대한민국이 우주로 가는 길을 만들어온 30년! 당신이 몰랐던 대한민국 우주발사체 개발사
- 등록일 2021-09-22
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자막
(탑재 무게 10배 추력 37배
1단 과학로켓이 3단 우주발사체가 되기까지)
(당신이 몰랐던 [한국형발사체 누리호 개발역사] 10가지 장면)
(10월 한국형발사체 누리호 발사)
대한민국 우주발사체 개발의
한 획을 긋게 될 순간
(1993년 1단 과학로켓에서
2021년 3단 우주발사체로)
우리 로켓은 30년 동안 성장하고 진화해 왔습니다
우리 손으로 개발한 로켓에
우리 위성을 실어 발사하겠다는 꿈
지름길은 없었습니다
마치 계단을 오르듯
오늘은 어제보다 한발 더 나아갈 뿐이었죠
지금 시작합니다
당신이 몰랐던
한국형발사체 누리호에 대한
(10가지 결정적 장면)
(결정적 장면 ①KSR 계획)
(과학1호 발사 성공! ('93.6.4. 안흥 발사장))
대한민국 최초의 국산 과학 로켓이
하늘로 솟아올랐습니다
(1993년 1단 과학로켓 KSR-Ⅰ)
항공우주연구소 설립 4년 만에
첫 로켓이 발사되던 날입니다
이 1단 고체연료 로켓을 시작으로
2단의 중형 로켓이 탄생했고
(1997년 KSR-Ⅱ 발사, 추력 2배 최고고도 4배(KSR-Ⅰ대비)
2002년 KSR-Ⅲ 국내 최초 액체추진 로켓 발사)
2002년에는 우리나라 최초의
액체엔진 로켓으로 진화합니다
(발사시작(2002.11.28 PM 14:52:26))
KSR 계획으로 대한민국은 우주발사체 개발을 위한
기반 기술을 확보할 수 있었습니다
("한국 우주개발의 개척자라는 사명감으로
로켓 개발에 몰두했다" -KSR-Ⅰ연구진-)
(*나로우주센터 부지)
(결정적 장면 ②제1차 우주개발진흥기본계획 수립)
씨앗을 뿌리기 위해서는 비옥한 땅이 필요합니다
(*30년 전 항공우주연구소 현판식)
우주발사체 개발에도 토대가 있어야 하죠
대한민국만의 우주개발 플랜을 처음 세우기 시작했던 시기
(1996년 4월 「우주개발중장기기본계획」확정
2005년 5월 「우주개발진흥법」제정
2007년 6월 「제1차 우주개발진흥기본계획」수립)
목표는 비로소 선명해졌습니다
우주개발 원천기술을 확보하고
'우리가 개발한 위성을 우리 발사체로 발사한다'는 내용이
이 안에 담깁니다
비록 선진국보다 늦은 출발이었지만
핵심기술을 직접 확보하겠다는
열정과 의지만큼은
더욱 강력해졌습니다
(결정적 장면 ③나로우주센터 탄생)
한국형발사체 누리호에 대한
결정적인 장면 3번째
우주로 가는 관문 나로우주센터의 탄생입니다
우주센터는 그저 로켓을 쏘는 발사대만을 의미하지 않습니다
(발사대시스템, 발사통제동, 위험시험동, 발사체종합조립동,
추적레이더동, 추진기관시험동, 기상관측소, 우주과학관)
독자적인 우주개발을 수행하기 위한 전초기지입니다
2001년 우주센터 건립 사업이 시작된 후
(2001년 최종 부지 선정
2003년 건설 착수
2009년 준공)
2009년 세계 13번째 우주센터 보유국이 되었죠
나로우주센터에서 우리는
우주발사체 발사운용 기술을 완벽하게 확보했고
누리호를 쏘아 올릴 수 있는 발사대를 추가로 건설해
(2020년 누리호 발사대 완공)
새로운 출항 준비를 마쳤습니다
(결정적 장면 ④나로호 발사)
(나로호 발사 (2013. 01. 30))
(2013년 1월 30일 나로호 발사 성공)
이날의 감동을 잊지 못하는 분이 많으실 겁니다
우리 땅에서 처음으로 우주발사체를 쏘아 올린 날이었죠
기술 습득을 위해 로켓 강국 러시아와 협력한 나로호
(1단 러시아 엔진 + 2단 한국 고체 킥모터)
그러나 성공을 향한 여정은 순탄치 않았습니다
2번의 실패와 4번의 발사연기 끝에 성공할 수 있었죠
("3차 발사가 실패하면 나로호는 끝내 실패로 기록될 수밖에 없었다."
_나로호 개발진)
나로호 개발과정에서 축적한 기술은
우주발사체 기술 자립의 토대가 되었습니다
설계부터 제작, 시험 등
우주발사체 발사에 필요한 기술과
경험을 습득할 수 있었죠
(결정적 장면 ⑤누리호 개발 착수)
결정적 장면 다섯 번째
우리 기술로 개발하는 우주발사체
누리호 개발사업이 첫걸음을 뗀 순간입니다
앞선 나로호 개발 경험은
누리호 개발로 이어졌습니다
하지만 쉽지만은 않았죠
("선진국과의 기술격차는 10년 이상"
"필요한 전문인력 수는 절반에 미치지 못함"
_2009년 한국형발사체 예비타당성조사)
대한민국의 결론은
'도전할 가치가 충분하다' 였습니다
우리 기술로 1.5톤급 실용위성을
고도 약 700km의 지구저궤도에 발사할 수 있는
(3단 7톤급 액체 엔진)
3단형 우주발사체를 완성해야 했습니다
이후 나로우주센터는
한국형발사체 개발을 위한
대규모 시험장으로 변모해갔습니다
(결정적 장면 ⑥국내 최초 터보펌프 방식의 액체엔진 시험 착수)
로켓은 우주로 향하는 트럭입니다
큰 위성을 실어나르기 위해서는
그만큼 강력한 힘이 필요하죠
엄청난 속도와 힘으로 가스를 분출해내는 힘의 원천
(*터보펌프식 액체엔진 : 회전체를 이용해 추진제의 압력을
높여 고압의 가스를 분출하는 방식)
초당 1000kg의 추진제를 공급할 수 있는
국내 최초 터보펌프식 액체엔진 시험에 착수했습니다
나로호 개발 당시
미래를 내다보고 30톤급 엔진 선행연구를 시작했습니다
지금의 75톤급 터보펌프식 액체엔진이
탄생할 수 있었던 출발점이었죠
("30톤급 액체엔진 개발은 우리만의 플랜B였다")
중대형 액체엔진의 가장 큰 기술적 난제인
연소불안정 현상을 극복하기 위해
우리 개발진은 꼬박 10개월을 매달려야 했습니다
(2016년 5월 03일 1.5초 연소시험 성공
2016년 7월 20일 145초 연소시험 성공(임무 연소시간))
단 1.5초로 시작한 연소시험을
조금씩 늘려가며
마침내 독자 개발한 엔진의 성능을 확인할 수 있었습니다
(결정적 장면 ⑦추진제 탱크 제작 성공)
추진제 탱크를 만드는 일이
이렇게 어려울 줄 알았을까요?
(Mission "지상에 없는 탱크를 제작하라")
추진제 탱크는
로켓 구조물의 80%를 차지할 정도로 거대한데요
엄청난 추진제 무게를 견뎌야 함에도
탱크의 두께는 2~3mm에 불과합니다
이렇게 얇고 가벼운 소재를 용접해
(1단 추진제 탱크 지름 3.5m 길이 10m)
탱크로 사용하는 곳은
지상에 없습니다
개발진은 용접-불량-공정 개선
다시 용접하는 과정을
수도 없이 반복해야 했습니다
(2018년 2단 추진제 탱크 개발 완료
2019년 3단 구(球)형 추진제 탱크 개발 완료
2020년 1단 추진제 탱크 개발 완료)
용접 변형을 최소화하는 공정을 개발해
질기고 가벼운 추진제 탱크 제작을 완료하기까지
전 과정을 수작업으로 진행했던 개발진은
그야말로 도공의 혼을 불어 넣어야 했습니다
("불가능하다는 생각은 한 번도 하지 않았다")
(결정적 장면 ⑧누리호 시험발사체)
결정적 장면 8번째
우주발사체의 심장
(2018년 누리호 시험발사체 비행 성공)
액체엔진 개발 미션을 완수한 날입니다
누리호 시험발사체 비행으로
우리가 만든 엔진의 성능을
성공적으로 검증해 낸 것이죠
(세계 7번째 75톤급 이상의
중대형 액체로켓 엔진 보유국)
시험발사체 발사 성공은
한국형발사체를 향한 여정의 청신호이기도 했습니다
시험발사체를 통해
누리호 개발의 성공 가능성을 확인함으로써
자립 우주발사체 개발의 순항을 알렸습니다
(결정적 장면 ⑨300톤급 엔진 연소시험 성공 클러스터링)
뭉치면 힘이 세집니다
로켓 엔진도 그렇습니다
(75톤 엔진 4기 클러스터링=300톤급 추력)
75톤급 엔진 4기를 묶어
300톤급 추력을 내는 것
한국형발사체 누리호의 전략입니다
(1단 75톤급 액체 엔진 × 4)
1단 엔진 종합연소시험에 성공하던 날
3400도의 화력과 굉음을 내뿜으며
엔진 4기가 동시에 점화됐고
최종 연소 목표시간을 달성해 냈습니다
(2021년 1월부터 3월까지 3차례 연소시험 성공)
엔진을 여러개로 묶는 클러스터링 기술은
강력한 힘을 만들어내는 좋은 방법이지만
하나의 엔진처럼 동일한 성능을 내야 하는
고난이도 기술이기도 합니다
(엔진 4기의 정확한 정렬과 균일한 추진력
엔진 과열에 대비한 단열기술
정교한 방향제어 및 조립)
기술적으로 가장 어려웠던
1단 연소시험에 최종 성공하면서
한국형발사체 누리호는
모든 추진기관의 성능을 검증해 냈습니다
(결정적 장면 ⑩3단형 누리호 등장)
누리호 3단 완전체가
발사대에 기립한 순간
결정적 장면 10번째입니다
지금이라도 당장 하늘문을 열 것만 같습니다
발사체 조립동에서 출발해 발사대로 이송된 후
엄빌리칼 타워 옆에 우뚝 선 누리호
지난 10년간의 고투가
주마등처럼 스쳐 지나갔습니다
(2021년 6월 발사대인증시험
2021년 8월 발사 전 최종점검(WDR))
모든 순간이 시험의 연속이었습니다
모든 순간이 새로운 도전이었습니다
누리호를 이루고 있는 37만개 부품들은
수만 시간 동안
극한 조건의 우주환경 시험을 거쳐
한 몸으로 이 자리에 섰습니다
("우리 손으로 만든 발사체를
우리가 만든 발사대에 세우고 싶었던
오랜 꿈이 이제 현실이 됐습니다.
아직 갈 길이 더 남았지만 자부심을 느낍니다."
_누리호 개발진)
발사체의 심장인 엔진
심장을 뛰게 할 추진제 탱크
중대형 발사체의 새로운 도약대
누리호 발사대까지
2021년 6월 발사대인증시험과
8월 발사 전 최종점검 WDR은
한국형발사체 누리호가 달려온 10년 여정이
비로소 끝자락에 이르렀음을 체감할 수 있는
마지막 결정적 장면이었습니다
8톤급 과학로켓으로 시작해
300톤급 우주발사체로 성장하기까지 30년
이 30년은 우리 손으로 꼭 이뤄내고야 말겠다는
도전과 열정 그 안에서 흘린
(땀과 눈물이 만들어낸 시간입니다.)
(한국항공우주연구원)
KARI TV
KOREA AEROSPACE RESEARCH INSTITUTE
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