누리호 성공을 기원합니다

 

누리호

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1. 개요[편집]

누리호 또는 KSLV-II(Korea Space Launch Vehicle-II; 한국형발사체-II)는 2021년 개발완료 예정인 대한민국 최초의 저궤도 실용위성 발사용 로켓이다. 또한 향후 개발할 중궤도 및 정지궤도발사체와 대형 정지궤도발사체의 기술적 기반이 될 예정이다. 나로호(KSLV-I)에 투입된 예산 5천억 원의 4배인 2조 원이 투입되는 사업으로, '한국형발사체'라 한동안 불리다가 공모전을 통해 명칭이 '누리호'로 결정되었다. 1차 발사일은 2021년 10월 21일 오후로 결정되었다.#

2. 제원[편집]


제원

단수

3단[4]

높이

47.5 m

직경

3.5 m

총 중량[5]

약 200 t[6]

건조중량

19.7 t

연료탑재량

175.6 t

연료/산화제

액체산소/케로신(Jet A-1)

페이로드

1.5 t (600~800km SSO) | 2.6 t (300km LEO)

추력

2940 KN

엔진

1단

해면 75톤급 엔진 (KRE-075 SL) x 4개

2단

고공 75톤급 엔진 (KRE-075 Vac.) x 1개[7]

3단

KRE-007 x 1개


누리호는 총 3단의 액체로켓으로 구성되어 있다. 1단에는 추력 735 kN의 75톤급 엔진 4개를 클러스터링하여 총 300톤의 추력을, 2단에는 75톤급 엔진 하나를 사용한다. 3단에는 7톤급 엔진 하나를 사용한다.[8]

해당 설계에는 ESA의 우주발사체, 아리안 시리즈와 유사한 점이 많은데 1~2단에 추력이 높은, 3단에 추력이 낮은 엔진을 배치하는 구성이 그러하다. 특히 누리호 설계안 중에서는 아리안 시리즈의 상단 엔진인 HM7B를 면허생산하는 안까지 있었으니 어느 정도 설계사상에서 영향을 받았다는 추측도 있는 편이다. 차이점이라고 하면 사용하는 연료의 종류와 고체 부스터의 유무 정도이다. 누리호는 전 엔진이 케로신인 반면, 아리안 1~4는 사산화이질소와 UDMH를 사용하였고 6톤급 엔진에 액체수소와 액체산소를 이용하였다.

2.1. 엔진[편집]

누리호에 사용되는 엔진은 총 두 종류로 75톤급 액체엔진 그리고 7톤급 액체엔진이 사용된다.

75톤급 엔진 시제품(좌), 7톤급 엔진 모형(우)

2.1.1. 75톤급 엔진[편집]

  자세한 내용은 누리호 75톤급 엔진 문서

를

 참고하십시오.

2.1.2. 7톤급 엔진[편집]

자세한 내용은 누리호 7톤급 엔진 문서

를

 참고하십시오.

2.2. 광명성 로켓과의 비교[편집]


북한의 광명성 로켓과 남한의 누리호 로켓의 비교

3. 개발[편집]

3.1. 계획[편집]

누리호 개발사업은 크게 3단계로 나눠서 이뤄진다.

1단계(2010.3 ~ 2015.7): 액체로켓엔진 시험 설비 구축, 7톤급 액체엔진 개발 (5,008억 원)

2단계(2015.8 ~ 2019.2): 7톤급 및 75톤급 엔진 개발 완료, 성능검증용 시험발사 (8,020억 원)

3단계(2018.4 ~ 2022.5): 75톤급 엔진 클러스터링 및 3단형 발사체 개발, 제작, 발사 (6,544억 원)


국내에 액체로켓엔진 관련 시험 설비는 KSR-III 개발 중에 구축한 소형 시험설비 정도밖에 없기 때문에 1단계에서는 우선적으로 75톤급 엔진을 시험할 수 있는 시험설비 구축을 진행한다. 동시에 기존 시험 설비 등을 이용한 7톤급 엔진의 단품 수준 시험개발도 진행한다. 이 시험설비 구축은 전체 예산 중에서 가장 많은 비중을 차지하며, 향후 있을지 모르는 차기 액체엔진 개발에도 사용할 수 있도록 최대 150톤급까지 시험 가능하게 건설한다고 한다.

2단계에서는 구축 완료된 시험설비를 이용해 75톤급 엔진의 시험을 본격적으로 진행하여 설계를 확정하고 개발을 완료한다. 이렇게 개발된 75톤급 엔진의 성능을 검증하기 위해 엔진 1기를 단 시험발사체를 제작하여 발사한다. 이를 통해 성공이 확정되면 3단계로 넘어가지만, 만약 실패하게 된다면 재기획 후 다시 시험발사를 추진하게 된다.

3단계에서는 본격적으로 실제 발사체의 개발을 진행한다. 누리호의 1단에는 75톤급 엔진 4개를 클러스터링하므로, 이에 대한 기술 개발이 가장 메인이 된다. 그 외에도 엔진 외의 각종 발사체 시스템 역시 개발하여 3단형 발사체를 완성한다. 이렇게 완성된 발사체를 이용해 2차례 시험위성을 발사하고, 이를 통해 개발 성공 여부를 확정짓게 된다. 만일 개발이 성공한다면 이제 누리호는 실제 실용위성 발사에 사용될 수 있다.

3.2. 경과[편집]

2010년에 개발이 시작되었지만 나로호 개발에 역량이 집중된 데다가 예산투입이 지지부진하여 개발일정을 지킬 수 있을지 우려하는 목소리가 많았다. 하지만 2013년 나로호 발사 성공과 같은 긍정적인 뉴스에다가 우주기술 개발에 예산투입이 증가 중이어서 개발이 가속화되고 있다. 2010년부터 2013년까지 누리호 개발사업에 투자된 사업비는 다 합쳐서 1,000억 원도 안 되었지만, 2014년 2,350억 원이 배정된 이후 2015년 2,555억 원, 2016년 2,700억 원이 배정되는 등 매년 증액되는 중이다.

2014년 9월 23일, 추진기관 시험설비 10종 가운데 7톤급, 75톤급 연소기를 시험하는 연소기 연소 시험설비와 터보펌프 실매질 시험설비가 나로우주센터에 구축되었고, 2014년 11월에는 75톤급 엔진의 연소기를 시험하는 영상이 공개되었다.

75톤급 엔진 연소기 시험

2015년 12월 6일, 10개 시험설비 가운데 추진기관 시험설비를 제외한 9개가 구축되었다. 남은 추진기관 시험설비도 내년에 구축될 예정이며, 올해 말까지 75톤급 엔진 조립을 완료하고 내년 1월부터 연소시험에 착수할 예정이라고 한다.

2019년 3월, 누리호 1단 연료탱크와 산화제 탱크(EM)가 출고 되었다. 2019년 말 까지 1단 추진제 탱크 인증모델(QM) 개발을 완료할 예정이다.

2019년 12월, 누리호 3단 인증모델이 조립을 끝내고 종합연소시험설비로 이송되었다.

누리호 3단 인증모델 종합연소시험 준비 착수

2020년 1월 19일, 누리호 1단로켓의 체계개발모델(EM)의 조립 장면이 공개되었다.

누리호 1단 EM 조립 장면


2020년 11월, 누리호 1단 인증모델이 조립을 끝내고 종합연소시험설비로 이송되었다.

누리호 1단 인증모델 종합연소시험 준비 착수

2020년 12월 29일, 당초 계획되었던 1차 발사 계획이 2021년 2월에서 2021년 10월로 연기되었다.[9] KARI

2021년 1월, 누리호 1단 인증모델의 30초 연소시험을 실행하였다.

누리호 1단 인증모델 연소시험

2021년 2월, 누리호 1단 인증모델의 100초 연소시험을 실행하였다.

누리호 1단 인증모델 100초 연소시험

2021년 3월 7일, 위의 8개월 연기의 원인을 설명하는 기사가 나왔다. 전후방 동체 부품 불량 문제로 연기된 것이라고 하며 단 2개 부품을 위해 로켓을 다시 분해해 재조립, 재시험까지 거쳐야 하기 때문이라고...#

2021년 3월, 누리호 1단 인증모델의 최종 종합연소시험에 성공하였다.

누리호 1단 인증모델 최종 연소시험 성공

2021년 6월, 누리호의 완전한 모습이 공개되었고, 제2발사대에 장착되어 발사대 인증시험에 돌입하였다.

누리호 완전체 공개

2021년 8월 4일, 제2발사대 인증시험을 마쳤다. 8월 말까지 FM(비행모델)[10]을 제작하고 WDR(습식 드레스 리허설)[11]을 수행할 예정이라고 한다.

2021년 8월 12일 국가우주위원회가 누리호의 발사허가를 확정함에 따라 1차 발사는 2021년 10월 21일, 2차 발사는 2022년 5월 19일로 예정되었다. 이번 발사는 위성모사체와 성능검증위성을 700km 태양동기궤도에 투입하는 2회의 비행시험을 통해 누리호의 성능을 확인하는 것이다.#

2021년 8월 26일, 누리호의 비행모델이 발사대에 기립되었고, 위에서 서술한 WDR을 수행하는 중이다.

누리호 비행모델 발사대 기립

2021년 9월 14일, 누리호의 WDR 테스트가 완료되었다.

누리호 WDR 테스트 완료

2021년 9월 29일, 누리호의 1차 발사일이 확정되었다.

누리호 1차 발사일 확정

3.2.1. 엔진[편집]

자세한 내용은 누리호 75톤급 엔진 문서

의 개발 부분을

 참고하십시오.

자세한 내용은 누리호 7톤급 엔진 문서

의 개발 부분을

 참고하십시오.

3.2.2. 시험발사체[편집]

자세한 내용은 누리호 시험발사체 문서

를

 참고하십시오.

4. 발사[편집]

한국항공우주연구원에서 만든 발사 시뮬레이션

2021년 10월 21일 16시 1차발사, 2022년 5월 경 2차발사 뒤, 2027년까지 4차례 추가 발사할 예정이다.

4.1. 발사 절차[편집]

4.1.1. 발사 전 절차[편집]

시간

절차

T-32:00:00

누리호 발사대로 이동 (약 1시간 30분 소요)

T-29:00:00

발사대 기립 완료

T-08:00:00

우주물체 충돌 가능성 최종 점검, 발사시간 확정

T-06:00:00

연료, 산화제 충전, 발사 통제동 발사 준비

T-01:30:00

발사시간 발표

T-01:20:00

연료탱크 충전 완료

T-00:50:00

산화제탱크 충전 완료

T-00:30:00

발사체 기립장치 철수 완료

T-00:10:00

발사자동운용(PLO) 시작

4.1.2. 발사 후 절차[편집]

시간

절차

고도

T+00:02:07 (127초)

1단 엔진 분리 및 2단 엔진 점화

59km

T+00:03:53 (233초)

페어링 분리

191km

T+00:04:34 (274초)

2단 엔진 분리 및 3단 엔진 점화

258km

T+00:16:07 (967초)

위성 궤도 투입

700km

T+00:30:00

최종 성공여부 확인

-

4.2. 시험발사체[편집]

  자세한 내용은 누리호 시험발사체 문서

의 1차 발사 부분을

 참고하십시오.

4.3. 1차[편집]



누리호 비행 절차

2021년 10월 21일 16시 발사예정이다. 발사예비기간은 10월 22일~10월 28일이다. 1차 발사에는 1.5톤 위성모사체[12]가 탑재된다. 21일 10시부터 발사대 반경 3km는 접근이 제한되며, 코로나19로 인해 우주발사 전망대는 21일 14시 이후 폐쇄된다.

20일 7시 20분부터 누리호가 발사대로 이송이 시작됐다.