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宇宙를 向해 쏘아 올린 無缺店의 完璧한 꿈 ‘누리號’|週刊東亞

週刊東亞 1345

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宇宙를 向해 쏘아 올린 無缺店의 完璧한 꿈 ‘누리號’

[軌道 밖의 科學] 試圖 自體만으로도 偉大한 經驗에 더해진 發射 成功

  • 科學 커뮤니케이터 軌道

    nasabolt@gmail.com

    入力 2022-06-24 10:00:01

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    순수 국내 기술로 제작한 한국형 최초 우주발사체 ‘누리호(KSLV-Ⅱ)’가 6월 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. [사진 제공 · 한국항공우주연구원]

    純粹 國內 技術로 製作한 韓國型 最初 宇宙發射體 ‘누리號(KSLV-Ⅱ)’가 6月 21日 全南 高興郡 羅老宇宙센터에서 發射되고 있다. [寫眞 提供 · 韓國航空宇宙硏究院]

    失敗나 成功에 執着하지 않는 態度가 重要했다. 定해진 目標에 깔끔하게 到達한다면 當然히 意味가 있겠지만, 設令 그러지 못한다 해도 앞으로 이어질 여러 番의 發射와 마찬가지로 所重한 經驗을 얻는 過程이었다. 삶과 靈魂을 쏟아부은 硏究陣이 傷心과 스트레스로 넘어지지 않도록 붙잡고 싶었다. 그런데 놀랍게도 이番 누리號 2次 發射는 뭐 하나 흠잡을 게 없을 만큼 完璧한 成功이었다. 믿을 수 없는 이番 成果는 1次 發射를 통해 發射體 性能을 檢證하고 고작 8個月이 지나 이뤄졌다.

    6月 21日 누리號가 轟音과 함께 發射臺를 떠난 後 42分 만에 南極 세종기지에서 첫 番째 交信에 成功했다. 그로부터 1時間假量 지난 뒤에는 大田 韓國航空宇宙硏究院 地上局에서 다시 交信했다. 저녁에는 다시 세종기지와 세 番째 交信이 있었고, 以後 大田과 南極을 오가며 交信하는 過程에서 모든 衛星의 部品들이 正常的으로 作動하고 있다는 事實도 把握됐다. 이제 衛星에 簡單한 命令을 내리거나 情報를 주고받을 수도 있다. 衛星이 發射體로부터 얼마나 깔끔하고 安定的으로 分離됐는지 처음 分離된 性能檢證衛星 狀態도 宏壯히 좋았다.

    이제 곧 性能檢證衛星 안에 包含된 4基의 큐브衛星이 이틀 間隔으로 하나씩 射出된다. 微細먼지를 觀測하는 연세대 美먼(MIMAN)은 이름에 여러 가지 귀여운 重義的 表現을 담았다. 가장 무겁고 큰 朝鮮大 스텝큐브랩 2號(STEP Cube Lab-II)는 白頭山 天池를, 서울大 스누그라이트 2號(SNUGLITE-II)는 날씨와 大氣를 觀測한다. KAIST의 랑데브(RANDEV)는 韓國 地形을 만날 豫定이다. 작은 수박 크기만 한 超小型 衛星들은 各 大學의 젊은 硏究者들이 主軸이 돼 만들었다. 크기도 작고 壽命도 6個月에서 1年 程度라 길다고 보긴 어렵지만, 向後 民間에 새로운 市場을 만들어낼지도 모를 可能性을 담고 있다.

    이제 우리는 願하면 언제든 宇宙로 實用衛星을 쏘아 올릴 수 있는 나라가 됐다. 예전 羅老號 發射 때와 가장 큰 差異가 바로 이것인데, 처음부터 끝까지 韓國 硏究所와 企業들이 셀 수 없이 다양하고 複雜한 作業을 全部 達成해 이룬 成果하는 點이다. 이 말은 곧 發射 過程에서 어떤 結果가 나와도 모든 情報와 데이터를 꼼꼼하게 얻을 수 있고, 이를 통해 細部的인 여러 分析도 可能하다는 뜻이다. 오직 大韓民國 獨自 技術이라 可能한 일이다.

    우리 머리 위에는 每日 수많은 衛星이 지나간다. 이제 現代 社會는 衛星 없이는 生活 自體가 不可能할 程度로 衛星 技術이 삶의 細密한 部分까지 影響을 미치고 있다. 地球 反對便에서 中繼되는 競技를 보거나 來日 날씨를 미리 알기 위해서는 반드시 衛星이 必要하고, 길을 찾거나 緊急한 遭難 狀況에서 通信할 때, 甚至於 自然이 던지는 窮極的인 質問을 科學으로 答할 때도 衛星을 活用한다. 이미 韓國은 人工衛星 製作 技術을 保有하고 있지만, 아무리 衛星을 잘 만들어도 다른 나라 發射體로 보낼 수밖에 없었다. 쇼핑몰에서 아무리 좋은 物件을 만들어도 配送 시스템이 없다면 팔 수 없다. 外部業體에 委託해도 언제 配送이 中斷될지, 配送費가 얼마나 오를지 모르는 狀況이라면 不安하기 마련이다. 이럴 때 萬若 우리가 直接 配送할 수 있다면, 主導權을 갖고 願할 때마다 만들어서 팔 수 있다. 宇宙探査에 對한 모든 選擇에서 自由로워지는 狀況이 펼쳐지는 것이다.



    모두가 숨죽여 지켜본 누리號 發射

    두 번째 도전 끝에 발사에 성공한 누리호. [뉴스1]

    두 番째 挑戰 끝에 發射에 成功한 누리號. [뉴스1]

    누리號 發射 延期는 어쩌면 喜消息이었을지 모른다. 本來 6月 16日 發射를 目標로 15日 午前 組立棟을 나와 愼重하게 發射場으로 移動했고, 起立한 狀態로 發射 點檢을 하다 1段 酸化劑 탱크 內部의 水位를 測定하는 裝置에서 非正常 數値가 나타나는 現象을 發見했다. 結局 힘차게 몸을 일으켰던 누리號는 다시 눕혀져 元來 왔던 길을 되돌아갈 수밖에 없었다. 하지만 重要한 건 發射라는 본 게임에 들어가기 前 미리 問題를 알아냈다는 事實이다. 液體로켓은 燃料와 酸化劑를 미리 注入해둘 수 없어 普通 發射 4時間 前 注入을 始作한다. 燃料가 다 注入된 後 發射가 延期되더라도 이미 注入된 燃料를 再使用할 수는 없다. 點檢 過程에서 問題를 미리 發見했기에 다시 配管을 元狀態로 돌려놓는 일, 그리고 많은 量의 燃料를 그대로 버리는 일보다 훨씬 유리한 狀況이었다. 그리고 왜 이런 問題가 發生했는지, 누가 좀 더 注意를 기울였어야 했는지보다 重要한 건 正確한 原因 把握과 果然 이걸 언제까지 解決할 수 있는지였다.

    發射體를 開發해 宇宙로 올리는 건 마치 흔들리는 배 위에서 完璧하게 도미노를 세우는 일과 같다. 完璧하게 防音 處理된 巨大한 무진銅 空間에서 도미노를 세워도 사람이 하는 일이기에 까딱 잘못하면 全部 무너질 수 있다. 도미노 數千 個를 끝까지 세워야 드디어 完了되는 것이다. 그럼 물 위에 떠 있는 배에서는 어떨까. 아무리 集中하고 努力해도 妨害 要因이 많아 끝까지 세우기가 쉽지 않을 수 있다. 바람, 濕度, 落雷, 구름뿐 아니라 宇宙物體 衝突 可能性이나 甚至於 太陽 活動까지 確認해야 한다. 萬若 센서 部品에만 問題가 있어 單純 交替나 修理로 解決 可能하면 豫備日인 6月 23日 前에 發射할 수 있었다. 發射 豫備일 안에 發射가 어렵다면 다시 國際的으로 通報 節次를 거쳐야 하기에 꽤 늦춰질 狀況이었다. 硏究陣은 沈着하게 正確한 原因을 把握했고, 빠르게 環境을 補完했다.

    이윽고 6月 21日, 發射의 날이 밝았다. 그런데 異常하게도 移送부터 起立, 點檢, 燃料 注入까지 모든 過程이 너무도 순조로웠다. 發射 10分 前이 되자 發射 自動 運用 프로그램에 進入했고, 이제 사람의 손을 떠나 秒읽기가 始作됐다. 10秒 前, 緊張한 陰性이 生中繼 畵面에서 흘러나왔고, 2秒 前 點火를 始作한 1段 로켓은 곧 멋지게 한 篇의 水墨畫처럼 하늘을 가로질렀다. 1段 로켓 分離와 페어링 分離, 그리고 2段 分離 以後 性能檢證衛星과 위聖母死體가 分離될 때까지 16分이 조금 넘는 時間이 어떻게 흘러갔는지 記憶이 잘 나지 않는다. 말 그대로 아름답고 完璧한 大韓民國 硏究陣과 마음을 모아 應援한 國民의 勝利였다.

    두 番째 試圖 만에 이룬 믿기 힘든 結實

    누리호 발사 성공으로 한국은 세계 7번째로 1500㎏급 실용위성을 지구 저궤도(600~800㎞)에 수송할 수 있는 능력을 확보하게 됐다. [뉴스1]

    누리號 發射 成功으로 韓國은 世界 7番째로 1500㎏級 實用衛星을 地球 低軌道(600~800㎞)에 輸送할 수 있는 能力을 確保하게 됐다. [뉴스1]

    저 宇宙로 무언가 날아갔을 뿐이다. 3500度 溫度와 60倍의 大氣壓을 버티고 뛰쳐나가는 일이 누군가에겐 簡單해 보일 수도 있다. 하지만 美國 最初 衛星 發射體 뱅가드는 11番의 發射 中 8番을 失敗했다. 3次 發射에서 成功한 後에도 연달아 4番을 失敗하고서야 8次에 다시 成功했다. 이미 宇宙强國 班列에 오른 中國, 日本, 印度도 마찬가지다. 엄청난 技術力으로 앞서나가고 있는 民間企業 스페이스X의 팰컨1度 3番을 失敗한 뒤 成功을 맛볼 수 있었다. 두 番째 만에 完璧한 成功을 거두기는 正말 쉽지 않은 일이다. 獨逸 V-2 로켓 以後 많은 나라가 發射體 技術을 確保하려 했으나 只今까지 무게 1t級 以上 人工衛星을 쏘아 올릴 수 있는 나라는 美國, 유럽, 日本, 러시아, 中國, 印度뿐이었다. 6月 20日까지는 말이다. 羅老號 때 發射한 衛星은 成人 두 사람 몸무게 程度의 小型이었지만, 이제 韓國은 그 10倍 以上 무거운 衛星을 發射할 수 있는 일곱 番째 國家가 됐다. 이미 硏究陣은 누리號 3次 發射와 함께 다음 段階로 가고 있다. 바로 美國 스페이스X처럼 再使用 로켓을 만들겠다는 覺悟다. 民間이 參與하는 宇宙觀光 産業이 始作된 건 아마도 商用化가 可能한 適切한 價格 때문일 수 있다. 過去엔 ‘想像 속 未來 그림 그리기 大會’에서나 接할 수 있는 일이었지만, 再使用 로켓이 登場하면서 發射費用이 劃期的으로 줄었고, 民間이 主導하는 宇宙觀光 時代가 열렸다. 우리가 準備해야 할 다음 段階도 바로 여기 있기에, 韓國型 發射體 누리號의 後續 事業으로 次世代 發射體 開發을 推進하고 있다. 再使用 로켓의 核心 技術은 하늘로 날아오른 로켓이 着陸할 때 다시 再點火되는 多段 燃燒 사이클이다. 100t級 엔진 5期, 10t級 엔진 2基를 搭載한 效率的인 2段 로켓을 設計해 再點火 및 推力 調節 等 運用 技術을 結合하며 새로운 挑戰을 이어나갈 豫定이다.

    이番 2次 發射 過程에서 問題가 發生한 酸化劑 레벨 센서와 關聯된 部品을 빠르게 交替할 수 있었던 것도 3次 발使用 部品을 미리 保有하고 있었기 때문이다. 豫備 部品들도 이미 있고, 세 番째 누리號를 組立하는 狀況이라 來年 上半期에 豫定된 發射도 멋지게 해내리라 믿는다. 다만 이番에 完璧한 成功을 거뒀다고 3次 發射도 멋지게 成功한다는 保障은 없다. 우리가 아플 때 病院에서 治療받고 낫는다 해도, 똑같은 部位 或은 조금 다른 症狀으로 또 아프고 苦生할 수 있지 않은가. 아무리 꼼꼼히 檢討하고 努力해도 豫期치 않은 問題는 반드시 생긴다. 勿論 이番 누리號 2次 發射의 無缺點 成功은 말로 다 表現할 수 없을 만큼 엄청난 成果다. 처음으로 우리는 100點을 맞을 수 있다는 事實을 經驗했고, 滿點짜리 試驗紙와 答案紙를 갖게 됐다. 이番 經驗을 土臺로 나아갈 다음 段階 亦是 많은 技術的 挑戰이 必要하며, 모두의 支持가 없으면 不可能하다. 繼續 그들이 勇氣를 잃지 않고 나아갈 수 있도록 아낌없는 應援을 付託드린다.

    이番 發射는 얼마나 正確히 目的地에 物件을 配達할 수 있는지를 알아보는 性能 點檢 時間이었다. 發射 直後 蒼空으로 멋지게 날아오른 配送 車輛은 完璧하게 目的地에 到着했다는 信號를 여러 次例 보내왔고, 地上局에서는 消費者가 ‘購買 確定’ 버튼을 눌렀다는 喜消息을 傳해왔다. 大韓民國 宇宙産業은 이제 별점 다섯 個를 確認했으며, 國際社會에 더 많은 消費者가 滿足할 수 있는 驚異로운 技術을 선보이고자 신중한 발걸음을 천천히 옮길 것이다.

    軌道는…
    연세대 天文宇宙學科 學部 및 大學院을 卒業하고 韓國天文硏究院 宇宙監視센터와 연세대 宇宙飛行制御硏究室에서 勤務했다. ‘軌道’라는 藝名으로 팟캐스트 ‘課長窓’, 유튜브 ‘안될과학’과 ‘투머치사이언스’를 進行 中이며, 著書로는 ‘軌道의 科學 虛勢’가 있다.



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