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누리호 실패 원인?…“헬륨탱크 고정 풀려서”

디지털데일리 발행일 2021-12-29 13:32:49
백지영

[디지털데일리 백지영기자] 지난 10월 첫 한국형 발사체 누리호(KSLV-II)의 3단 엔진이 조기에 종료된 원인은 비행 도중 고정장치가 풀려 헬륨탱크가 떨어져 나간 탓이라는 조사 결과가 나왔다.

29일 과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국항공우주연구원(항우연)은 누리호 발사조사위원회를 통해 10월 21일 누리호 1차 발사 시 위성모사체를 궤도에 투입되지 못한 이유에 대해 이같이 밝혔다.

이번 조사는 비행 중 획득한 2600여개의 텔레메트리 데이터를 기반으로 누리호 비행과정 중 발생한 이상 현상을 찾아내고 그러한 현상을 유발시킨 원인을 밝혀내는 방식으로 진행했다.

이에 따르면, 누리호 이륙후 36초 후 비행과정에서의 특이 진동 계측(3단 탱크연결트러스, 위성어댑터), 헬륨탱크에서 헬륨 누설 시작, 산화제탱크 기체 압력이 상승했다.

이후 67.6초 경 산화제탱크 기체 압력 하강이 시작됐고, 산화제탱크 상부 표면온도가 급격히 하강했다. 115.8초) 헬륨탱크 압력 하강 및 3단 산화제탱크 기체 압력 상승했다.

이때 누리호 3단 산화제탱크 내부에 장착돼 있는 헬륨탱크의 고정장치 설계시 비행 중 부력 증가에 대한 고려가 미흡했던 것으로 분석됐다. 실제 비행 시 헬륨탱크에 가해지는 액체산소의 부력이 상승할 때 고정장치가 풀려 헬륨탱크가 하부 고정부에서 이탈한 것으로 추정된다.

이후 이탈된 헬륨탱크가 계속 움직이면서 탱크 배관을 변형시켜 헬륨이 누설되기 시작했으며, 산화제탱크의 균열을 발생시켜 산화제가 누설됐다는 설명이다. 이로 인해 3단 엔진으로 유입되는 산화제의 양이 감소하면서 3단 엔진이 조기에 종료되는 결과를 낳았다.

과기정통부와 항우연은 이번 조사를 통해 밝혀진 원인을 기반으로 누리호의 기술적 보완을 위한 세부 조치방안을 마련하고 향후 추진일정을 확정해 나갈 계획이다. 기술적 보완은 헬륨탱크 고정부와 산화제탱크의 구조를 강화하는 것 등을 중심으로 이뤄질 예정이다.

조사위 위원장인 최환석 항우연 부원장은 “설계시 비행 가속 상황에서의 부력 증가에 대해 충분히 고려하지 못해 국민들의 성원에 부응하지 못한 점을 안타깝고 송구스럽게 생각한다”며 “향후 철저한 보완을 통해 2차 발사를 준비해 나가겠다”고 말했다.

과기정통부 권현준 거대공공정책관은 “앞으로 사업추진위원회 및 국가우주실무위원회를 통해 기술적 조치에 따른 향후 추진일정을 확정해 나갈 예정”이라고 말했다.

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