5월 25일 3차 한국형 우주발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 전남 고흥군 나로우주센터에서 성공적으로 발사되었다. 왜 당일 저녁 6시경에 발사되었을까? 저녁 시간대여야 누리호를 발사해 지구의 그림자에 가려지지 않고 연중 태양빛을 받을 수 있는 여명 황혼 궤도를 이용하기 위함이다.
누리호 1차, 2차 발사는 성능 검증을 위한 목적이었다면 이번 3차 누리호는 처음으로 실용위성으로 영상 레이더 국산화와 악천후에도 우주 날씨와 지구 관측, 방사선 추정 등의 목적을 갖고 발사했다. 이번 누리호(KSLV-Ⅱ) 위성은 차세대 소형위성 2호(카이스트 인공위성연구소), 도요샛 4기(천문연), LUMIR-T1(루미르), JAC(져스텍), KSAT3U(카이로스페이스) 등 총 8개가 탑재되어 있다. 우리나라가 제작한 위성을 자체 제작한 발사체에 탑재해 우주 궤도에 올린 위대한 업적이다.
우주 궤도에 올린 나라는 미국, 프랑스, 일본, 러시아, 중국, 인도밖에 없다. 누리호 3차 발사 성공은 세계 우주 강국 G7에 들어간 쾌거다. 나로호 개발 당시는 엔진 핵심 구성품의 성능을 시험할 수 있는 시험설비가 없었다. 해외 시험설비에 의존했던 것에서 한 단계 뛰어넘어 엔진 핵심 구성품, 엔진 시스템, 추진기관 시스템의 성능과 신뢰성을 검증할 수 있는 추진기관 시험설비까지 나로우주센터가 구축했다는 점에서 자랑스럽다.
한국형 발사체 누리호는 1.5톤급 실용위성을 지구 상공 600~800km 태양동기궤도에 직접 투입할 수 있는 3단형 발사체이다. 누리호에 사용되는 엔진은 75톤급 액체 엔진과 7톤급 액체 엔진으로 1단은 75톤급 엔진 4기를 클러스터링해서 구성되었고, 2단은 75톤급 액체 엔진 1기, 3단에는 7톤급 액체 엔진 1기가 사용되었다.
이처럼 누리호 개발은 3 단계별로 진행됐다. 2021년 10월 21일에 첫 발사는 정상으로 수행했지만, 3단 엔진 조기 연소종료로 인해 최종 목표는 달성하지 못하였다. 두 번째 발사는 180kg급 성능 검증 위성을 탑재하여 발사했다. 길이 47,2미터, 중량 200톤, 최대 직경 3.5미터, 차세대 소형위성 2호, 큐브 위성 7기의 탑재 위성인 3차 누리호는 처음으로 실용위성을 우주로 성공적으로 발사한 것이다. 이후 누리호 발사는 2027년까지 총 7번의 국내 개발 위성 발사를 이룰 계획이다.
누리호는 추력 75톤급 액체 엔진과 누리호 전체 부피의 70~80%를 차지하는 연료와 산화제를 담는 추진제 탱크 개발이 핵심 중 하나이다. 75톤급의 중대형 액체 엔진은 나로호 개발 당시 선행연구로 진행한 30톤급 액체 엔진 기술을 바탕으로 개발을 진행했다. 연소불 안정 현상의 기술적 한계를 극복하고, 지상 연소 시험과 시험발사체 발사를 통한 비행 성능 시험을 거쳐 세계 7번째로 중대형 액체 엔진 개발에 성공한 점은 의의가 크다. 지름이 3.5m에 달하지만, 두께는 2~3mm 정도에 불과해 설계와 제작에서 많은 기술적 어려움이 있었던 대형 추진제 탱크도 국내 기술로 개발함도 박수를 보낸다.
초·중·고교에서도 우주 강국 교육이 강화되어야 한다. 정부는 과학 선진, 우주 선진 대한민국은 G7 우주 강국 궤도에 오른 우리나라 과학자들에게 아낌없는 지원과 성원이 필요한 시점이다.
