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[생생경제] 탁민제"누리호 성공, 실용 위성 자력 발사 7번째 국가"

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[생생경제] 탁민제"누리호 성공, 실용 위성 자력 발사 7번째 국가"
■ 방송 : YTN 라디오 FM 94.5 (15:00~16:00)
■ 진행 : 최휘 아나운서
■ 방송일 : 2022년 6월 21일 (화요일)
■ 대담 : 탁민제 카이스트 항공우주공학과 명예교수
* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다.

[생생경제] 탁민제"누리호 성공, 실용 위성 자력 발사 7번째 국가"

-발사 성공 후 위성 탑재까지가 성공 요건
-실용 위성 자력 발사한 발사체 보유한 7번째 국가
-발사 많이 해야 신뢰 쌓여...10톤 발사체 정도는 필요


◇ 최휘 아나운서(이하 최휘)> 드디어 오늘 우리 발사체 누리오가 두 번째 도전에 나섭니다. 발사시각은 잠시 뒤 4시로 결정이 됐는데요. 누리호 2차 발사의 성공 여부와 그 의미에 대해 자세한 이야기 나눠보겠습니다. 탁민제 카이스트 항공우주공학과 명예교수 전화 연결돼있습니다. 교수님 안녕하세요?

◆ 탁민제 카이스트 항공우주공학과 명예교수(이하 탁민제)> 네 안녕하세요.

◇ 최휘> 누리호 2차 발사가 이제 4시부터 이루어지니까, 한 시간이 채 남지 않았는데, 누리호 성공 여부가 발사 후에 15분에서 16분 뒤면 판가름 난다고 들었습니다. 어떤 요건을 충족해야 완전한 성공인가요?

◆ 탁민제> 이번 발사는 크게 두 가지로 나눠서 발사체가 성공했느냐, 그것을 우선으로 따질 수 있고요. 거기에 탑재된 위성들이 있는데 위성들이 궤도에 올려진 다음에 정상 가동하느냐, 그 부분을 나눠서 생각을 해야할 것 같아요. 그래서 발사체에 있는 위성을 목표 궤도에 정확하게 올리기만 하면 되는 거거든요. 그 시간이 약 960초 정도 걸려서 16분 정도 되는데, 고도는 700km로 알고 있고요. 700km 원 궤도를 유지하려면 속도가 7,5km/s, 그러니까 초당 7.5km 돼야하고, 그 다음에 경로 각이라고, 수평 방향에서 영도로 들어가야 하니까, 수평 방향으로 이 속도로 비행을 해야 해요. 만약 그렇게 들어가지 못하면 궤도의 원지점, 근지점이라는 게 있는데, 근지점이 700km보다 더 낮아져가지고, 이게 많이 낮아지면 대기권을 통과하게 되거든요. 아니면 대기 밀도가 높은 지역에는, 그러면 공기 저항, 항력이라고 그러는데, 그게 커져가지고, 한 번 만에 추락할 수도 있고, 아니면 2~3일 이따가 추락할 수도 있고, 그렇습니다. 그래서 위성의 성공은 위성이 5개가 올라가 있거든요. 총 성능검증위성 하나하고 그 다음에 4개 대학에서 만든 큐브 위성 4개가 있는데.

◇ 최휘> 5개의 위성이요.

◆ 탁민제> 그건 뭐든 따로따로 봐야 될 것 같아요. 그래서 그걸 개발하신 교수님들은 지금 굉장히 조마조마하시죠.

◇ 최휘> 그러시겠네요.

◆ 탁민제> 발사에 성공해도 자기네 위성이 통신이 안 되거나, 태양 전지판이 안 펴지거나 할 때 등등 그동안 성공한 케이스가 별로 없거든요. 그래서 그분들이 더 긴장 많이 하실 것 같습니다.

◇ 최휘> 그러시겠네요. 그러니까 일단 첫 번째 목표는 이 위성이 궤도에 안착이 잘 되는 것이 첫 번째 과제겠네요.

◆ 탁민제> 그래서 발사체 쪽에서는 거기까지만 하면 자기네는 성공이라고 그렇게 결론을 내립니다.

◇ 최휘> 그렇군요. 일단 작년 1차 발사 때는 절반의 성공이라는 평가가 있었습니다. 아쉬운 실패를 하고 당시 그렇게 마무리가 됐는데, 지난주에는 또 2차 발사가 당초 예정이 돼 있었는데, 이것도 연기가 됐습니다.

◆ 탁민제> 1차 발사할 때는 발사체가 3단으로, 1, 2, 3단으로 돼 있는데 3단도 산화제 탱크가 따로 있거든요. 그런데 그 산화제 탱크 내에 압력을 유지하기 위해서 그 안에 또 헬륨 탱크가 2개가 들어가 있는 것으로 알고 있어요. 그런데 이 헬륨탱크가 산화 탱크에 이렇게 기계적으로 구조적으로 고정돼 있는데, 이게 실제 탱크가 받는 부력이 설계치보다 컸는데 이게 분리돼서 탱크 안에서 돌아다니면서 탱크를 일부 파손을 한 거죠. 그래서 산화재가 누설돼서 그래서 지금 연소 시간이 한 325초로 알고 있는데 46초 전에 부족하게 그냥 3단 로켓이 작동을 멈춰서 궤도에 거의 진입했는데, 속도가 초속 7.5가 안 나오고 초속 6.5km가 나와서 아까 제가 말씀드린 것처럼 근지점이 낮아져서 그냥 추락을 한 겁니다.

◇ 최휘> 그러니까 헬륨 탱크에 고정 장치가 고장이 나면서, 3단 로켓 엔진이 계획보다 46초 빨리 연소가 되면서.

◆ 탁민제> 연소가 종료된 거죠.

◇ 최휘> 그렇죠. 결과적으로 실패를 한 거네요. 그러면 지난주에도 연기가 됐거든요. 이거는 왜 그렇게.

◆ 탁민제> 그거 언론에서도 자세히 보도했는데 그거는 일단의 산화제를 채울 때요. 보통 발사하게 한 2시간 전부터 채우거든요. 그런데 그러면 이게 지금 얼마큼 찼는지를 바깥에서 볼 수가 없으니까, 거기에 센서가 있어서 산화 액체산소를 체크를 하게 돼 있어요. 그런데 그 센서가 작동을 안 하는 거예요. 그러니까 지금 도대체 산소가 정확히 얼마나 들어가 있는지를 모르잖아요. 그래서 중단을 시키고 내려와서 점검을 해봤더니 그 안에 레벨 선서가 긴 막대기처럼 돼 있어서 거기 옆에 붙어 있는 게 이렇게 뜨면서 쭉 올라오면서 이렇게 높이를 재게 되어 있는데 그런 기계적인 부분은 정상적인데, 그 안에 봉 안에 떠오르는 부표 같은, 위치를 재는 그런 전기적인 회로가 망가졌다고 결론을 내린 거죠. 그래서 원래는 그거를 잘하려고 하면 일단 이단을 다시 분리를 해서 탱크 앞쪽 뚜껑을 뜯어내고서 교환을 해야 되는데, 다행히도 그 안에 전기적인 것만 망가져서 그거를 1~2단 사이에 점검창이 있대요. 그쪽으로 사람이 들어가서 그거를 뽑아내서 다른 걸로 교체를 했다고 합니다. 그래서 원래는 그걸 분리하게 되면 한 달 이상 딜레이 될 수도 있는데, 다행히도 며칠 만에 다시 쏘기로 했다고 공식 뉴스 브리핑에서 그렇게 설명을 했습니다.

◇ 최휘> 아무래도 우리 기술로 처음부터 끝까지 만들어졌기 때문에 결함도 빨리 좀 찾아냈고, 비교적 수리도 빨리 이루어지지 않았나 생각이 듭니다.

◆ 탁민제> 맞습니다. 남의 발사체는 그 사람들 와서 고치고 그럴 때까지는 반 년 걸릴 수도 있고요. 저희 거라는 게 그만큼 차이가 나는 거죠.

◇ 최휘> 이렇게 또 자부심이 느껴지네요.

◆ 탁민제> 그렇습니다. 크게 이게 실력이 없거나 그런 게 아니고요. 수만이 아니라 수십만 수백만의 부품이 들어가 있기 때문에, 그리고 이거를 자동차처럼 미리 이렇게 운행을 좀 해 본 다음에 공식적으로 이렇게 행사를 할 수 있는 게 아니고 이거 쏴봐야 아는 거거든요. 그래서 미리 그 모든 것을 다 점검을 하더라도 실제 발사하는 환경에서 어떻게 작동할지도 모르기 때문에 기술력도 중요하지만, 결국 많이 쏴봐야지 경험치가 쌓이는 거죠. 가장 어렵다고 보시면 됩니다.

◇ 최휘> 네 알겠습니다. 이제 잠시 뒤 발사가 시작되면 저희 YTN에서도 생중계로 현장 상황을 전해드릴 텐데, 발사가 되면 어떤 부분을 가장 주목해서 봐야 할까요.

◆ 탁민제> TV 카메라에서 보여주는 아니면 현장에서 볼 수 있는 부분은 그렇게 길지 않고요. 처음에 잘 아시다시피 수직으로 상승을 해서 이제 한 며칠 뒤에는 그래비티 턴이라고 약간 남쪽으로 이렇게 약간 기울여요. 남쪽으로요. 저희가 지금 남쪽으로만 쏠 수 있으니까, 그래서 거기까지 보시면 되고, 그다음에 아주 날씨가 좋거나 그러면 1단의 연소가 종료되면서 그 다음에 1단 분리되는 게 혹시 망원 카메라에 보일지 모르겠어요. 그런 것들이 눈에 보이면 잘 올라가는 거잖아요. 그다음에 그러자마자 2단이 점화되는데 이거는 눈으로 보기는 좀 어려울 것 같고요. 하여튼 2단이 계속 한 140초 동안 타서 2단이 연소 종료되면 2단이 분리되고, 그다음에 3단이 점화가 되는데, 이런 거는 MCC, 그러니까 미션 컨트롤센터에 다 이렇게 표시가 되니까 방송을 통해서 확인을 하실 수 있을 것 같고요. 그다음에 3단이 아까 말씀드린 것처럼 325초가 타면 그 다음에 3단도 분리가 되거든요. 그리고 맨 앞에 이제 그 부분은 제가 정확히 모르겠네요. 3단이 붙어 있는 상태로 위성을 떼는지 아니면 분리를 하는지 잘 모르겠는데요. 하여튼 거기까지 하면 발사체의 임무는 끝나는 거고요. 그다음에 앞에 있는 페어링들을 순차적으로 분리를 해야 되는데, 제가 알기로는 당장 분리를 하지 않고 우선 검증 위성만 분리하고 나머지 큐브 위성은 좀 나중에 분리하는 것으로 제가 들었습니다. 그런데 이 부분은 좀 자세하지 않은데요. 중요한 것은 이 단계에서 아까 말씀드린 고도와 속도, 그다음에 비행경로 각이 원래 설계된 곳에 아주 근사하게 가 있어야지만 성공이라고 볼 수 있겠습니다.

◇ 최휘> 종합적으로 좀 다 맞아떨어져야지만 성공을 할 수 있겠군요.

◆ 탁민제> 그래서 지난번 1차 봤을 때는 여기까지 다 정상적으로 진행이 됐어요. 그래서 사람들이 다 통상적으로 연소가 끝났다고 그러니까 박수 치고 그랬는데, 이상하게 미션 컨트롤센터에 있는 항우연들은 환호를 하지 않는 거예요. 저 보고 있었는데 그래서 뭐 좀 이상하다 했더니 결국 속도가 부족하게 나와서 개들이 제대로 못 들어간 거죠.

◇ 최휘> 46초 차이였던 거죠?

◆ 탁민제> 네 46초요.

◇ 최휘> 정말 아쉽네요.

◆ 탁민제> 초속 7.5가 나와야 되는데 6.5가 나오면 많이 차이 나는 거죠. 이 정도면 못 만든 거죠.

◇ 최휘> 오늘은 정말 꼭 성공을 했으면 좋겠는데, 만약 오늘 우리 누리호가 2차 발사에 성공을 하면 우주 개발에는 어떤 의미가 있을까요?

◆ 탁민제> 굉장히 큰 의미가 있죠. 우선은 이번에 올린 발사체가 설계된 탑재 중량은 1.5톤이거든요. 1.5톤이면 지금 항우연에서 개발하는 아리랑 위성이 다 그 정도급이에요. 그러면 실용 위성을 자력 발사할 수 있는 발사체를 보유한 7번째 국가가 되는 겁니다. 그러니까 미국, 러시아, 유럽하고 중국, 일본, 인도. 여기까지만 되고요. 다른 나라는 작은 로켓으로 위성에다 아주 조그마한 한 100kg짜리 이런 걸 올린 적은 있었는데, 아직 이런 발사체를 가지고 있지 못합니다.

◇ 최휘> 그렇군요. 이번 발사 성공하면 국내 항공우주산업의 새 역사가 세워진다. 이런 이야기들도 나오고 있던데, 간절한 마음으로 성공을 기원해 봐야겠습니다.

◆ 탁민제> 네 성공해야죠.

◇ 최휘> 발사 시각이 지금 3시 15분이니까 점점 더 다가오고 있는데, 참 설레기도 하고 긴장도 됩니다.

◆ 탁민제> 저는 저기 제 제자들이 많이 가 있고요. 또 이쪽으로 다른 스타트업하고도 일을 좀 해 봐서 아는데, 왠지 이번에 성공할 것 같아요. 그 정도 실력이 있다고 보죠. 이제는.

◇ 최휘> 네 교수님의 예측이 맞아떨어지면 좋겠습니다. 그럼 오늘 누리호가 성공할 경우 그다음 스텝도 궁금하거든요. 다음 목표는 뭘까요?

◆ 탁민제> 그게 좀 문제인데요. 우선은 발사체를 개발만 하면 안 되는 거고, 많이 쏴야 돼요. 그런데 지금 하여튼 여러 가지 복잡한 문제가 있어서 미국하고 좀 풀어야 될 문제가 있어요. 미국에서는 우주부품 팔 때 수출 승인을 받아야 되는 품목이 있거든요. 그런데 그 조건이 우리나라에서 그걸 수입을 할 수 있어요. 그렇지만 그 조건이 뭔가 하면 그걸 그 부품을 사서 만든 위성은 미국에서 승인하는 발사체로만 쏠 수 있어요. 그러니까 예를 들면 중국 발사체는 못 사요. 그다음에 인도 발사체도 부분적으로만 승인이 되는 것 같고요. 아니면 건별로. 왜냐하면 옛날에 미국 인공위성 회사에서 중국 창정 발사체를 쐈는데 이게 추락했거든요. 발사체가. 그랬는데 미국 조사팀이 가기 전에 이 인공위성 부품이라든가 이런 걸 다 중국에서 다 수거해 간 거예요. 그러면 자기네들 부품 기술이라든지 이런 게 다 중국으로 넘어가잖아요. 그래서 우리나라는 이번이 처음이니까 이 문제를 미국하고 풀어야 되는데, 지금 한미관계가 예전보다는 더 어떻게 보면 개선되는 상황이라서, 큰 문제는 없을 거라고 생각이 됩니다. 그런데 문제는 검증이 안 된 발사체잖아요. 이거 처음 한 번 성공하더라도, 그러면 발사 보험도 이제 가입하기 힘들고, 그다음에 선뜻 자기네 고가 위성을 여기다 실어 쏘겠다는 사람들이 별로 없을 거 아니에요.

◇ 최휘> 그렇겠네요.

◆ 탁민제> 한국 사람들도 이거 믿지 못하겠다. 차라리 스페이스X 요새 싼데 그쪽에서 쏘겠다. 이럴 수가 있으니까 그래서 우선은 이제 큐브 위성이라든가 아니면 좀 제3세계 위성들을 많이 이렇게 싸주면서 헤리티지라고 하죠. 이게 발사 횟수가 갈수록 점점 신뢰도가 올라가는 거예요.

◇ 최휘> 이게 좀 자주 쏘고 횟수가 쌓여야지만 신뢰가 쌓이니까 말씀하신 것처럼 발사 보험도 들 수가 있고.

◆ 탁민제> 그렇죠. 처음에는 아마 보험이 없을 수도 있겠어요.

◇ 최휘> 지금은 보험이 없이 쏴진다고 하더라고요.

◆ 탁민제> 다음 발사도 보험회사에서 보험을 쉽게 들어주지 않겠죠. 그게 우선 이거를 쐈으면 빨리 실현화를 하는 그런 것이 중요하고요. 또 하나는 너무 발사체가 작아요. 이건요. 지금 이걸 개량하겠다는 사업을 지금 준비하고 있다고 그러는데, 아무리 개량해 봤자 지금 1.5톤이면 2톤 조금 초과하거나 최대 3톤까지밖에 안 될 거예요. 그런데 저희가 달 탐사도 지금 달 탐사를 처음에는 미국 발사체를 하고 그다음에 그다음 건은 한국형 발사체로 한다고 그러는데, 이게 1톤도 안 되는 거라서. 다른 데 보니까 780kg 짜리를 겨우, 그래서 이 정도로 보내서 달에 착륙해서 할 수 있는 게 참 별로 없거든요. 제 생각에는 한 10톤 정도 되는 적어도 10톤 정도 올릴 수 있는 발사체가 저희 필요하다고 생각이 됩니다. 그게 있어야지만 저희가 통신 위성 또는 방송 위성도 올릴 수 있고, 자료로요. 그다음에 탐사선도 좀 실용적인 거 올릴 수 있고, 그리고 화성에 작은 탐사선도 보낼 수 있죠.

◇ 최휘> 알겠습니다. 오늘 시간이 부족해서 오늘 말씀은 여기까지 듣고, 다음에 또 모셔서 자세한 이야기 나눠보겠습니다. 감사합니다.

◆ 탁민제> 감사합니다.

◇ 최휘> 지금까지 탁민제 카이스트 항공우주공학과 명예교수와 함께했습니다.



YTN 장정우 (jwjang@ytnradio.kr)



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