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안녕하세요. 조인성 기자입니다. 2024년 8월7일 누리호 엔진과 관련된 내용을 취재하기 위해 경남 창원에 있는 한화에어로스페이스 사업장을 방문하였습니다. 

회사 내부에서는 촬영이 불가능해서 사진을 찍지 못했습니다. 최대한 글로 많은 것들을 알려 드리겠습니다. 

먼저, 출입 목걸이를 받은 후, 버스를 타고 엔진 조립장으로 이동했습니다. 이 엔진 조립장은 국내 유일한 액체로켓 조립소입니다. 엔진은 적합한 높이에서 만들기 위해 플랫폼 위에 제작한다고 합니다. 또한, 엔진이 실패하지 않도록 미리 점검한다고 합니다. 인공위성을 싣기 위해서는 신뢰성이 필요한데 실패하면 신뢰성이 낮아지기 때문에 꼭 점검이 필요합니다. 

조립장에서 누리호의 엔진에 대해서 설명을 들었습니다. 로켓은 크게 고체로켓과 액체로켓으로 나뉘는데 누리호는 3단 액체로켓입니다.누리호는 75톤의 추력을 가지고 있는 엔진 4개를 클러스트링했습니다. 클러스트링은 여러개의 엔진을 한번에 묶는 것을 말합니다. 클러스트링을 할 시, 엔진을 여러개로 묶을 수 있어 하나의 엔진을 만드는 것 보다 효율적입니다. 단, 여러 개의 엔진이 모두 정확하게 동일한 힘을 내야 합니다. 

로켓이 추력을 내는 원리는 작용과 반작용의 법칙입니다. 로켓은 추진제를 케로신과 액체산소로 씁니다. 액체산소를 쓰는 이유는 점화를 하기 위해서입니다. 불이 붙으려면 필요한 것 중 하나가 산소인데, 우주에는 이 산소가 없어 액체 상태의 산소를 쓴다고 합니다. 

또 로켓은 연료를 연소시켜 발생하는 고온의 가스를 뒤로 내뿜는 데 기반합니다. 연료와 산화제를 일정한 비율로 혼합하면 열이 발생합니다. 이 열에 의해 가스가 팽창하고 속도를 얻습니다. 가스가 로켓 내부에서 뒤로 내뿜어질 때, 뉴턴의 제 3법칙에 의해 반대 방향으로 추력을 얻게 됩니다. 

그렇다면 엔진은 누가 공급해 줄까요? 바로 터보펌프입니다. 터보펌프는 회전하는 임펠러 또는 터빈을 사용하여 연료를 압축하고 이를 통해 연료의 압력을 높입니다. 압력이 높아지면 속도도 높아지게 됩니다. 이렇게 압력이 높아진 연료는 관에 모였다가 연소실로 보내집니다. 연료는 연소실에 가서 점화하게 되는데, 이것이 로켓의 추력이 됩니다. 연료가 관에 모였다 연소실로 가는 이유는 화염이 3500도씨이기 때문입니다. 이 온도에서 버틸 수 있는 금속은 희귀합니다. 그렇기 때문에 금속이 녹는 것을 막기 위해 관에서 재생 냉각되었다가 올라가서 최종 연소되는 것입니다. 

조립장에서는 강의를 듣고 영상을 보았습니다. 영상은 누리호의 엔진에 대한 내용이였습니다. 내용을 알려 드리겠습니다. 

로켓은 매우 만들기 어렵습니다. 하지만 우주 시대를 개척하기 위해서는 무조건 필요한 기술이지요. 로켓의 엔진을 만드는 것이 어려운 이유는 다음과 같습니다.

연소기는 소음과 진동을 만드는데, 이럴 시, 연소가 불안정해질 수 있습니다. 이 문제점을 보안하기 위해 다양한 모양을 만들어 냅니다. 이 모양 중 하나가 제가 아까 언급했던 클러스트링입니다. 하지만 클러스트링은 모든 엔진이 균일한 힘을 내야 하기 때문에 정교한 기술이 필요합니다. 

또한 추진 공급제도 매우 중요합니다. 추진 공급제는 연료를 혼합시켜주는데, 극한의 환경에서도 센서가 꼭 작동해야 합니다. 또, 페어로드를 늘려야 합니다. 여기서 페어로드란, 인공위성과 사람 같은 화물을 뜻합니다. 페어로드를 보호하기 위해서는 고유의 격자 패턴이 필요합니다.

그리고 공기바람도 빠르면 안됩니다. 공기바람이 너무 빠르면 터빈이 손상될 수 있습니다. 

로켓은 프로그램화 분리가 될 때, 1단 엔진은 역추진 모터로 2단과 멀어지고, 2단은 가속모터로 1단과 더욱 멀어집니다. 누리호는 2032년 달에 갈 계획인데, 이 버려진 엔진을 다시 쓰는 재사용 발사채들은 쓰이지 않을 것이라고 합니다. 하지만 2032년 달 탐사선과는 별개로, 재사용 발사체들에 대한 연구는 지속될 것이라고 합니다. 

로켓이 날 때, 로켓이 목표지점에 도착하도록 도와주는 프로그램이 있습니다. 이것이 바로 애비오닉스입니다. 애비오닉스는 하드웨어와 소프트웨어 모두 정확해야 합니다. 애비오닉스는 비행 제어 시스템, 항법 시스템 등을 가지고 있습니다.

로켓의 엔진은 인코넬과 스테인리스강으로 만들어졌습니다. 최대한 취성이 없는 소재인 인코넬과 스테인리스강이 누리호에 이용되었다고 합니다. 하지만, 약간의 특수코팅도 되어 있다고 합니다. 

누리호는 우리만의 독자적 기술을 이용하여 만들어진 우주 발사체입니다. 그러니 우리 누리호를 자랑스러워할 필요가 있습니다. 

영상을 다본 후, 저는 직접 누리호 엔진을 만져 보았습니다. 엔진을 자세히 관찰했을 때, 얇은 관들이 보였습니다. 또한, 매우 차갑기도 했습니다. 

한화에어로스페이스 현장을 다녀와보니 앞으로 한국의 우주관련 사업과 우주 발사체의 발전이 더욱 기대되었습니다. 이상으로 조인성 기자였습니다.