나로호 D-2, 로켓 발사에서 과학위성의 궤도 안착까지

'나로호(KSLV-I)'의 발사를 이틀앞두고 전국민의 관심은 이제 1년전 나로호가 발사실패의 전철에서 벗어나 실패요소를 완전히 보완하고 성공하기만을 기다리고 있다.

안타깝게도 지난해 나로호 고체로켓의 실패는 과학기술위성을 보호하기 위해 만들어진 과학기술위성 보호덮개(페어링 fairing)이 분리되지 않은 데 있었다. 항공우주연구원(항우연·KARI)는 수많은 실험을 통해 이부분을 철저히 보완했다. 지난해 실패는 과학기술위성의 페어링이 분리되지 않아 2단(상단)로켓이 당초계산보다 무거운 과학위성을 싣고 궤도에 진입하려다 궤도상의 제자리를 잡지 못해 실패하기에 이르렀기 때문.

항우연은 물론 페어링 이외의 다른 부분에 대한 철저한 점검으로 세계 10번째로 우주로켓을 자력으로 쏘아올린 국가그룹, 이른 바 '우주클럽'가입의 축포를 쏘아올리기 위해 노심초사하고 있다.

■이번 발사는 성공한다.

이제 한국항공우주연구원(KARI)가 밝힌 나로호 발사과정을 미리 따라가면서 9일 오후에 발사될 나로호의 궤적을 미리 살펴보도록 하자

지난 해처럼 모든 것이 완벽하게 진행된 가운데 상부로켓(2단고체연료 로켓)과 연결된 위성보호덮개(fairing)가 분리되지 않아 정상궤도에 진입하지 못한 불운이 없도록 항공우주연구원은 로켓 1,2단점검은 물론 위성부분까지도 만전의 준비를 하고 이번 발사를 반드시 성공시키기 위해 노심초사하고 있다.9일 오후 기상상태에 따라 달라질 발사시간을 점검하게 되면 오후 4시~6시30분사이에 관제실이 정확한 발사시점을 확정하게 되고 카운트가 시작된다.

·······10,9,8,7,6,5,4,3,2,1, 발사!

'나로호(KSLV-I)'는 이륙 후 20여초 동안 거의 수직으로 비행하여 900m 상공까지 치솟은 후 남쪽 방향으로 비행하기 위해 발사체를 기울이는 킥턴(Kick-turn)을 한다.

발사 후, 약 215초(3분 35초)에는 페어링을 펴서 떨어뜨리고, 약 228초(3분48초)후에는 1단과 2단 엔진을 분리하여 1단(이륙용 액체로켓)을 바다에 떨어뜨린다. 발사 후 약 395초(6분35초후)에는 2단 킥모터 엔진을 점화하고, 이후 약 540초(9분후)에는 과학기술위성2호(STSAT-2)를 분리하게 된다.

이후 과학기술위성2호(STSAT-2)는 지구 저궤도(고도 306km)에 진입하게 되며, 발사 후 40여 분이 지나면 남극을 넘어 지구 반대편에서 돌아야 할 궤도에 진입한다.

발사 후, 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터에서 약 13시간 후(10일 오전 5~7시께)에 첫 위성 신호를 탐지하게 된다.

■9일 첫 새벽, 발사 시스템 점검

로켓은 발사 약 14시간 전부터 15분 전까지 추진제 충전 및 탑재시스템 점검/운용이 수행되고, 15분 전부터 자동 카운트다운이 시작된다. 카운트 다운후의 발사과정을 쫓아가 본다. ① 이륙

관제실의 카운트 다운에 따라 이륙에 돌입한다.

② 음속돌파 (마하 1)

나로호는 발사 54초 만에 7.2km 상공에서 음속(340m/초)을 돌파한다.

③ 페어링(과학위성 보호 덮개) 분리

로켓 이륙속도에 따라 발생하는 열에서 과학위성을 보호하기 위해 만든 만든 위성보호덮개(페어링 fairing)를 이제는 분리하게 된다. 발사 3분35초 만인 177km 상공에서 페어링을 분리하게 된다.

④ 1단(하단)로켓 엔진 정지명령

이어 14초가 지난 후(발사후 3분49초) 1단엔진이 정지된다. 지상 193km상공이다.

⑤ 1단(하단) 액체로켓 분리

엔진정지 3초 만에(발사후 3분52초) 이륙용 1단 액체로켓은 분리된다.지상 196km상공이다.

⑥ 2단(상단) 고체로켓 점화

이어 63초 후(발사후 6분35초) 2단 고체로켓이 점화하게 된다. 303km상공이다.

⑦ 2단 고체로켓 연소 종료 및 목표궤도 진입

점화가 시작된 지 58초 후(발사후 7분33초)에 2단고체 로켓연료 연소가 종류된 채 목표궤도인 지상 304km의 저궤도에 진입한다.

⑧궤도안착을 위한 과학위성분리

87초 후(발사후 9분)에 상부 2단 고체로켓과 과학위성이 궤도 안착을 위해 분리된다.