러시아 드네프르 로켓 발사 장면

러시아 야스니 발사장 현지시각 3월 26일 오전 3시 8분 46초(한국시간 같은날 오전 7시 8분 46초) 우리나라의 아리랑 3A호(Kompsat-3A)를 싣고 발사되는 러시아의 드네프르 로켓의 모습입니다. 한밤중이고 안개가 끼어 있어 잘 보이지 않네요.

아래는 다른 위성을 싣고 낮에 발사되는 장면입니다.

지하 사일로에서 드네프르 로켓 1단 아래에 장착된 고온 개스 발생기가 점화되어 고온의 개스가 발생되면 개스 압력으로 드네프르 로켓은 지하 사일로에서 공중으로 올려집니다. 드네프르 로켓을 지하 사일로에서 지상으로 배출한 고온 개스 발생기는 드네프르 1단에서 분리된 후 작은 로켓이 발사되어 옆으로 튕겨 나갑니다. 이는 고온 개스 발생기가 떨어지며 지하 사일로를 충격해 사일로가 파괴되는 것을 막기 위함입니다.

고온 개스 발생기가 떨어져 나가고 관성으로 하늘로 조금 더 솓구친 드네프르 로켓은 지상 약 20 m 상공에서 연료로 UDMH(Unsymmetrical dimethylhydrazine; NH₂N(CH₃)₂), 산화제로 N₂O₄(Dinitrogen tetroxide)를 이용하는 4개의 RD-263 1단 액체 로켓 엔진을 점화해 성공적으로 발사되었습니다. 연료와 산화제로 사용되는 UDMH와 N₂O₄는 상온에서 액체로 두개의 물질이 서로 섞이면 자동으로 점화되는 성질(hypergolic propellant)이 있습니다. 따라서 별도의 점화 장치가 필요없어 로켓엔진 구조가 간단하며 로켓 엔진 연료로 신뢰성이 높고 또한 로켓 엔진을 몇번이고 껐다가 다시 켤 수 있습니다. 아울러 액체 수소나 액체 산소를 사용하는 로켓엔진은 극저온을 견디는 구조여야 하나 UDMH와 N₂O₄는 상온에서 액체이므로 이런 구조가 필요없습니다. 다만 UDMH와 N₂O₄는 대단히 독성이 강하고 극도의 부식성 물질이므로 오랫동안 로켓 연료탱크에 저장할 수는 없으며 취급이 극히 까다롭습니다.

드네프르 로켓은 우크라이나에서 개발된 대륙간 탄도 미사일로 냉전 당시 구소련이 자랑했던 서방을 겨냥한 가장 강력한 핵탄두 장착 대륙간 탄도 미사일중의 하나인 소련 제식명칭이 R-36A(나토명 SS-18 사탄)입니다. 냉전시 SS-18 사탄은 18 메가톤(나중에 25 메가톤으로 증강됨)짜리 수소폭탄 탄두 1개나 10개의 개별 목표 재진입 핵탄두(MIRV)를 장착했던 무시무시한 대륙간 탄도미사일이었고 현재도 러시아의 핵전력중 상당부분을 차지하고 있습니다.

핵탄두를 실어나르는 대륙간 탄도 미사일인 SS-18 사탄에서 핵탄두 대신에 상업용 위성을 우주로 실어나르는 위성 발사체로 변신한 드네프르 로켓은 다른 로켓과 다르게 그 전신이 대륙간 탄도 미사일이어서 발사 당시의 기상 조건의 구애를 덜 받습니다. 일반 우주 발사체로는 발사가 불가능한 초속 25 미터의 강풍이 부는 날에도 발사가 가능합니다.

발사 후 미국의 우주 위성체 탐사를 전담하는 미 공군에서 즉각적으로 아리랑 3A의 궤도 데이터를 측정해 발표했는데 예측했던대로 지구 상공 528 km에서 적도를 기준으로하는 궤도 경사각이 97.5도로 정확한 궤도에 안착했다는 것을 확인했습니다.

이번 아리랑 3A호 발사는 4개의 로켓이 경쟁 입찰에 참여했습니다. 즉 유럽연합의 아리안, 일본의 H2, 그리고 러시아의 드네프르와 소유즈였는데 드네프르가 2500만 달라를 제시해 가장 발사 비용이 저렴했습니다.