한국형발사체 누리호 발사 CG이미지. 한국항공우주연구원 제공

발사일을 일주일 앞둔 한국형 발사체 누리호가 우주로 날아오를 만반의 준비를 마쳤다.

기계적 이상이나 기상악화 등 돌발변수가 없는 한 누리호는 오는 21일 오후 4시께 우주로 향하게 된다. 발사 성공 여부는 지상을 떠난 지 16분이면 판가름 날 전망이다.

13일 한국항공우주연구원은 오는 21일 누리호 1차 발사를 앞두고 필요한 모든 기술 작업을 마무리했다고 밝혔다. 누리호는 현재 발사 당일 엔진 분리에 쓰일 화약을 장착하고 외관을 새로 꾸미고 있는 것으로 알려졌다.

항우연은 지난 2013년 우리 기술력으로 개발한 최초 우주발사체 '나로호'의 발사 성공 이후 8년 만에 단일 엔진 기준 75톤급으로 규모를 키운 누리호를 고흥군 우주센터에서 1차로 쏘아 올린다.

누리호는 발사 32시간 전 나로우주센터 내 격납고에서 차량에 실려 나온다. 발사는 잠정적으로 오는 21일 오후 4시로 예정돼 있기 때문에 20일 오전 8시께 모습을 드러낼 것으로 보인다. 누리호를 실은 차량은 안전을 위해 시속 1.5㎞로 이동한다.

발사 29시간 전에는 1.8㎞가량 떨어진 나로우주센터 내 제2발사대에 도착, 기립 과정을 마친다. 발사 준비는 6시간 전부터 이뤄진다. 비행에 필요한 연료와 산화제를 뜻하는 추진제는 발사 50분 전까지 주입한 뒤 대기 하다가 '카운트다운'에 돌입한다.

날씨가 누리호의 정상 발사 여부를 결정짓는 주요 요인 중 하나다. 따라서 발사 시간은 약간 유동적이다. 항우연은 당일 기상 환경(온도, 습도, 압력, 낙뢰, 구름, 지상풍, 고층풍)과 우주물체와 충돌 가능성을 분석해 발사 가능 여부와 시간을 확정할 예정이다.

누리호가 정상적으로 발사 되려면 기온은 영하 10도에서 영상 35도 사이여야 한다. 지상풍은 평균 초속 15m 이하, 비행경로상에 낙뢰도 없어야 한다.

누리호 발사 시퀀스. 한국우주연구소 제공

발사 성공 여부는 목표 고도와 궤도에 올라가는 속도로 판단한다. 이번 발사에서는 인공위성 대신 같은 중량의 스테인리스 알루미늄 구조체가 대신 실리기 때문에 인공위성의 작동 여부는 확인할 수 없다.

3단으로 구성된 누리호는 고흥 우주센터에서 남쪽으로 비행해 1단 추력 구간에서 고도 55㎞, 2단 추력 구간에서 고도 252㎞에 도달 한 후 3단 추력 종료 시점에 위성 투입 고도에 도달할 예정이다.

발사된 지 127초가 지나면 1단 로켓, 233초 뒤 페어링(위성 덮개)을 분리한다. 274초 후에는 2단 로켓을 떨어뜨린다. 발사 967초 뒤에는 3단에 탑재한 1.5톤짜리 위성 모사체(위성과 중량이 같은 금속 물체)를 고도 700㎞에 올릴 예정이다. 이 모든 과정은 16분 내에 끝난다.

발사에 성공한 누리호는 고흥, 제주, 팔라우에 운용되는 3개 지상 관측소에서 추적 레이더, 광학 추적장비, 원격자료 수신장비 등 비행통신장비를 통해 비행 통신과 추적 관제를 관리받게 된다.

오승협 항우연 발사체추진기관개발부장은 "목표 고도에 도달했는지, 궤도에 올라가는 투입 속도가 성공 여부의 관건이다. 누리호 발사 즉시 고도 안착, 단 분리, 속도 등 정상적이었는지 중점 확인할 계획"이라며 "궤도를 이탈하거나 목표 속도를 내지 못한다면 발사 실패로 규정된다"고 말했다.

누리호는 1.5톤급 실용 위성을 지구저궤도(600~800㎞)에 투입할 수 있는 로켓(발사체)을 우리나라 기술로 확보하기 위해 2011년부터 1조9572억원이 투자된 사업이다.

이번 1차 발사에 성공하면 우리나라는 미국, 유럽, 러시아, 중국, 일본, 인도에 이어 실용급 위성(1톤급)을 지구 저궤도에 보낼 수 있는 7번째 로켓 보유국이 된다.

한편 항우연은 내년 5월 2차 발사 후 2027년까지 4회에 걸친 추가 발사를 통해 상용화를 준비할 계획이다.

한국형발사체 누리호의 인증모델(QM)이 지난 6월1일 고흥 나로우주센터에서 발사대 인증시험을 진행하고 있다. 뉴시스