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| 엔진 | 누리호 75톤급 엔진 (연소 시험)ㆍ누리호 7톤급 엔진 (연소 시험) | ||
| 기타 | 시험발사체ㆍ누리호 성능검증위성(PVSAT)ㆍ차세대소형위성 2호(NEXTSat-2)ㆍ도요샛(SNIPE) |
| KSLV-Ⅱ 누리 KSLV-Ⅱ "Nuri" | |
| |
| <colbgcolor=#0047a0><colcolor=#ffffff> 명칭 | 한국형발사체-Ⅱ (Korea Space Launch Vehicle-Ⅱ) 누리 (Nuri) |
| 개발 계획 | 한국형발사체(KSLV) 계획 |
| 용도 | 저궤도 실용 위성 발사체 |
| 설계 | 한국항공우주연구원 |
| 제작 | 한국항공우주연구원 |
| 체계 종합 | 한화에어로스페이스 |
| 사용국 | |
| 상태 | 운용 중 |
| 공식 웹사이트 |
| 미션 패치 | |||
| <nopad> | |||
| 제원 | |||
| {{{#!wiki style="margin: 0 -10px -5px; min-height: 26px" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px" | <colbgcolor=#0047a0><colcolor=#ffffff> 높이 | 47.2 m | |
| 23 m(1단), 15.6 m(2단), 7 m(3단) | |||
| 직경 | 3.5 m(1단), 2.6 m(2단), 2.6 m(3단) | ||
| 중량 | 200 t | ||
| 단수 | 3단 | ||
| 탑재 능력 | 3,300 kg (300km LEO) 2,400 kg (500km SSO) 2,200 kg (700km SSO) | ||
| 1단 | |||
| 엔진 | 4 × KRE-075 SL | ||
| 추력 | 300 tf (해면) 2,976 kN[1] | ||
| 비추력(SI) | 298.1 s | ||
| 연소 시간 | 128.3 s | ||
| 추진제 | 액체 추진제(케로신(Jet A-1)/액체 산소) | ||
| 2단 | |||
| 엔진 | 1 × KRE-075 Vac. | ||
| 추력 | 75 tf (744 kN)[2] | ||
| 비추력(SI) | 315.4 s | ||
| 연소 시간 | 143.9 s | ||
| 추진제 | 액체 추진제(케로신(Jet A-1)/액체 산소) | ||
| 3단 | |||
| 엔진 | 1 × KRE-007 | ||
| 추력 | 7 tf (68.65 kN) | ||
| 비추력(SI) | 325.1 s | ||
| 연소 시간 | 502.1 s | ||
| 추진제 | 액체 추진제(케로신(Jet A-1)/액체 산소) | }}}}}}}}} | |
| 발사 기록 | |||
| 발사장 | 나로우주센터 제2 발사대 | ||
| 총 발사 횟수 | 4회 (성공: 3회 / 실패: 1회)[3] | ||
| 발사일 | 1차(시험): 2021년 10월 21일(목) 17시실패[4] 2차(시험): 2022년 6월 21일(화) 16시성공 3차: 2023년 5월 25일(목) 18시 24분성공 4차: 2025년 11월 27일(목) 01시 13분성공 5차: 2026년 6월(예정) 6차: 2027년 9월(예정) | ||
1. 개요
누리호 또는 KSLV-Ⅱ(Korea Space Launch Vehicle-Ⅱ, 한국형발사체-Ⅱ)는 한국항공우주연구원이 KSLV 계획에 따라 2022년 개발해 운용 중인 우주 발사체다.대한민국 최초의 저궤도 실용 위성 발사용 로켓으로, 누리호의 발사로 한국은 세계 11번째 자력 우주 로켓 발사국, 1톤 이상의 실용 위성을 궤도에 안착시킬 수 있는 7대 우주 개발 국가로 자리매김하게 되었다.[5] 누리호 개발 사업에는 나로호에 투입된 예산 5천억 원의 4배인 2조 원이 투입되었고, 누리호에 사용되는 기술들은 향후 개발할 KSLV-III의 기반이 될 예정이다.
이름인 '누리'는 경상대학교(現 경상국립대학교) 에너지기계공학과 학생인 백승엽 씨가 응모한 명칭으로, 대국민 명칭 공모전을 통해 10,287건의 후보 가운데서 결정되었다. #
2. 제원
| | |
| 제원 | ||
| <colbgcolor=#505050><colcolor=#ffffff> 단수 | 3단[6] | |
| 높이 | 47.5 m | |
| 직경 | 3.5 m | |
| 총 중량[7] | 약 200 t | |
| 건조중량 | 19.7 t | |
| 연료탑재량 | 175.6 t | |
| 연료 / 산화제 | 케로신(Jet A-1) / 액체산소 | |
| 탑재 능력 | 3.3 t (300km LEO) 2.4 t (500km SSO) 2.2 t (600~700km SSO) 1 t (GTO)[8] | |
| 추력 | 2940 kN | |
| 엔진 | <colbgcolor=#505050><colcolor=#ffffff> 1단 | 해면 75톤급 엔진 (KRE-075 SL) x 4개 |
| 2단 | 고공 75톤급 엔진 (KRE-075 Vac.) x 1개[9] | |
| 3단 | KRE-007 x 1개 | |
누리호는 총 3단의 액체로켓으로 구성되어 있다. 1단에는 추력 735 kN의 75톤급 엔진 4개를 클러스터링하여 총 300톤의 추력을, 2단에는 75톤급 엔진 하나를 사용한다. 3단에는 7톤급 엔진 하나를 사용한다. 모든 엔진은 한국항공우주연구원(KARI)에서 개발하였다.
이 설계는 유럽우주국의 우주발사체 아리안 시리즈와 유사한 점이 많은데 1~2단에 추력이 높은, 3단에 추력이 낮은 엔진을 배치하는 구성이 그러하다. 특히 누리호 설계안 중에서는 아리안 시리즈의 상단 엔진인 HM7B를 면허생산하는 안까지 있었으니 어느 정도 설계사상에서 영향을 받았다는 추측도 있는 편이다. 차이점이라고 하면 사용하는 연료의 종류와 고체 부스터의 유무 정도이다. 누리호는 전 엔진이 케로신인 반면, 아리안 1~4는 사산화이질소와 UDMH를 사용하였고 6톤급 엔진에 액체수소와 액체산소를 이용하였다.
탑재체(payload)의 중량이 1톤을 넘는 것을 기준으로 세계 7번째 독자개발 로켓이다. 앞선 6개국은 미국, 러시아, 중국, EU(프랑스), 일본, 그리고 인도다. 북한의 은하 로켓은 페이로드가 200kg이기 때문에 포함되지 않는다. 이는 우주 공간에서 실용적인 목적으로 사용될 수 있는 탑재체를 발사할 수 있는 능력과 직결되며 이 점에서 한국의 우주개발 기술력이 국제적인 수준에 도달했음을 입증하는 의미를 갖는다.
한국보다 먼저 자국에서 독자개발 로켓을 개발, 발사한 국가들 중 영국은 지난 수십년 동안 자국산 우주로켓 개발을 중단한 상태(추후 재개 계획)다. 또한 이스라엘, 이란, 북한은 탑재중량이 1톤에 미달한다. 또한 한국은 2021년 한미 미사일 사거리 지침의 종료 이전까지는 고체연료 로켓 개발에 많은 제약을 받았고, 민간 로켓은 기술적으로 고체연료보다 난이도가 높은 액체연료 로켓을 중심으로 개발을 진행하여 다른 국가보다 그 기간이 늦어진 측면이 있다.
개발 이후 시험발사결과 누리호의 성능이 예상보다 높은 수치를 기록해 탑재중량이 700km 궤도 기준 1.5t에서 2.2t, 500km 2.4t, 300km 3.3t으로 증가하였다. ##
2.1. 엔진
누리호에 사용되는 엔진은 총 두 종류로 75톤급 액체엔진 그리고 7톤급 액체엔진이 사용된다. 아래 사진의 좌측에 있는 75톤급 엔진은 1단 해면용(KRE-075: 2.9m x 1.6m)이다. 2/3단용 엔진과는 다른 불룩한 연소실 형상이 특징이다. (#)| |
| 75톤급 엔진 시제품(좌), 7톤급 엔진 모형(우) |
75톤급 엔진은 2단 고공용(KRE-075V: 4.0m x 2.2m)이다.# 지상의 정지 상태에서 점화되는 1단 엔진과 대기압이 크게 낮은 고도 60km 상공에서 비행 중 시동되는 2단 엔진 간 연소실 구조 등 여러 차이가 확연하다. 두 종류의 75톤 엔진은 전체적인 크기는 물론 노즐의 팽창비와 진공 추력을 포함한 각종 성능이 다르다.
2.1.1. 75톤급 엔진
#!if (문단 == null) == (앵커 == null)
를#!if 문단 != null & 앵커 == null
의 [[누리호 75톤급 엔진#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[누리호 75톤급 엔진#|]] 부분을2.1.2. 7톤급 엔진
#!if (문단 == null) == (앵커 == null)
를#!if 문단 != null & 앵커 == null
의 [[누리호 7톤급 엔진#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[누리호 7톤급 엔진#|]] 부분을3. 개발 및 경과
#!if (문단 == null) == (앵커 == null)
를#!if 문단 != null & 앵커 == null
의 [[누리호/개발 및 경과#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[누리호/개발 및 경과#|]] 부분을4. 발사 기록 및 계획
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를#!if 문단 != null & 앵커 == null
의 [[누리호/발사 기록 및 계획#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[누리호/발사 기록 및 계획#|]] 부분을5. 필요성에 대한 찬반양론
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를#!if 문단 != null & 앵커 == null
의 [[누리호/필요성에 대한 찬반양론#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[누리호/필요성에 대한 찬반양론#|]] 부분을6. 후속 프로젝트
===#누리호 개량형, 또는 KSLV-IIA로 계획된 개량방안에 관해서는 75톤급과 7톤급 추력을 유지한 상태에서 최소개량하는 방안부터 2단형 발사체를 제작하여 1단에 94톤급 엔진, 2단에 9톤급 엔진을 탑재하는 방안까지 5개의 안이 제시되었다. 5개의 안 중 선택된 4안은 태양동기궤도(SSO)에 2.8t, 달천이궤도(LTO)에 830kg급 달 탐사선을 투입할 수 있을 정도의 성능개량을 목표로 한다.[10]
이에 무게는 기존 누리호보다 32톤 증가한 232톤, 길이는 16.5m 증가한 54m로 계획되었다. 1단은 고압연소기 개발을 통해 성능을 개선한 82톤급 터보펌프엔진 4기, 2단은 기존 75톤급 터보펌프엔진 1기, 3단은 9톤급 다단연소사이클엔진 1기가 탑재된다. 추가적으로 고체부스터는 발사체 내구도 및 발사대 입지 문제 등으로 장착이 어려운 것으로 알려졌다.
2029년 9월, 1차 발사는 소행성 탐사 투입궤도 검증위성과 우주비행기 핵심기술 검증 시험위성을 탑재할 예정이며, 2030년 11월 2차 발사는 한국형 달 착륙선을 탑재할 예정이었다. 한미 미사일 사거리 지침 종료 등의 변화로 예비타당성 조사에서 탈락했다. #
2022년 4월 예비타당성 총괄위원회는 '차세대 발사체 개발사업'을 예비타당성조사 대상으로 선정하였다. 이는 KSLV-III 개발 사업으로서, 누리호 개량형 개발사업인 '한국형발사체 고도화 사업'이 예비타당성조사에서 탈락하자 아예 새로운 차세대 발사체인 KSLV-III를 개발하는 방향으로 선회한 것으로 추정된다. 이후 2022년 11월, KSLV-III 개발사업인 '차세대 발사체 개발사업'이 예비타당성 조사를 통과함에 따라 KSLV-IIA 누리호 개량형은 페이퍼 플랜이 되었다.##
6.1. KSLV-III
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의 [[KSLV-III#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[KSLV-III#|]] 부분을7. 기타
===# 누리호에 대한 오해 #===- 누리호의 엔진은 나로호 때 러시아 기술을 이전받은 엔진이다?
- MTCR은 국가간 로켓 시스템의 이전을 규제해 불가능하다. 이에는 액체엔진 기술도 물론 포함된다. 누리호 엔진은 2007년 30톤급 엔진의 핵심 부품 개발부터 시작해온 순수 국산 기술로 다른 구조이다. 러시아가 나로호에 사용한 엔진은 해외 수출용인 RD-151 엔진으로, 가스를 재활용하는 다단연소사이클 엔진이지만, 누리호의 75톤급 엔진은 가스가 따로 나오는 가스발생사이클 엔진이다. 다단연소사이클은 예연소기를 사용하지만 가스발생사이클은 가스발생기를 쓰는 등 둘의 구조적 차이가 크다. 또한 다단연소사이클은 효율성이 더 좋은 엔진이다. 기술을 이전한 엔진이라면, 굳이 가스발생사이클 엔진으로 제작할 이유가 없다.
- # 나로호 개발 당시 지상검증용 발사체(GTV)에 장착된 모형 RD-151엔진이 사실 모형이 아닌 실제 엔진이었다는 이야기가 있는데 이에 대해서는 나로호 문서를 참고.
- 누리호의 엔진은 구형이다?
===# 광명성 로켓과의 비교 #===
| |
| 북한의 광명성 로켓과 대한민국의 누리호 로켓의 비교 |
===# 나로호와의 비교 #===
| 구분 | 나로호(KSLV-Ⅰ) | 시험발사체 | 누리호(KSLV-Ⅱ) |
| 탑재중량 | 100kg | - | 1,900kg → 2,200kg[12] |
| 투입고도 | 300km | - | 600~800km |
| 총 중량 | 140t | 52.1t | 200t |
| 총 길이 | 33.5m | 25.8m | 47.2m |
| 최대직경 | 2.9m | 2.6m | 3.5m |
| 엔진 추력 | 1단 액체엔진(170톤) 2단 고체엔진(7톤) | 1단 액체엔진(75톤) | 1단 액체엔진(300톤) 2단 액체엔진(75톤) 3단 액체엔진(7톤) |
| 발사시기 | 2009, 10, 13. | 2018. 11. | 1차 발사(2021. 10. 21.) 2차 발사(2022. 6. 21.) 3차 발사(2023. 5. 25.) 4차 발사(2025. 11. 27.) |
| 연구개발 인력 | 165명 | 250명 | |
| 예산 | 5,205억 원 | 1조 9,572억 원 | |
8. 여담
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의 [[누리호/여담#|]] 부분을9. 관련 문서
10. 둘러보기
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| 2031년 | 달 연착륙 검증선KSLV-III · 천리안 5호 | |
| 2032년 | 한국형 달 착륙선KSLV-III · 천리안 6호 · 아리랑 8호 | |
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| [[우주 개척| 21세기의 우주 개발 |
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[1] 744 kN × 4[2] Ibid.[3] 2018년 11월 28일 성공한 누리호 시험발사체(1단, 75톤 엔진 1기) 발사 불포함 집계[4] 3단 엔진 조기 종료로 인한 실패.[5] 미국, 러시아, 프랑스(EU), 일본, 중국, 인도, 한국.[6] 3단형 발사체인 이유는 태양동기궤도 투입을 위한 것이라고 한다. 참고로 저궤도 발사에는 2단 구성이 더 효율적이다.[7] 발사체 자체 중량+연료 탑재량+페어링+페이로드 중량[8] #[9] 사진상의 7톤급은 75톤의 오타[10] 기존 발사체는 SSO 1.5t, LTO 70kg (4단 고체모터 사용 시 550kg) 투입성능보유[11] 다만 멀린 엔진은 스페이스X가 작은 벤처 회사였던 2000년대에 설계된 것이며, 차세대 로켓인 스타십에는 전유량 다단연소 사이클 메탄 엔진이 탑재된다.[12] 3차 발사 시 페이로드 1.9톤 기술 실증에 성공했으며, 4차 발사 현재 설계중량은 성능량상에 의해 2.2톤으로 늘어났다. 참고로, 2013년 8월 러시아에서 발사된 아리랑 위성 5호(KOMPSAT-5)의 중량이 1,400kg 안팎이다.[13] 누리호 탑재위성이 주로 극궤도이고 남쪽으로 발사돼서 보통 첫 교신을 항우연에서 세운 세종 과학기지 관제소에서 하고 성공을 확인한다.#