한국항공우주연구원

자막

10월 21일 오후 5시 나로우주센터
10 9 8 7 6 5 4 3
"엔진점화"

최대 추력에 도달한 누리호
"누리호가 발사되었습니다"
90% 이상의 비행성능 검증

누리호 1단은 계획대로 음속을 돌파하고 최대 동압에 도달했다
200톤의 무게를 완벽하게 들어 올린 1단은
발사 2분 4초 만에 분리된 후
(발사 124초, 1단 분리)

페어링 분리와 2단 분리,
(발사 229초, 2단 분리)
(발사 270초, 3단 점화)
3단 점화 과정을 완벽하게 수행했다

그러나 조기 연소 종료로 초속 1km 부족

(위성 모사체 : 누리호 탑재량인 1.5톤의 질량 구조물)
누리호 첫 비행에서 3단에는 위성 모사체가 실려 있었다
계획대로라면 누리호 3단은 고도 700km 지점에서
초속 7.5km까지 속도를 올려야 한다
하지만 3단 엔진은 예상보다 46초 가량 빨리 연소를 정지했다
(고도 700km 원운동 속도 : 7.5km/s)
(누리호 3단 속도 : 6.5km/s)
충분한 추력을 내지 못한 3단은 초속 1km가 부족했다

2,600개 퍼즐 맞추는 '역추적'
누리호 3단을 수거해 조사할 수 있었다면 얼마나 좋을까
3단은 결국 지구 대기권을 통과하면서 대부분 불타 버린다
오로지 누리호가 보내온 원격수신정보만으로
실패의 원인을 역추적해야 한다
비행 중 획득한 2,600개의 텔레메트리 데이터는
2,600개의 퍼즐 조각이다
917초의 비행시간과 초 단위로 타임 싱크를 맞추고
오작동 혹은 비정상 데이터의 흔적을 찾아내야 한다
(75톤급 엔진 CG)

압력저하 원인으로 지목된 '헬륨탱크' 이탈
(3단 산화제탱크 형상)
(우주로켓 추진제 : 연료+산화제(액체산소))
퀵 룩 데이터로 나타난 증상은 3단 산화제 탱크의 압력 저하였다

(75톤급 엔진 CG)
연료를 맹렬하게 태워 줄 액체산소,
즉 산화제 공급이 원활하지 않았던 것이다

(헬륨탱크 : 추진제 탱크 내부에 장착해
추진제 배출 압력을 조절)
누리호 발사조사위원회는 5회에 걸친 회의 끝에
헬륨탱크 이탈을 원인으로 지목했다

(산화제 탱크 : 액체산소)
(탱크연결부)
(연료탱크 : 케로신)
비행가속도 증가로 인해 산화제탱크 내부의
액체산소 부력이 상승
산화제탱크 내부에 장착된 헬륨탱크의
고정장치가 풀리며 하부 고정부에서 이탈했다
(탱크덮개)
(산화제)
(레벨센서)
(헬륨배관)
(고압헬륨탱크 고압헬륨탱크)
(헬륨탱크 지지구조물)

이후 이탈한 헬륨탱크가 계속 움직이면서
탱크 배관을 변형시켜 헬륨이 누설되기 시작했고
고정되지 않은 헬륨탱크가
산화제탱크의 균열을 발생시켜 산화제가 누설되었다
(3단 7톤급 액체 엔진 Third Stage 7tonf Liquid Engine)
이로 인해 3단 엔진으로 유입되는 산화제 양이 감소해
3단 엔진이 조기에 종료되는 결과를 낳았다

(최환석 누리호 발사조사위원장)
우주발사체로서 순수 우리기술로 개발한 발사체 였기에
비행상황에 대한 원인규명이
명확하게 이뤄질 수 있었습니다
이번 조사는 국내 발사체 개발에 핵심 연구 데이터들을
축척해 나가는 중요한
연구과정이었다고 말씀드릴 수 있습니다

첫 비행이 남긴 숙제와 가능성
비록 누리호의 첫 비행은 숙제를 남겼지만
두 달에 걸친 발사조사 과정은
누리호에 대해 더 많은 것을 알려주었다
실패를 해결하는 것도
발사체 기술 독립을 향한
기술 축척의 과정이다

"도전과 극복의 과정을 통해"
"대한민국 순수 독자 개발 우주발사체 기술을 확보하겠습니다"

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