우리 위성 우리가 쏠 날 머지 않았다

한국형 발사체 엔진 실험 성공...2021년 본 발사

[고흥=김윤희 기자]한국형 발사체' 누리호'에 실리는 75톤 액체엔진 성능이 28일 시험 발사로 검증되면서 향후 본 발사 성공 가능성이 높아졌다.

본 발사까지 성공해 우주 발사체 독자 개발 기술을 보유하게 될 경우 위성 발사 관련 편의가 높아질 전망이다. 현재까지는 위성을 발사할 경우 해외 발사체에 의존해 쏘아올린다.

한국형 발사체를 활용할 수 있게 되면 필요 시 국내에서 위성을 우주로 쏘아올릴 수 있게 된다.

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원(KARI)은 28일 오후 4시 전라남도 고흥 나로우주센터에서 누리호 시험 발사체가 성공적으로 발사됐다고 밝혔다.

시험 발사체는 무게 52.1톤, 총길이 25.8m, 최대지름 2.6m인 1단형 발사체다. 총 3단으로 구성된 누리호의 2단부에 해당한다. 누리호 엔진과 동일한 75톤 액체엔진의 비행 시험을 통해 비행 성능과 구조, 전자, 제어 등 시스템을 점검하는 것이 발사 목적이다.

누리호 시험 발사체

*영상=[누리호 시험 발사체] 시험 발사체 발사 영상

■발사체 근간 '액체엔진' 성능 검증...2030년 해외 우주 발사체 시장 넘본다

과학기술정보통신부는 시험 발사체와 나로우주센터 레이더 등 추적 장비가 보내온 원격 전송 정보를 통해 분석한 결과 시험 발사체 엔진 정상 작동을 확인했다고 밝혔다.

시험 발사체에 탑재된 75톤 액체엔진이 총 151초간 연소돼 연소 목표 시간이었던 140초 이상을 달성한 것.

엔진 종료된 시점에는 75km 고도까지 상승했다.

엔진 연소 종료 후에는 관성 비행을 통해 발사 후 319초 경 최대 고도인 209km에 도달했다. 이후 포물선 형 비행 궤적을 따라 나로우주센터에서 429km 떨어진 제주도 남동쪽 공해 상에 낙하했다. 예상 고도인 201km, 예상 낙하 궤적 400km인 것을 고려하면 계산된 범주 내에서 시험 발사가 이뤄졌다는 설명이다.

왼쪽부터 임철호 한국항공우주연구원 원장, 고정환 한국항공우주연구원 본부장, 박정주 한국항공우주연구원 나로우주센터장

본 발사체의 경우 시험 발사체와 여러 차이가 있지만 발사 준비 과정 자체는 거의 동일하다.

고정환 KARI 본부장은 "지상 연소 시험에서 충분한 연소 결과를 확인해 시험 발사에 대한 필요성 관련 논란이 있었지만, 이번 발사를 통해 준비 과정에서 어떤 부분이 보완돼야 하고, 어떤 부분이 만족스러운지 판단할 수 있는 중요한 기회였다"고 강조했다.

고정환 본부장은 이번 시험 발사체 성공 후에도 우주 발사체 개발 사업에 대한 국민의 지속적인 지지가 필요하다고 호소했다.

고 본부장은 "우주 산업은 많은 예산이 투입돼야 해 국민 지지 없이는 추진이 불가능하다"며 "미래 세대를 위해 우주로 갈 수 있는 기반이 필요하고 이를 위해 가장 필수적인 것이 발사체라 보여진다"고 말했다.

이어 "저희 기술 능력이 부족해서가 아니라, 타국의 기술 지원 없이 우리 힘으로 사업을 추진하면서 헤매다가 제 갈 길을 찾아가는 부분이 없지 않다"며 "국민들이 이해해준다면 목표로 한 부분들에 대해 끝을 보고 싶다"고 덧붙였다.

이진규 과기정통부 제1차관은 "현재 우리나라가 위성 발사를 위해 해외 발사체에 의존하듯이, 오는 2030년엔 국내 발사체를 통한 해외 위성 발사 등 해외 시장 진출을 할 수 있게 될 것"이라며 "이번 시험 발사 성공은 이런 미래를 위해 나아갈 수 있는 자신감을 갖게 된 것이 가장 큰 쾌거"라고 말했다.

■누리호 시험 발사 이후 절차는...

한국형 발사체는 지난 2010년부터 개발돼 왔다. 발사체 관련 기술은 우주 선진국들이 국가적 자산이라는 이유를 들어 유출이 금지돼 있다. 이 때문에 문헌과 지속적인 시행착오를 거쳐 발사체 설계와 개발을 마쳤다.

이를 위해 KARI 외 연간 80여개 기관 1천여명이 개발에 참여하고 있다.

이날 검증된 75톤급 엔진 4기를 묶어 300톤급 1단 엔진을 개발하고, 75톤급 2단, 7톤급 3단을 개발, 조립하는 과정을 거쳐 누리호를 제작하게 된다. 엔진을 묶는 클러스터링 기술에서는 각 엔진의 연소를 최대한 유사하게 맞추는 기술이 필요하다.

시험 발사 이후 다음해부터는 최종 목표인 누리호 본 발사체 개발을 위해 1단, 3단 체계 모델 제작과 성능 검증을 추진한다. 그외 구조체, 제어 탑재, 전자 탑재, 열·공력 등 발사체 부가 시스템을 시험, 평가한다.

또 7톤, 75톤 액체엔진에 대한 신뢰도 확보와 성능 시험을 지속 수행하고 한국형 발사체용 제2발사대 시스템도 구축할 예정이다.

2020년에는 한국형 발사체 비행 모델 1호기를 제작하고 1단 엔진 묶음 기술 시험 평가에 들어간다. 2021년에는 2월, 10월로 예정된 본 발사 2회를 통해 성능을 검증한다. 2월 발사는 비용 상 이유로 더미 위성을, 10월 발사에서는 진짜 위성을 장착할 것으로 예상된다. 2번의 발사에 성공하고 나면 발사체 개발 기술을 확보한 것으로 본다.