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9일 오후 5시 전후(잠정) 발사되는 한국 첫 우주발사체 나로호(KSLV-Ⅰ) 비행은 ‘540초짜리 드라마’로 불릴 만하다. 나로호는 7일 추진체 주입장치 연결과 기립을 끝내고 발사대와 각종 연결장치, 탑재 장비 등에 대한 점검을 마쳤다. 기립과정에서의 문제에도 예정대로 발사대 장착이 이뤄졌고 8일 리허설까지 마쳤다.

성공의 축배를 들기까지 나로호가 거쳐야 할 고비는 많다. 굉음과 함께 붉은 화염을 내뿜으며 우주로 향할 나로호는 9분 동안 이륙에서 위성분리까지 8단계를 모두 무사히 넘어서야 한다.

나로호는 이륙→음속 돌파(마하1, 시속 1200㎞)→페어링 분리→1단 엔진 정지→1단 분리→2단 점화→2단 연소 종료 및 목표궤도 진입→위성 분리→첫 교신의 과정을 거친다.

가장 먼저 찾아오는 고비는 발사체가 마하1 속도로 음속을 돌파하는 이륙 후 55초 무렵이다. 나로호가 가장 크게 압력을 받게 되는 순간이라 구조적 결함이 있을 경우 폭발할 가능성을 배제할 수 없기 때문이다.

발사 카운트다운 대한민국 최초의 우주발사체인 나로호가 발사를 하루 앞둔 8일 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에 기립한 채 카운트다운만을 기다리고 있다. 고흥=이종덕 기자

이 단계를 무사히 넘기더라도 첩첩산중이다. 1차 발사의 실패 원인인 페어링(위성덮개) 분리는 이륙 후 215초 전후인 고도 177㎞ 지점에서 이뤄진다. 항공우주연구원 측은 이 부분에 강한 자신감을 보이고 있다.

1차 발사 실패 후 5개월간 총 13차례에 걸쳐 조사위원회를 가동하고 25회의 ‘페어링 전문조사 TF’ 회의를 열었다. 지상에서 페어링 분리시험 등과 부품 성능시험만 400여차례 실시했다. 특히 한쪽 페어링 구동장치에서 문제점이 발생하더라도 정상 작동하는 다른 한쪽에 의해 페어링 분리 화약이 기폭될 수 있도록 전기회로도 보완했다.

이륙 후 232초가 되면 발사체 부분인 1단 로켓 분리 과정이 시작된다. 그동안 발사체를 쏘아 올린 여러 국가도 1단 분리가 발사체 실패의 대표적 요인으로 꼽힐 정도로 중요한 순간이다.

이륙 후 395초가 지나면 과학기술위성 2호를 탑재한 2단 로켓이 점화된다. 58초가 지나 이륙 후 453초가 되면 2단 연소가 끝나는데 로켓이 목표궤도인 지상 303㎞에 진입하면 일단 한숨 돌려도 된다.

이륙 540초 후에 위성이 분리되면 발사체의 임무는 100% 끝난다.

그렇다고 방심할 수는 없다. 발사 성공은 위성 분리 이후 40분 정도 후에 1차로 판가름 날 전망이다.

발사체와 위성이 정상분리됐더라도 위성 궤도 진입에 관한 데이터 분석작업이 이뤄져야 한다. 따라서 최종 성공 여부는 발사 후 13시간이 지난 10일 오전 확인할 수 있다.

나로호 발사의 궁극적 목표인 과학기술위성 2호가 정상 궤도에 진입한 이후 대전 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터와 첫 교신이 이뤄져야 한다. 궤도에 진입한 위성은 타원형으로 서쪽으로 이동하면서 지구를 돌게 된다.

1차 교신이 실패하더라도 낙담할 필요는 없다. 위성이 지구를 도는 시간을 감안할 때 2차례 교신을 더 해 볼 수 있기 때문이다.

고흥=김기동 기자 kidong@segye.com