[2013 나로호 발사] 발사준비과정

[2013 나로호 발사] 발사준비과정

1) 1단계(운반)

나로과학위성과 '나로호(KSLV-I)'를 우주센터로 운반한다. 안정적인 부품 운반을 위해 특수제작된 무진동 차량에 부품을 탑재하고, 다시 완충장치가 된 컨테이너에 넣어 육로와 해상으로 이동한다.

2) 2단계(조립)

운반된 과학기술위성2호(STSAT-2)와 '나로호(KSLV-I)'의 주요 부품들은 위성시험동과 고체모터동에서 조립을 완료한 후, 기능시험을 거쳐 종합조립동으로 이동, 최종 조립된다.

3) 3단계(발사체를 발사대에 설치)

조립시설에서 최종 조립된 나로과학위성 및 '나로호(KSLV-I)'를 트랜스포터(Transporter)를 이용해 발사패드까지 이송한다. 이동은 수평으로 실시하며, 이동 후 이렉터(Erector)를 이용해 '나로호(KSLV-I)'를 수직으로 세워 발사패드에 고정시킨다.

4) 4단계(최종 점검 및 추진제 주입)

'나로호(KSLV-I)'가 발사대에 설치되고 나면 발사를 위해 '나로호(KSLV-I)'의 연료와 전기 계통을 중점적으로 점검하는 등 모든 부분을 종합적으로 점검한다. 그리고 발사 약 14시간 전부터 연료와 산화제가 주입되기 시작하고 연료와 산화제가 주입되면 모든 발사 준비가 완료된다.

5) 5단계(발사 카운트다운)

발사 예정 시간까지 모든 기기가 정상 상태를 유지하고 기상 상태와 주변 환경 역시 발사에 이상이 없을 경우 발사 15분 전부터 자동 카운트다운이 시작된다.

6) 발사 후 회피기동

나로호는 발사대를 이륙한 직후, 나로호에서 분출되는 고온/고압의 화염이 발사대 시설에 손상을 주는 것을 최소화하고, 만일에 있을지 모르는 사고로부터 발사장과 시설들을 보호하기 위하여 발사대 회피 기동을 수행한다. 

발사대 회피기동은 나로호의 화염이 발사대 중요시설을 향하지 않고 발사대 바깥으로 향하도록 하며, 발사 직후 약 10여 초간 수행된다. 이때 나로호의 방향은 북동쪽을 향하게 되며, 이것은 비행경로를 이탈하는 것이 아니다.

※ 발사 자동 시이퀀스 단계 : 발사준비 작업이 종료된 후에는 최종 발사를 위한 PLO(Prelaunch Operation)가 시작된다. PLO는 이륙 900초 전부터 시작하며, 1단 및 2단의 발사관제시스템에 의해 진행되어 발사체를 발사시킨다.

※ 발사준비조건

○ 발사윈도우(Launch Window)

우주발사체는 하늘이 허락한 특정한 시간에만 발사가 가능하다. 이 시간을 일컬어 ‘하늘 문이 열리는 시간(Launching Window)'라 한다. 위성은 태양 에너지를 동력으로 하기 때문에 궤도에 진입한 후 위성의 태양 전지판이 태양을 정면으로 바라볼 수 있어야 한다. 만약 궤도에 진입한 위성이 지구 그림자 속으로 들어가 태양 에너지를 이용할 수 없다면 자체 배터리를 많이 사용해야 하기 때문에 효율적으로 운영되기 힘들다. 따라서 발사시간에 따른 태양의 위치와 위성 궤도면을 계산해 태양 에너지를 가장 효과적으로 이용할 수 있는 시간대에 발사하는 것이다. 

나로과학위성의 경우 발사체로부터 분리된 초기에는 3축 자세 안정화를 하고, 이후 태양 전지판의 한 면을 태양으로 향하는 1축 안정화 모드로 들어간다. 이러한 초기 운용시 위성이 지구의 그림자에 가려지는 일식 조건이 궤도상에서 장시간 지속되면 위성의 전력 생산량이 줄어들어 임무 수행에 영향을 받는다. 위성체에서는 이를 고려하여 위성이 궤도에 투입된 후 하루 동안의 각 궤도 주기 동안 10% 이하의 일식 조건을 필요로 한다.

하늘이 열리는 시간은 위성의 종류와 발사하는 장소 그리고 계절에 따라 다르다. ‘나로과학위성’의 경우 겨울철인 11월~1월에 발사할 경우는 오후에, 초여름철인 6월부터 7월 중순까지면 오전만 발사가 가능하다. 또한, 7월 하순은 오전, 오후 약 2시간씩 발사가 가능하다. 이외의 봄과 가을에는 오전, 오후 모두 가능하며 발사 가능시간은 약 2~3시간 동안 지속된다.

7) 6단계 이륙 및 분리

발사 후 200여초 뒤 위성을 감싸고 있던 페어링이 떨어져 나가고, 발사체 2단이 분리된다. 고도 300km 쯤에서 2단 킥모터(고체연료 엔진)가 연료를 다 태우고 난 뒤, 100여초 후 나로과학위성이 분리된다.