나로호 3차 발사의 성공 열쇠는 지난 1, 2차 발사에서 제기됐던 위성 보호덮개(페어링) 완전 분리와 내부 폭발 등의 변수를 최대한 줄이는 것이다. 또 한국형 발사체 개발을 위해 과학위성을 정해진 지구궤도에 올려놓는 것이 1차 목표이며, 위성이 대전 KAIST 인공위성연구센터와 교신에 성공해야 완전한 발사 성공을 이룰 수 있다.

이번에 발사되는 나로호는 이륙 후 54초(고도 7㎞) 만에 음속을 돌파하고 232초(고도 193㎞)에는 1단 로켓을 분리한다. 453초(고도 305㎞)에는 2단 로켓의 임무가 종료되고 540초(9분) 뒤에는 나로과학위성을 분리하는 최종 임무를 수행한다.

고도 305㎞까지 올라갈 1, 2단 로켓의 안정적인 추진력을 확보하는 것과 나로과학위성이 우주에서 초속 8㎞의 속도를 내는 게 발사 성공의 핵심 관건으로 꼽힌다. 이번 발사는 한국형 발사체 개발을 위한 일종의 예비 발사이기에 나로과학위성과의 교신에 실패했더라도 위성이 정해진 궤도에 올려진다면 절반의 성공은 거둘 수 있다.

또 지난 1, 2차 발사 때 제기됐던 실패 원인을 얼마나 개선했느냐도 발사 성공의 핵심 요소다.

지난 2009년 1차 발사 때는 위성 보호 덮개인 페어링이 정상적으로 분리되지 않으면서 위성의 속도가 초당 6.2㎞까지 떨어져 우주 궤도에 안착하지 못했다. 2010년 2차 발사 때도 고도 67㎞ 부근에서 로켓 내부의 폭발이 일어나 우주 진입에 실패했다.

이번 3차 발사는 이들 실패 원인을 충분히 분석하고 보완하는 작업을 거쳐 그 어느 때보다 성공 확률이 높다는 것이 전문가들의 견해다.

1차 때 제대로 분리되지 않았던 페어링의 경우 2차 발사를 앞두고 10차례의 실제 분리 시험과 400회에 걸친 단위 부품 및 시스템 시험을 통해 문제가 개선됐다. 기폭장치도 보다 안전한 저전압 방식으로 바뀌었다. 지난 3·5·8월에 진행된 저전압 페어링 분리시험 결과는 성공적이었다.

2차 실패 원인 조사에서 고체 연료 폭발 원인으로 추정된 비행종단시스템 FTS(Fight Termination System)를 아예 떼어버렸다. FTS는 발사체가 정해진 궤적으로 날아가지 않아 사고가 생길 것에 대비해 비행을 멈추게 하는 장치를 말한다. FTS를 제거했다고 해도 안전에는 문제가 없다.

또 내부 폭발 등을 막기 위해 2단(상단)부의 모든 고전압 장치도 만일의 상황에 대비해 모두 없앴다.

별다른 무리 없이 발사가 진행돼 과학위성이 정해진 궤도에 올려진다면, 이제는 위성과 지상간의 교신이 숙제로 남는다. 나로호 발사 1∼2시간 후 노르웨이 지상국을 통해 과학위성이 보내는 신호를 통해 과학위성의 위치를 파악하게 된다. 또 11∼12시간 후에는 대전 KAIST 인공위성연구센터와 첫 교신을 진행한다.

위성은 분리 후 초기에는 자체 배터리를 사용하다가, 이후 태양 전지판의 한 면을 태양으로 향해 태양 에너지를 동력으로 삼는다. 이때 만약 위성이 지구 그림자에 장시간 가려져 햇빛을 받지 못하면 전력 생산량이 줄어 임무 수행에 영향을 받을 수 있다.

이들 전 과정이 순조롭게 진행돼 인공위성연구센터가 위성 신호를 탐지하고 교신에 성공하면 한국은 ‘2전 3기’ 끝에 우주 진출의 꿈을 이루게 된다.



/오광록기자 kroh@kwangju.co.kr