어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하십니까. 어린이 우주 기자단 유재민 기자입니다.

여러분은 우리몸에서 어디가 가장 중요하다고 생각하시나요?

모든 신체 부위가 없어서는 안되며 소중하지만 가장 중요한 한곳을 딱 고르라고 한다면

저는 망설임없이 "심장" 이라고 답할 것입니다.

우리몸에서 가장 중요한 심장!!! 

그렇다면 한국형발사체에게도 심장이 가장 중요하지 않을까요.

한국형발사체 누리호의 심장인 엔진을 만드는 한화에어로스페이스!!!

한국 우주 개척의 요람인 한화에어로스페이스에서 우주를 향한 불꽃의 열기를 느끼며 제 심장도 함께 뛰었던

생생한 현장이야기를 지금부터 들려드리도록 하겠습니다.

 

 

                                                                                   <사진출처 : 한화에어로스페이스 홈페이지>

 

 

한화에어로스페이스 국내 사업장은 서울본사를 포함하여 총11군데가 있는데 

이곳이 바로 항공기 엔진 및 부품, 한국형발사체의 엔진, 추진기관의 제작을 담당하는

어린이 우주 기자단 아홉 번째 현장 미션장소인 한화에어로스페이스 창원 1사업장입니다.

한화에어로스페이스는 방산기업이라 보안 때문에 사진촬영과 녹음이 금지되어 있었고 녹음과 촬영을

하지 않겠다는 서명도 하였기 때문에 허락받은 장소에서만 사진을 촬영하였습니다.

 

다른 기자분들과 함께 엔진 조립동에 도착하여 제일먼저 제눈에 띈 것은 바로

벽면의 태극기와 마주보고 있던 

 

"우주를 향한 한화의 불꽃, 여기는 한국 우주 개척의 요람입니다."

 

라고 적혀진 플래카드였습니다.

제가 견학하게 된 이곳이 한국 우주 개척의 요람이라고 생각하니

그 중심에 당당하게 서있는 것이 자랑스러워 제 심장이 쿵쾅쿵쾅 거리기 시작했습니다.

 

국내 유일의 액체 로켓 엔진 조립공장인 한화에어로스페이스 창원 1사업장은 누리호 1,2,3단의

액체 로켓 엔진을 제작한다고 합니다.

 

                                                                           <사진출처 : 한국항공우주연구원 공식블로그 >

 

 

누리호 엔진은 사진과 같이 총 6기로 구성되어 있는데 1단 로켓은 75톤급 액체엔진 4기를 묶어 300톤급

추력을 내고, 2단은 75톤급 액체엔진 1기, 3단은 7톤급 액체엔진 1기가 장착됩니다.

2단 엔진은 지구 저궤도 까지 진입하고 3단 엔진은 인공위성과 바로 연결하여 원하는 궤도로 인공위성을

보내주며 연소시간이 약 500초로 가장 길고 인공위성이 지구 대기권안으로 떨어지지 않기 위해서는

7km/s 의 속도가 필요합니다.

누리호의 추진제는 산화제와 흔히 등유라고 불리는 케로신이 사용되는데 

연소실에 뿌려서 점화시키면 폭발하며 가스가 생성됩니다.

그리고 이 가스가 좁은 노즐을 타고 가속도에너지를 받아 밖으로 나오게 되는 것입니다.

누리호의 대부분은 연료탱크(80%)로 이루어져 있습니다.

 

 

                                                                                 <사진출처 : 한국항공우주연구원 홈페이지 >

 

혹시 누리호를 발사하는 장면을 볼때 검은 연기를 보셨나요?

이 검은 연기는 누리호를 발사할때 로켓 엔진의 심장인 파워 펌프를 작동시키는 가스로

파워펌프는 추진제인 산화제와 케로신을 전달해주는 역할을 합니다.

추진제가 연소될때 나오는 화염의 온도는 약 3,500도나 된다고 하니 정말 그 열기가 대단한 것 같지 않나요?

그리고 누리호에는 약 3,500도의 온도를 견뎌내기 위한 소재로 인코넬을 사용하며 

누리호의 부피를 줄이기 위해 사용되는 액체산소는 약 -183도나 되는 온도를 가지고 있기 때문에

힘을 받았을 때 갑자기 깨지거나 부러지기 쉬운 성질인 취성을 가지고 있어 스테인레스강 계열의 소재를

사용해야 합니다.

 

클러스터링 기술에 대한 설명도 들었는데 

클러스터링이란 하나의 대추력 엔진을 개발하기가 워낙 까다롭기 때문에 중간 추력 여러개의 엔진을 

묶어서 큰 추력을 내는 기술을 말합니다.

클러스터링에 대한 설명을 들으니 떠오르는 것이 있나요?

 

네~맞습니다!

바로 누리호 1단에 75톤급 엔진 4개가 클러스터링되어 마치 300톤급(75t×4개) 엔진 하나를 쓴 것과 같은

효과를 낸 것입니다.



만약 클러스터링을 적용하지 않았다면 300톤급 엔진과 75톤급 엔진 두 종류를 따로 만들어야 했을 것이며

엔진 하나를 개발하는 데는 많은 시간과 비용이 소모되고 특히 추력이 큰 엔진일수록 만들기 어렵기 때문에

클러스터링을 잘 활용하면 개발 기간을 단축할 수 있습니다.

하지만 아주 정교한 기술이 없다면 실패할 가능성이 매우 높기 때문에 앞으로도 끊임없이 연구되어야 

할 것 같습니다.

 

 

                                                                                  <사진출처 : 한화에어로스페이스 홈페이지>

 

 

한화에어로스페이스 창원 1사업장에서는 누리호의 엔진조립과 함께 한국형발사체의 간단한 성능시험도

이루어지고 있습니다.

많은 로켓 엔지니어 분들의 노력이 한땀한땀 모이고 그 열정이 불꽃이 되어 

자랑스러운 한국형발사체 누리호의 심장이 탄생되었다고 생각하니 제 심장도 뜨거워졌습니다.

 

 

                                                                                                 <사진출처 : 네이버 지식백과>

 

로켓 엔지니어분께 로켓은 작용반작용을 활용한 발사체이며 현대의 모든 신기술을 도입해야 만들어 질 수

있다는 설명을 듣고나서 연구원분들과 엔지니어 분들이 정말 대단하시다는 것을 다시한번 느끼게 되는

계기가 되었습니다.

 

 

 

이 사진은 제가 두 번째 현장미션인 한국항공우주연구원에서 찍은 사진으로

누리호의 심장이라고 불리는 1단의 75톤급 실물엔진 4기중 1기를 전시해 놓은 것입니다.

엔진은 총34기가 제작되었는데 한국항공우주연구원에 있는 엔진은 4번째로 제작된 엔진이며

한화에어로스페이스 창원 1사업장에 있는 엔진은 13번째로 제작된 엔진이라고 하셨습니다.

엔진을 직접 만져도 보았는데 다시 봐도 섬세하고 정교한 기술이 너무 놀라웠습니다.

 

로켓 엔지니어분 덕분에 이곳에 오기전에 궁금했던 점도 해결했습니다.

 

첫 번째 질문은 대한민국의 재활용 발사체 개발이 어느정도까지 발전 했는지와 순수 대한민국의 기술로

언제쯤이면 발사체의 재활용이 가능한지에 대한 것이었는데요.

 

재사용 발사체는 현재 개발단계이며 차세대 발사체의 과제중 하나가 재사용 발사체 개발이라고

하셨습니다.

개발목표는 2030년 까지로 계획하고 있으며 재사용 발사체 개발을 위해서는 역추진을 활용할 수 

있는 재점화 기술이 필요하기 때문에 앞으로도 계속 연구가 되어야 할 것 같습니다.

 

두 번째 질문은 한화에어로스페이스에서 누리호 고도화 사업을 주도하는 것으로 알고있고

누리호 고도화 사업을 통해 누리호 신뢰성을 확보하는 것이 목적이라고 들었는데

신뢰성 확보가 왜 중요한지 초등학생의 눈높이에서 쉽게 알고 싶었는데요.

 

누리호의 발사 성공률을 높이면 우리나라 뿐만 아니라 외국의 많은 기업들이 믿고 인공위성을

누리호에 실어서 우주로 보낼 수 있게 되고 많은 인공위성을 싣게 되면 

우주발사체 개발에 드는 비용을 절감할 수 있기 때문에 신뢰성 확보가 중요하다고 

귀에 쏙쏙 들어오도록 알기쉽게 설명해주셨습니다.

 

마지막 질문은 지난 5월 내년 하반기에 발사될 누리호 4호의 75톤급 엔진 수락 연소시험이 나로우주센터

에서 이루어진 것으로 알고 있는데 수락 연소시험에서 성공할 확률과 실패할시 재활용하는지 폐기하는지

알고 싶었는데요.

 

저는  전남 고흥 스마트팜 혁신밸리에 다녀온 기억을 떠올리며

유리온실의 스마트팜에서 파프리카 수확 성공률이 95% 이상인 것처럼 

누리호 엔진 수락 연소시험도 성공확률이 있을 줄 알았는데 

스마트팜의 경우 동일한 많은 모종을 한꺼번에 재배할 수 있기 때문에 성공확률을 계산할 수 있지만 

누리호 엔진의 경우 엔진 1기를 조립하면 바로 실험에 들어가는 경우가 많고

개발용 엔진 10기를 제작한다면 똑같이 제작하는 것이 아니라 조금씩 다른 형태로 제작하여

최적의 상태인 엔진을 선택하기 때문에 성공확률을 결정짓기 어려우며

수락 연소시험에 실패한 엔진은 대부분 폐기 된다고 하셨습니다.

 

 

 

한화에어로스페이스 창원 1사업장을 직접 견학하고 나니

우주를 향한 뜨거운 열기가 가득한 불꽃을 직접 느낄 수 있어서 집에 와서도 심장이 두근두근 거렸습니다.

 

우주기술을 끊임없이 연구하고 있지만 물려줄 엔지니어들이 여전히 부족한 나라

 

우주발사체, 초경량위성체, 우주 통신 우리만의 기술을 일궈내고 있지만

 

이를 더 혁신적으로 활용해 줄 두뇌들은 일궈지지 않은 나라

 

우리발사체를 쏘아 올리는 만큼 위성체를 쏘아올리는 만큼

 

멈춤없이 쏘아 올려야 하는건 크고 작은 우주 두뇌들

 

2025년까지 우주산업에 필요한 인재 총 1만 604명

 

KAIST와 함께 국내 최대 규모의 우주연구센터 설립과 우주영재 육성 프로젝트를 통해

 

대한민국 우주 기술과 과학 두뇌를 발굴하고 키워가고 있는 한화에어로스페이스!!!

 

우리 어린이 우주 기자단이 우주산업에 필요한 인재로 자랄 수 있는 꿈을 꿀 수 있도록

 

소중한 견학 기회를 만들어 주셔서 감사합니다.

 

우주를 향한 불꽃! 한국 우주 개척의 요람인 한화에어로스페이스에서 꿈을 향해

한발자국 더 내딛고 온 유재민 기자였습니다. 

끝까지 읽어주셔서 감사합니다.