미국의 일론 머스크가 이끄는 스페이스X가 재사용 발사체를 통해 우주 패권을 장악하는 가운데 한국에서도 재사용 발사체 엔진 개발에 나섰다. 한국형 발사체 누리호는 많은 비용을 들이면서도 한 번 발사한 후 다시 사용할 수 없는 일회용 발사체다. 발사 후 몇 분 뒤에 우주공간에서 분해된다.

재사용 우주발사체용 메탄엔진 조감도. 현대로템 제공

지상 기반 재사용 우주발사체 발사 운용안. 대한항공 제공

대한항공과 현대로템은 재사용이 가능한 35톤(t)급 추력을 내는 메탄 기반 우주 발사체 엔진 개발에 본격 착수한다고 3일 밝혔다. 이번 개발에는 부산대도 참여한다.

대한항공과 현대로템은 3일 오후 대전 KW컨벤션에서 국방 기획관리 전담기관인 국방기술진흥연구소(국기연)가 관리하고 대한항공-현대로템 컨소시엄이 주관하는 ‘재사용 발사체용 35톤급 메탄 엔진 개발’ 사업 착수회의를 개최한다.

이날 회의에는 국방부, 방위사업청, 국기연 등 정부·연구기관과 기술 협력사인 두산에너빌리티와 페리지에어로스페이스, 한국생산기술연구원, 부산대·서울대·국민대 등 국내 우주 산업 관련 산·학·연·관·군 관계자 70여 명이 참석한다. 참석자들은 세부과제별 수행 방안을 설명하고 성공적인 개발을 위한 단계별 기술 검증 방안과 리스크 관리 계획을 심도 있게 논의한다. 해당 사업은 2030년 10월까지 총 490억 원 규모로 진행된다.

메탄 엔진은 기존 케로신(등유) 기반 엔진보다 연소 효율이 높고 연소 잔여물이 적어 재사용이 가능하다는 점에서 미래 발사체 경쟁력의 핵심 기술로 꼽힌다. 미국의 스페이스X와 블루오리진 등도 모두 메탄 엔진을 차세대 표준으로 채택했다.

현대로템은 1994년 메탄엔진 개발을 시작해 2006년 국내 최초로 연소 시험까지 성공하는 등 메탄엔진 분야 기술을 꾸준히 고도화해 왔다. 현대로템은 이번 과제에 참여하는 다양한 기관들과 협력해 기술개발 시너지를 극대화하고 형성 초기단계인 국내 우주산업의 생태계 조성에 앞장설 예정이다.

대한항공은 이번 사업에서 메탄 엔진 시스템의 심장이라 불리는 ‘터보펌프’ 개발을 주도한다. 터보펌프는 발사체 엔진에서 연료인 액체 메탄과 산화제를 고압·고속으로 압축하는 핵심 부품이다. 영하 섭씨 180도의 극저온 추진제와 수백 도의 고온 가스를 동시에 견디며 분당 수만 번 회전해야 하기 때문에 기술적 난도가 높다.

김경남 대한항공 항공기술연구원장은 “대한항공이 축적해 온 기술 노하우와 역량을 결집해 메탄 엔진에 최적화된 고성능·고신뢰성 터보펌프 개발을 반드시 완수할 것”이라며 “이를 통해 군 위성 발사체 개발과 미래 국방 수요에 선제적으로 대응하는 등 국내 우주 산업 생태계를 견인해 나가겠다”고 말했다.

현대로템 관계자는 “첨단 K-우주산업의 비상을 위한 첫 단초가 될 이번 과제의 성공을 위해 30년 이상 축적해 온 메탄엔진 분야 노하우를 기반으로 전력을 다할 것”이라며 “연구개발 전문인력을 꾸준히 육성하고 관계 기관과 협력해 재사용 우주발사체용 메탄엔진 상용화의 길을 닦겠다”고 강조했다.

손재홍 국기연 소장은 “이번 과제를 통해 대한민국도 미래 우주안보의 핵심이 될 기술분야에 본격적으로 진입하게 됐다”며 “국기연은 과제가 성공적으로 추진될 수 있도록 전 과정을 지원하고 대한민국 우주국방 기술의 새로운 시대를 여는데 앞장설 것”이라고 덧붙였다.