누리號의 7t級 3段 液體엔진이 500秒 燃燒試驗을 進行하고 있다. 韓國航空宇宙硏究院 유튜브 캡처
韓國型發射體 '누리號(KSLV-Ⅱ)’가 21日 目標한 速度로 衛星 模寫體를 地球 低軌道에 投入하지 못하면서 事實上 再挑戰에 나서게 됐다. 衛星 某死體가 秒速 7.5km의 速度로 高度 700km 軌道에 衛星 某死體를 投入했어야 하나 秒速 6.7km에 머무른 것으로 確認됐다. 1~2段 엔진은 제 性能을 냈지만 7t級 3段 엔진이 目標된 燃燒時間人 521秒를 채우지 못하고 475秒 만에 早期 終了된 탓이다. 이상률 航宇硏 院長은 21日 누리號 發射 直後 열린 브리핑에서 "3段 燃燒時間이 不足해 願하는 速度가 주어지지 않아 衛星 某死體를 正確한 速度로 分離하지 못했다"고 말했다.
3段에 들어가는 7t 엔진은 그동안 相對的으로 注目을 받지 못했다. 누리號는 총 길이 47.2m, 무게는 約 200t으로, 3段으로 構成된 宇宙發射體다. 1段은 75t級 液體엔진 4期, 2段은 75t級 液體엔진 1期, 3段은 7t級 液體엔진 1期로 이뤄져 次例로 단 分離하며 點火된다. 75t 液體인진 4基를 묶는 1段 로켓 技術인 '클러스트링'이 그間 重點的으로 注目받아왔다.
누리號 非正常 非行의 原因으로 꼽히는 7t級 3段 엔진은 75t級 엔진의 3分의 크기다. 7t級 엔진은 지난 8月 基準 모두 12期 엔진을 試驗, 總 93回, 累積 燃燒試驗 1萬6925.7秒를 遂行했다. 固定換 航宇硏 韓國型發射體開發事業 本部長은 이날 누리號 發射 後 브리핑에서 "7t 엔진이 75t 엔진에 비해 推力이 10分의 1이니 쉽지 않냐고 볼 수 있지만 內部的으로 7t 엔진을 만들기 더 어렵다고 본다"며 "노즐의 擴大比 같은 部分에서 7t 엔진이 훨씬 더 苛酷한 條件이다"고 말했다.
3段에 들어가는 7t 엔진의 노즐 길이가 1段보다 길다. 推力을 最大限 높이기 위해 排出되는 가스의 壓力과 大氣壓이 같아져야 하기 때문이다. 노즐에 조그마한 缺陷이 있어도 엔진이 제대로된 推力을 내지 못하게 된다. 노즐이 긴 만큼 이런 缺陷들을 管理하기 힘들다. 또 3段에 들어가는 7t 엔진은 가장 마지막에 켜지기 때문에 大氣壓이 가장 낮은 狀態에서 불이 붙는다.
불꽃이 여러 갈래 퍼지게 되며 推力이 떨어진다. 이런 點들을 勘案할 때 7t 3段엔진 開發이 豫想外의 伏兵이라는 評價가 나온다. 航宇硏 硏究陣은 이番 7t엔진 早期 終了가 構造 問題는 아닐 것이라 推定하고 있다. 고 本部長은 "엔진 早期 終了 原因 여러 가지 있다"며 "代表的인건 탱크 內部 壓力이 不足했다든지 燃燒 終了 命令이 잘못 나갔다든지 等 여러 可能性이 있다"고 말했다. 이어 "燃料價 不足하거나 엔진에 問題가 있는 것은 같지 않다"며 "데이터를 正確히 봐야 한다"고 덧붙였다.
이상률 航宇硏 院長은 "3段 엔진 燃燒 왜 不足했는지 調査를 해봐야 한다"며 "다만 '이거 아닐까'하는 짚이는 곳이 두 세가지 程度 있다"고 말했다.