'누리호', 또 한 번의 도전...
2021.10.21. 오후 드디어 '누리호'가 운명의 날을 맞이 합니다.
아직은 기술이 부족해서 로켓기술의 선진국인 러시아를 비롯한 여러 나라의 도움을 받기는 했지만, 그래도 이번에 발사되는 누리호는 나로호 때보다는 훨많은 우리의 기업들과 기술이 참여하고 사용된 한국형 발사체로 불리고 있습니다.
1. 우리의 노력과 능력은
21일 한국항공우주연구원에 따르면 누리호는 설계, 제작, 시험, 발사 운용 등 모든 과정에 국내 기술이 적용된다. 구체적으로는 이번 누리호 발사를 위해 중대형 액체로켓 엔진을 개발했고, 이 엔진을 개발할 설비 또한 구축했다. 대형 추진제 탱크와 발사대까지 독자적으로 구축했다. 오승협 한국항공우주연구원 발사체추진기관개발부장은 "누리호에 사용되는 75톤급 액체엔진은 현재 누리호 발사 전까지 모두 33기의 엔진을 시험했다"며 "지상과 고공 모사 환경에서 총 184회, 누적 연소시간 1만 8천290초를 수행했다"라고 말했다. 2010년 누리호 개발 초기부터 관련 산업체의 보유기술, 인력 및 인프라 등을 지속적으로 활용하고 있으며, 총사업비의 80%인 약 1조 5천억 원 규모가 산업체에서 집행됐다. - ZDNetKorea
이번 누리호 발사에 성공하면 우리나라는 자력발사가 가능한 10번째 국가에 올라선다. 무게 1톤 이상 실용급 이상 위성 발사가 가능한 중대형 액체로켓 엔진 기술 측면에서는 7번째다. 러시아(1957년), 미국(1958년), 유럽(프랑스 등 1965년), 중국(1970년), 일본(1970년), 인도(1980년)가 이에 해당한다. 이스라엘(1988년), 이란(2009년), 북한(2012년)은 300kg 이하 위성의 자력발사 능력을 보유했다. - ZDNetKorea
- 대한민국 우주로켓(Korea Sounding Roket)_한국형 발사체
2. 우리의 기술은
- 중대형 엔진 개발
누리호에는 75톤급 및 7톤급 액체 엔진이 사용된다. 발사체 개발 기술은 국가간 기술이전이 엄격히 금지된 분야였다. 미사일 기술 통제체제(MTCR) 및 미국의 수출 규제(ITAR) 등을 통해 우주발사체 기술 이전이 통제돼 있어, 우리나라는 독자적으로 우주발사체를 개발해야 했다. - ZDNetKorea
- 액체엔진 시험 설비
발사체와 동시에 우리 기술로 구축된 액체엔진 시험설비의 경우, 추진기관 시험설비 10종으로 구성됐다. ▲엔진 구성품 시험설비(6종) ▲엔진 시스템 시험설비(3종) ▲추진시스템의 지상 수류 시험 ▲지상 연소시험 등 추진시스템을 최종 검증하는 추진기관 시스템 시험설비(1종) 등이다. 추진기관 시험설비는 액체질소 –196 ℃, 액체산소 –183 ℃ 등 극저온 유체와 공기, 질소, 헬륨 400기압의 초고압 상태를 정밀 제어하고, 공급해주는 기술이 적용됐다. 최대 150톤의 추력, 55mBar, 고도 20km에 해당하는 진공 모사 환경을 받쳐 줄 수 있다. 이로써 미국, 러시아, 유럽, 일본 수준의 시험설비를 구현할 수 있게 됐다. - ZDNetKorea
- 제2발사대 구축
제2발사대는 추력 300톤급인 3단형 한국형발사체의 발사 운용이 가능하도록 설계되었고, 제1발사대는 추력 150톤급의 나로호 발사 운용을 목표로 구축됐다. 이후 개조 과정을 거쳐 누리호 시험 발사체(TLV) 운용에 사용됐다. 제2발사대는 지상에 높이 45m의 엄빌리칼 타워가 설치된 것이 특징이다. 케로신, 산화제 등을 공급하는 역할을 한다. 단순 규모 측면에서도 제2발사대 면적은 6000 평방미터로 1 발사대(3,300 평방미터)의 약 2배다. 발사체 연소 시작 이후 이륙 시점까지 연소 후류의 냉각을 위해 분사되는 냉각수 유량도 초당 1.8톤으로 이전보다 2배 늘었다. 추진제 공급량은 약 3배 많다. 발사체 기립에 사용되는 이 렉터 등판능력도 1.5배 높다. - ZDNetKorea
- 대형 추진제 탱크
대형 추진제 탱크는 발사체 전체 부피의 80%를 차지한다. 발사체 총무게가 200톤인데, 연료 등 무게만 180톤에 달한다. 추진제 탱크는 경량화를 위해 알루미늄 합금 단일벽으로 제작됐으며, 일반 탱크에 비해 2.5~3mm로 얇다. 높이는 최대 10m, 직경 3.5m의 거대한 형상이다. 탱크 내부에는 대기압 4~6배 정도의 압력이 작용한다. 비행 중 가해지는 하중과 압력에 견딜 수 있도록 격자구조로 설계됐다. - ZDNetKorea
- 엔진추진 '클러스터링' 기술
엔진 4기의 정확한 정렬과 균일한 추진력을 내도록 하는 ‘클러스터링’ 기술의 경우 시험발사체 발사 등을 통해 기술을 검증해왔다. 클러스터링을 위해서는 ▲엔진 화염 가열 분석 및 단열 기술 ▲엔진 간 추력 불균일 대응 기술 ▲엔진 4기 조립, 정렬 및 짐벌 링(방향 제어) 기술이 필요하다. - ZDNetKorea
3. 누리호 발사는
2021.10.21. 오전 10시부터 발사통제지휘소를 통해 추진제 제어 등 임무를 수행하며 발사 명령을 기다린다.
같은 시각 발사대 3㎞ 주변은 육상 접근이 통제된다. 발사 시각이 확정되면 항우연은 발사 약 2시간 전부터 연료탱크 충전을 시작한다. 이때부터 비행 방향 중심으로 해상은 좌우 12㎞(폭 24㎞), 길이 74㎞ 안쪽이 통제되고 공역은 좌우 24㎞(폭 48㎞), 길이 95㎞ 안쪽이 통제된다. 발사 1시간 전에는 누리호를 수직으로 세워 지지해주던 이 렉터(Erector)가 철수를 시작한다. 이 렉터 철수와 함께 산화제 충전이 진행된다. 연료와 산화제는 엔진 점화 전에 만나면 화재로 이어질 수 있어 분리된 탱크에 각각 주입한다. 산화제 충전까지 끝나면 이 렉터가 완전히 철수되고 발사 10분 전 발사 자동운용(PLO) 프로그램이 가동되며 카운트다운에 돌입한다. 오후 3시∼7시 사이로 잡혔으며 큰 변수가 발생하지 않는다면 오후 4시 발사가 가장 유력하다. 기상청에 따르면 이 시각 나로우주센터 주변 날씨는 대체로 맑을 것으로 예보됐다. 얇은 구름층이 형성될 것으로 보이나 발사에 큰 영향을 주지는 않을 것으로 분석됐다. - 연합뉴스
4. 누리호와 함께한 기업들은
아래의 나열기업 이외에도 많은 기업들이 누리호와 함께 했습니다.
- 구조 및 시스템 : 한국항공우주, 한양이엔지, 한화, 한국 파이버, 덕산 넵코어스, 단암시스템즈, 기가 알에프, 스페이스 설루션, 한화, 한화 에어로스페이스, 두산중공업, 이엔이, 하이록코리아, 네오 스펙, 지브이 엔지니어링, 에너 베스트, 카프마 이크로, 한국 파이버, 데크항공, 에스엔케이 항공, 이노켐, 항공우주산업
- 엔진 및 제어 : 한화에어로스페이스, 한화, 하이록코리아, 삼영화학, 한양이엔지, 비츠로 넥스텍, 스페이스 설루션, 네오 스펙
- 발사대 : 현대중공업, 한양이엔지, 제넥
- 시험설비 : 한화, 한화 에어로스페이스, 현대로템, 한양이엔지, 이엠코리아, 신성이엔지, 한진중공업, 계룡건설, 유콘시스템
* 그럼 이 분야와 관련된 우리의 기업들은 시장에서 어떤 성적표를 받았을까요?
2020년과 21년 1H 관련 기업의 재무 상태를 보면...
우주항공돤련 기업들은 미래의 꿈을 먹고사는 분야이긴 하나, 제조업의 특성상 견조한 사업실적을 거두고 있는 것 같습니다. 시총 대비 영업이익의 비율이 평균 10% 이하의 선이라 상당히 양호하며, 성장산업의 양호한 조건들을 모두 갖추고 있는 것 같습니다.
- 한화에어로스페이스/한화시스템/한국항공우주/한화
최근 시장의 흐름은
2020.03. 이후 견조한 흐름을 보이고 있습니다. 10.21. 누리호 발사를 앞두고 일부 단기 투자자들의 매물이 출회되기는 했지만, 우주항공과 관련한 분야는 단기간의 투자에 의해서 성공이 결정되는 영역이 아니기 때문에 국가산업발전과 연계해서 지속적인 투자와 기술적 발전이 이어질 것이라 생각됩니다.
'또 한 번의 도전 누리호 발사'의 성공을 기원드립니다.
2021.10.21.
21일 한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 목표 고도인 700km에는 도달했으나, 탑재체인 '더미 위성'(모사체위성)을 궤도에 올려놓는 데는 실패했다. - 연합뉴스
다시 또다른 도전의 기회를 주는 것 같습니다.
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