 기술이 검증되면 실제 위성을 올릴 예정입니다.
발사 후 누리호가 인공위성을 600~800km 의 지구 궤도에 올리는데는 16분 정도의 시간이 소요됩니다. 커피 한잔 하시면서 감상해보시기 바랍니다.
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참고자료
[1] 한국항공우주연구원