나로호 안타까운 우주의 꿈...26일 재발사?

19일 오후 5시로 예정됐던 한국 첫 우주발사체 나로호(KSLV-I)가 발사 7분 56초전인 이날 오후 4시52분 4초에 기술적 문제 발생에 따라 발사를 자동중지했다.

이상목 교과부 과학기술정책실장은 19일 “오늘의 발사 연기는 발사체 밸브들을 작동시키는 고압 탱크의 압력저하가 원인인 것으로 추정된다”며 “한국과 러시아의 기술진들이 종합적인 원인 분석을 하고 있고, 러시아 기술진은 수일 내 재발사가 가능하다는 분석을 내놓고 있다”고 밝혔다.

이날 나로호는 발사를 7분56초 남겨두고 발사가 갑자기 중단됐다. 나로우주센터 측은 발사가 중단된 이후 연료와 산화제로 구성되는 추진제의 배출을 시작했고, 발사체 기립설비 장비에 대한 재기립 작업에 나섰다.

발사체에 추진제를 다시 충전하는 데에는 약 72시간 정도가 소요되기 때문에, 재발사까지는 최소한 3일 이상이 필요할 전망이다. 이 실장은 “더욱 철저한 원인 분석을 마친 후 추후 발사 일정을 발표하겠다”며 “발사중지는 실패가 아니라 연기”라고 말했다.

교과부는 20일 오전 10시30분 발사중단 원인에 대한 분석결과를 발표할 예정이다.

교육과학기술부 관계자는 자동 카운트다운 과정(시퀀스)에 이상이 발생해 발사를 중단하게 됐다며 자동 시퀀스는 통제센터 내에서 발사시간을 통제하는 소프트웨어인데 무엇이 문제인지 분석하고 있다고 설명했다.

당초대로라면 19일 오후 5시에 나로호가 발사돼 13시간 후인 20일 새벽 궤도에 안착된 과학기술위성2호가 KAIST 인공위성개발센터와 교신함으로써 나로호 발사과정을 완료하는 것이었다.

발사가 중지됨에 따라 나로호를 발사대에서 제거할지는 아직 결정되지 않은 상태다.

‘발사 중지’는 발사 후 폭발 등으로 인해 발사체를 재사용할 수 없는 상황을 일컫는 ‘발사 실패’와는 다른 개념으로 발사 중지 요건이 해결될 경우 다시 발사가 가능하다.

7년간 5025억원의 개발비가 투입된 나로호는 여섯 차례나 발사가 연기되는 등 어려움을 겪었으며 이번 발사 중지로 또 한번 발사 일정을 연기하게 됐다.

◆험난한 로켓기술 독립의 길-7번째 연기

나로호는 2002년 월 개발 사업이 시작된 이래 6차례의 연기를 겪은 아픔이 있어 7번째인 이번 발사연기는 더욱 충격으로 받아들여지고 있다.

물론 이후에도 단 한번 만에 로켓발사가 성공하리란 보장은 없다.

우주 선진국인 미국이나 러시아도 수차례씩 연기에 연기를 거듭하다가 발사하는 경우가 다반사이다 보면 로켓강국의 길은 멀고도 험난하다는 말 밖에 달리 표현할 길이 없다.

실제로 2006년 3월 발사된 아리안호, 금년 7월 발사된 엔데버호는 각각 3차례, 6차례 연기된 바 있을 정도로 발사성공은 결코 쉽지는 않다.

교과부는 우리나라와 러시아 기술진의 원인 분석이 끝나면 발사 일정을 다시 잡겠다고 밝히고 있다. 다만 결코 급하게 서두르지는 않겠다고 강조했다.

이상목 교과부 정책실장은 러시아 기술진에 의하면 수일내에 재발사가 가능 추정하고 있습니다만 보다 철저한 원인분석 후 발사 일정을 다시 잡도록 하겠다“고 말했다.

이에따라 추후 발사시점은 이르면 국제기구에 발사 연기 한계 일자로 통보한 이달 26일 안에 재발사가 이뤄지는 경우, 그리고 아예 다음 달로 발사 일정이 더 연기되는 경우를 상정해 볼 수 있다.

그나마 발사체의 결함으로 인한 카운트다운 중단이 아니라는 발표가 온 국민에게 위안거리다.

◆단순 결함인가 중대결함인가

우주로켓의 발사가 어려운 이유는 이것이 종합적 기계,전자,화학공학의 총합체이기 때문이어서 어느 한 부분만 잘못돼도 처참한 실패로 이어질 수 밖에 없기 때문이다.

전문가들의 지적처럼 로켓 발사성공이 쉽지 않은 것은 우주발사체 구조가 워낙 복잡한데다 복합적인 전자기계시스템 등이 맞물려 있기 때문이다.

추진체(Propulsion)와 로켓 구조, 항공전자시스템, 분리시스템, 전기장비 시스템 등 로켓을 구성하는 많은 부분 중 한곳만 문제가 생기더라도 치명적 실패로 이어지기 때문이다. 유인우주선의 경우 더욱 더 신중에 신중을 기할 수 밖에 없다.

미국 최초의 위성발사체인 뱅가드(Vanguard)는 발사 2초 만에 폭발해 추진시스템 결함의 교훈을 일깨우는 대표적 사례로 꼽힌다.

전문가들은 로켓 발사 카운트다운 10초를 남겨두고도 문제가 감지되면 발사를 중지시킬 정도로 항공우주산업에서는 작은 결함이 천문학적 비용을 불러일으킬 수 있기 때문에 로켓 발사에는 신중을 기할 수 밖에 없다고 강조한다.

다행히도 이번 나로호 발사의 돌연 중단은 자동카운트 과정에서 '발사자동 시퀀스 시스템'이 데이터 확인 도중 기술적 문제를 발견한 데 따른 것이어서 그나마 안도하게 된다.

나로우주센터 관계자는 자동 시퀀스시스템이 1~2천가지의 각종 데이터를 확인하는 도중 한 두가지 데이터라도 문제를 발견하면 발사가 자동적으로 중단되게 돼 있다고 설명했다.

◆교과부, 20일 오전 발사 중지 원인 발표

20일 오전 10시 30분 교과부는 나로호 발사 중지의 원인을 발표한다.

여기서는 전날 나로우주센터에서 긴급소집된 한·러 비행시험위원회(FTC Flight Test Committee)가 거친 토의와 검토결과를 바탕으로 자동 카운트과정에서 발견된 기술적 문제 등에 대해 설명하게 된다.

검토내용이 '중대결함'으로 판명될 경우 나로호 발사를 둘러싼 엔진실험 미비 등의 논란이 다시 불거질 것으로 전망된다.

교육과학기술부와 항공우주연구원 관계자들이 발사작업에 들어가기 전까지만 해도 할 수 있는 일을 다했다고 강조해 온 만큼 예기치 못한 문제 돌출로 인한 발사연기의 장기화 가능성도 배제할 수는 없는 상황이다.

한편 19일 나로우주센터 나로호 발사대에서는 채워졌던 액체연료 등을 다시 배출시키는 작업이 완료됐다. 이에 앞서 발사통제실은 발사시작 50분에 제거했던 발사 기립대도 다시 세우는 작업을 벌였다.

◆항우연도 국민도 “안타깝다”

우리나라 최초의 우주발사체 나로호(KSLV-I)의 발사가 19일 전격적으로 중지되면서 발사 자체가 또 연기되자 긴장하며 발사 장면을 지켜보던 시민들은 허탈함과 아쉬움을 숨기지 못했다.

발사가 또 연기된 데 대한 지적도 있었지만 기술적 문제를 안고 발사해 사고가 나느니 차라리 중단하는 것이 나았다는 반응도 있었고, 재도전 때 성공을 기원하는 등 긍정적인 목소리도 많았다.

누구보다도 크게 실망한 것은 한국항공우주연구원 연구원들 .

전국 곳곳의 발사중계 현장에서 나로호의 발사 모습을 지켜보던 시민들도 갑작스런 발사중지 소식에 허탈함을 감추지 못했다.

경기도 과천 국립과천과학관 앞마당에 설치된 대형전광판을 통해 카운트다운을 지켜보던 600여명의 관람객들과 대전 한밭야구장에서 현장 중계를 지켜보던 시민들도 발사중지 소식에 실망하며 서둘러 자리를 뜨는 모습이었다.

나로호에 탑재된 과학기술위성 2호와 교신을 맡은 KAIST 인공위성연구센터 연구원들도 모니터를 통해 나로호의 발사 모습을 지켜보며 성공을 기원했으나, 안타깝게도 발사가 중지되자 허탈해하는 모습을 감추지 못했다.

◆발사실패로 단련된 우주강국들

나로호는 이번으로 7번째 발사를 연기하게 됐다. 러시아와의 기술 협력 지연과 발사대 부품 공급 차질, 1단 로켓의 연소시험 진통 등이 번번이 발목을 잡았다.

그러나 우주강국이라 불리는 미국, 러시아를 비롯, 인도 중국에 이르기까지 어느 나라도 쉽게 우주로 간 나라는 없다.

전 세계의 수많은 나라들 가운데 자국의 로켓으로 자국의 땅에서 인공위성을 발사한 나라들, 소위 스페이스클럽이라 불리는 9개 회원국 가운데 첫 번째 시도에서 성공을 거둔 나라는 러시아·프랑스·이스라엘 등 3개국에 불과할 정도다.

세계적으로도 최초 발사 성공률은 27.3%로 매우 낮다.

미국조차 첫 발사에 실패했고 일본은 4번이나 고배를 마셨다. 브라질의 경우 무려 3차례나 연거푸 발사체 폭발의 아픈 경험을 갖고 있을 정도다.

이는 우주 발사체에는 자동차보다 30배나 많은 약 30만 개의 부품을 사용하는 첨단과학기술의 집합체이기 때문이다. 나로호는 말 그대로 성공적인 발사를 위한 일시적 중지인 만큼 지나친 비관은 금물이다.

얼마 전 발사된 미국의 우주왕복선 인데버호역시 기상 악화와 연료장치 이상으로 6번이나 막판에 발사를 연기했으나 역사상 가장 훌륭한 발사라는 평가를 받았다.

전 세계 우주 강국의 공통점은 그런 숱한 실패를 딛고 다시 도전에 나서 오늘의 우주강국으로 우뚝섰다는 점이다.

◆다목적 실용위성1호에서 나로호 개발까지

우리나라의 우주개발은 우주 선진국보다 약 40년 늦은 지난 1990년대에 본격 시작됐다.

1996년 4월 국가우주개발중장기계획을 수립하며 2천억 원의 예산으로 다목적실용위성 1호 개발을 범부처 사업으로 시작, 우주개발을 부문별로 체계적으로 추진하는 계기가 됐다.

산업적 파급효과가 큰 위성 분야와 달리 로켓분야는 시간 및 예산의 제약이 더 컸다.

한국 최초의 과학관측로켓 KSR-I 개발은 1987년 천문우주과학연구소의 제안으로 1단형 고체추진 과학로켓(KSR-I) 연구개발을 시작, 6년만인 1993년 총 28억5천만 원을 투입한 끝에 완료됐다.

1998년 6월 개발된 2단형 고체추진 과학로켓인 중형과학로켓(KSR-Ⅱ)은 1997년 7월9일과 1998년 6월 11일 발사시험을 수행했다. KSR-II는 두번째 발사에서 실험관측에 성공했다.

특히 2002년 11월 28일 성공적으로 발사된 국내 최초의 액체추진 과학로켓(KSR-Ⅲ)은 나로호 개발의 모태가 됐다.

당시 항우연은 엔진추력을 쉽게 조절할 수 있고 비행 시 재점화가 가능하며, 군사용으로 부적절해 규제가 덜한 액체추진기관 개발로 방향을 전환했다.

780억원의 개발비가 투입된 이 로켓은 길이 13.5m, 직경 1m, 무게 6.1톤 규모로 231.8초 동안 79.5m를 성공적으로 비행했다. KSR-Ⅲ 개발을 통해 확보한 위성발사체 기반기술은 나로호 개발에 직접 활용됐다.

◆'나로호(KSLV-I)' 이후의 과제는

이번 발사에 사용되는 로켓 나로호(KSLV-I)는 공동 개발이 아니라 러시아로부터 로켓 1단 기술을 이전받는 것에 불과하다는 지적도 받고 있다.

실제로 나로호(KSLV-I)는 길이 33.5m, 지름 2.9m, 무게 140톤 규모의 2단형 로켓으로 하단 액체연료 로켓은 러시아 흐루니체프사가 개발했고 상단 고체연료 로켓은 우리나라가 개발했기 때문이다.

반면 교과부와 항우연 말처럼 러시아와의 기술 협력을 통해 우리가 발사체 체계기술을 확보하고 위성발사체 개발과정의 설계·제작·시험·조립·발사운영·발사 등을 체득한 점은 중요한 수확이다.

따라서 우리의 향후 과제는 당연히 발사체 개발에 필요한 것은 광범위한 기술확보에 집중되어야 한다. .

현재 우리나라는 발사체 기술자립을 위한 선행연구로 ▲추진제 탱크 ▲30톤급 액체엔진 ▲75톤급 액체엔진 연구를 추진 중이다. 30톤급 액체엔진은 개발 마무리 단계로 시험을 계획 이며, 75톤급 액체엔진은 부품 레벨에서 개발을 시작한 상태다.

◆우주기술 뒤에 숨은 국제정치학

2차대전 당시 독일 브라운 박사의 로켓 연구는 V로켓시리즈로 영국본토를 쑥대밭으로 만들어놓았고 이후에도 로켓기술은 미 소 냉전시대와 동서 대결구도를 거치면서 크루즈 미사일, 대륙간탄도탄(ICBM)으로 대표될 정도로 로켓기술은 장족의 발전을 보여주었다.

구 소련이 1975년 10월4일 인류최초의 인공위성 스푸트니크를 발사하면서 인류의 우주개발 경쟁은 더욱 가속돼 왔다.

소련이 우주를 지배한다는 것은 미국인의 시각에서 공산주의가 전세계를 지배하는 의미와 동일시됐기 때문이었다. 이후 미국은 아폴로 우주계획을 발표하고 10년내 달에 인간을 보내게 된다.

그러면서도 냉전시대를 거친 미국과 구소련은 수시로 전략무기감축협상, 전략무기제한협상등을 갖는데 이것들이 모두 미사일을 대상으로 한다는 점에서 로켓과 국제정치학의 함수를 읽게 된다.

로켓에 재래식 탄두를 달면 미사일이 되고 핵탄두를 달면 핵미사일이 되기 때문이다.

최근 파이낸셜타임스(FT)가 순수한 우주개발 목적으로 진행하는 우리의 실험에 대해 군비경쟁 운운하는 이유도 따지고 보면 여기에 있다.

로켓개발의 역사가 우주개발역사이기도 하지만 불화살에서 시작된 미사일개발의 역사이기도 하기 때문이다.

FT는 인공위성인 나로호 발사가 한국의 첫 인공위성 발사는 북한의 화해 움직임을 시험하는 기회가 되는 한편 아시아의 군비경쟁을 다시 자극할 우려가 있다고 지적한 것도 마찬가지 이유에서다.

북한이 지난 4월 미사일로켓을 발사하면서도 인공위성 발사라는 명목을 내세워 장거리 미사일을 발사한것도 따지고 보면 이같은 맥락에서 이해할 수 있다.

FT가 한국의 나로호 발사에 대한 북한의 반응이 앞으로 남북관계의 향방을 결정짓게 될 중요한 지표라고 말한 것도 우연이 아니다.

신문은 지난 4월 북한의 장거리 미사일 발사 이후 한국의 정치권에서 한국이 미국 주도의 '미사일기술통제체제(MTCR)'에 가입해 과학 기술개발에 제약을 받고 있다는 비난이 일고 있다고도 지적했다.

MTCR은 미사일 사정거리를 300km로 제한하고 있지만 북한은 지난 4월 사정거리 3000km의 장거리 미사일을 발사한 바 있다.

◆우리 우주기술 수준과 향후 과제

한국 첫 우주발사체 나로호(KSLV-I)의 19일 발사 연기는 우주기술 개발의 험난한 현실을 적나라하게 보여주었다고 할 수 있다.

무엇보다 우주발사체 기술의 완전한 자급이 시급하다는 점을 절실히 상기시켜주고 있다는 지적이다.

이번 나로호의 핵심기술이라고 볼 수 있는 1단 로켓은 러시아와 공동개발이라고는 하지만사실상 우리의 적극적인 참여가 어려웠던 부분이기 때문이다.

특히 우주기술보호협정 등으로 액체연료엔진 로켓의 기술이전도 요원해 7년간 기술개발을 해왔으면서도 사실상 대책이 없다는 점이 새삼스레 확인됐다.

이번 발사연기는 이제 1단 로켓까지 자력으로 개발하는 항공우주 기술자립에 초점을 맞춘 우주개발진흥기본계획을 본격화해야 한다는 숙제를 제시했다고 볼 수 있다.

관심이 집중되는 액체엔진 분야에서 우리나라의 전반적 기술 수준은 우주기술 선진국 대비 60∼70%인 것으로 분석된다. 탑재체 기술도 선진국 대비 50∼60%에 불과하다.

위성 정보 및 임무 활용 분야의 경우 전반적인 기술 수준에서 우주기술 선진국의 50∼70%에 이르는 연구개발 능력을 보유하고는 있지만, 하드웨어 개발 위주의 투자로 임무 활용 등 소프트웨어 분야의 기술 수준은 상대적으로 낮다는 평가다.

정부는 오는 2016년까지 우주개발진흥기본계획 기간에 총 3조6천억원의 예산을 투입할 전망이다.

특히 이번 발사연기 사태를 계기로 나로호에 이어 한국형발사체(KSLV-II) 개발 사업을 본격화해야 한다는 지적이 쏟아지고 있다.

한국형발사체(KSLV-II)는 오는 2018년까지 10년간 1.5t급 실용위성을 지구 저궤도에 발사할 수 있는 발사체 개발 및 발사를 내용으로 진행될 예정이다.

이 프로젝트는 ▲발사체 시스템 설계, 제작 및 시험 ▲고추진력 액체로켓엔진 개발 ▲발사체 체계종합, 운용능력 확보 및 실용위성 발사 등을 핵심 목표로 한다.

한국항공우주연구원 이주진 원장은 강한 대한민국 건설을 위해서는 지속적인 우주개발 육성정책과 위성 자력발사 능력 확보가 중요하다며 특히 위성 자력발사 및 우주탐사 추진을 위해서는 우주운송시스템(발사체) 개발이 필수적이라고 강조했다.

앞으로 항우연은 한국형 발사체 개발에 있어 자력 개발을 전제로 추진하되 핵심요소 기술개발을 위해 외국과 전략적으로 협력하는 방안을 적극 모색해야 한다는 지적이다.

◆나로호, 올림픽에 맞먹는 경제 효과 창출

우리나라의 첫 우주발사체인 '나로호'가 창출할 경제적 가치가 2조3000억 원 가량 될 것으로 조사됐다.

19일 산업연구원(KIET)의 '나로호 발사의 경제적 효과와 발전 과제'라는 보고서에 따르면 나로호 발사와 관련한 경제적 효과는 1조7588억 원~2조3445억 원에 달할 것으로 분석됐다.

보고서에 따르면 그 효과는 크게 ▲수출 증가 효과 ▲홍보 효과 ▲발사장 건설에 따른 생산 유발 효과 등으로 나뉜다.

이에따른 나로호 개발 및 발사장 건설에 따른 생산과 부가가치 유발효과는 각각 8959억 원과 3509억 원으로 추정되고 있다.

구체적으로 살펴보면 발사체 개발에 쓰인 5100억 원 중 국내 투입액은 2549억 원. 산업연구원은 이를 통해 3269억 원의 생산 유발효과와 2365억원의 부가가치 유발효과가 발생할 것으로 예상했다.

또 3300억 원이 지출된 발사장 건설에 쓰인 국내 투입액은 2600억 원으로 이를 통한 생산과 부가가치 유발효과는 각각 5330억 원과 1144억 원이다.

여기에 홍보 효과도 지대할 것으로 분석됐다. 우리나라의 이미지가 제고돼 발생하는 수출 증가 효과는 8154억 원∼1조3591억 원, 홍보 효과는 475억 원∼894억 원, 생산 유발 효과는 3629억 원이다.

우리나라 상품에 대한 국제적 인지도가 올라간다는 분석도 나왔다. 나로호 발사의 성공이 월드컵이나 올림픽에 견줄 만한 경제적 효과를 낼 것이란 분석이다.