3단 엔진 조기 종료로 누리호 과제 미완

누리호가 위성 모사체(위성과 중량이 같은 금속 덩어리)를 목표 궤도에 안착하지 못한 원인에는 누리호 3단 엔진의 조기 종료가 있었다. 계획보다 46초 빨리 3단 엔진이 꺼지면서 위성 모사체가 계획된 속도대로 나아가지 못했다.

한국항공우주연구원(항우연)은 2022년 5월 누리호 2차 발사를 추진한다. 향후 변경 가능성은 있지만, 1차 때와 동일한 궤도에서 비행 시험에 나설 예정이다.

문 대통령은 "발사부터 이륙, 공중에서 이뤄지는 수차례 엔진 점화와 분리, 페어링과 위성 (모사체) 분리까지 차질 없이 이뤄졌다. 완전히 독자적인 우리 기술이다"며 "다만 위성 (모사체를) 궤도에 안착시키는 것이 미완의 과제로 남았다"고 말했다.

누리호는 21일 오후 5시 고흥 나로우주센터 제2발사대에서 1.5톤의 위성 모사체를 싣고 이륙했다. 최종적으로 이륙 후 15분 만에 1, 2단 엔진 분리 후 고도 700킬로미터(㎞)에서 위성 모사체 분리에 성공했다. 발사 후 데이터 확인 결과 해당 위성 모사체가 목표 궤도에 도달하진 못한 것으로 나타났다.

항우연은 위성 모사체가 목표 궤도에 달성하지 못한 이유가 3단 엔진의 조기 연소에 있다고 짚었다. 3단 엔진이 521초간 연소해야 함에도 그보다 46초 적은 475초에 조기 종료하면서 위성 모사체에 속도가 붙지 못했고, 예상했던 초속 7.5㎞ 속도로 나아지 못하면서 저궤도에 도달하지 못했다는 설명이다.

고정환 항우연 한국형발사체개발본부장은 "엔진이 조기에 종료하는 원인은 다양하다. 탱크 내부 압력이 부족했거나 연소 종료 명령이 잘못 나갔다든지 여러 원인이 있을 수 있다"며 "원격 계측된 데이터를 통해 충분히 분석하고 전자 장비의 입출력 데이터 같이 분석해야 결론을 내릴 수 있을 것이다"라고 말했다.

과기정통부와 항우연은 누리호가 3단 엔진에서 조기 연소한 원인을 파악해 향후 2차 발사에서 보완할 예정이다. 이 과정에서 과기정통부와 항우연이 협력해 사고조사위원회를 구성한다.

임혜숙 과기정통부 장관은 "정부는 항우연 연구진과 외부 전문가가 참석하는 조사위원회를 즉시 구성해 3단 엔진 조기 종료 원인을 정확히 규명하겠다"고 말했다.

이상률 항우연 원장은 "(3단 엔진) 연소 시간이 짧았던 부분은 분석을 해봐야겠지만 빠른 시간에 원인을 찾고 대책을 수립할 수 있을 것으로 생각한다"며 "조사위원회 및 (항우연) 내부진 검토를 통해 내년 5월에는 문제가 없도록 보완하겠다"고 계획을 밝혔다.

항우연은 2022년부터 2027년까지 추가로 네 차례 누리호 추가 발사를 진행한다. 2차 발사는 2022년 5월 예정돼 있다.

고정환 항우연 한국형발사체개발본부장은 "2차 발사 때는 오늘 발생한 문제 원인을 정확히 규명하고 개선 조치를 분명히 해서 똑같은 문제가 발생하지 않도록 조치하는 게 중요하다"며 "2차 발사는 성능 검증 위성을 탑재해서 (1차 때와) 동일한 궤도로 비행 시험할 예정이다"고 계획을 밝혔다.

다만 "나중에 조사위원회 결과나 과기정통부 협의 과정에 따라 (계획이) 바뀔 수는 있다"고 가능성을 열어놨다.

김평화 기자 peaceit@chosunbiz.com