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세계 11번째 로켓 엔진 기술 확보…우주시대 꿈을 열었다

누리호 시험발사체 발사 성공

  • 이선정 기자 sjlee@kookje.co.kr
  •  |   입력 : 2018-11-28 20:03:04
  •  |   본지 3면
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# 2021년 누리호 발사 탄력

- 자체 개발 75t급 엔진 검증 성공
- 한국형 발사체 보유도 시간문제

# 우여곡절 끝에 신뢰성 확보

- 설계 변경 20회·지상 연소시험 100회 
- 애초보다 엔진 개발 약 10개월 지연
- 엔진 4기 묶음 등 넘어야 할 과제 많아

“우리 기술로 개발한 발사체 엔진의 성능을 성공적으로 검증했다. 이대로라면 2021년에는 우리 기술로 만든 우주발사체를 갖게 된다.”
   
한국형 발사체(KSLV-2) ‘누리호’의 엔진 시험발사체를 발사한 28일 오후 고흥 나로우주센터에서 임철호(왼쪽) 한국항공우주연구원장이 성공적인 발사 의미를 설명하고 있다. 오른쪽은 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장. 연합뉴스
이진규 과학기술정보통신부 1차관은 이날 오후 5시 전남 고흥 나로우주센터에서 브리핑을 열고 발사 성공을 공식화했다. 이 차관은 “시험발사체가 정상적으로 발사됐음을 알려드린다”며 “정보를 분석한 결과 비행 상황에서 75t급 엔진의 작동을 확인했다”고 밝혔다.

한국형 발사체 ‘누리호’에 들어갈 75t급 엔진의 개발은 한국형 발사체 개발에서 핵심 기술이자 개발 난도가 가장 높다는 점에서 이번 성공의 의미가 깊다. 더구나 한국은 이제 ‘발사체 엔진 기술 보유국’으로 인정받게 됐다. 현재 발사체 엔진 기술을 확보한 국가는 미국 러시아 일본 인도 유럽연합(EU) 중국 우크라이나 이스라엘 북한 이란 등 10개국뿐이다.

■우여곡절 끝 난제 풀어

한국형발사체(KSLV-2) ‘누리호’의 엔진 시험발사체가 28일 오후 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. 사진은 연속 촬영 후 레이어를 합성한 결과물. 사진공동취재단
이날 발사된 엔진 시험발사체는 ‘누리호’에 들어갈 75t급 액체엔진 1기를 단 1단형 발사체다. 길이는 25.8m, 최대 지름은 2.6m, 무게는 52.1t으로 누리호의 2단부에 해당한다. 이번 75t급 엔진 개발에는 ‘우여곡절’이 많았다. 연소 불안정 문제와 연료탱크 용접 기술의 어려움 때문에 애초 계획보다 개발이 10개월 정도 지연됐다. 엔진 기술은 발사체 개발의 핵심인 만큼 외국에서는 이를 공개하지 않는다. 이에 한국항공우주연구원(항우연) 연구진은 순수 국산기술로 난제를 하나씩 풀어가야만 했다. 연구진은 엔진 설계만 20회 넘게 변경한 데 이어, 지상 연소 시험을 100차례 진행하며 엔진 성능의 신뢰성을 확보했다. 이날 발사체의 핵심인 엔진의 성능을 실전처럼 확인했다는 점에서 앞으로 한국형 발사체 개발은 더욱 탄력을 받을 것으로 전망된다. 항우연의 임철호 원장은 “엔진 개발에 난관이 많았는데 제작을 맡은 우리 기업의 기술 수준이 높았기 때문에 이를 모두 해결할 수 있었다고 본다”고 자평했다.

2013년 1월 한국은 3차례 도전 끝에 ‘나로호’ 발사에 성공했지만, 당시 발사체의 1단 엔진은 러시아의 엔진을 가져다 써 ‘절반의 성공’이라는 평가를 받았다. 이와 달리 누리호는 엔진까지 모두 국내에서 개발한다. 누리호는 3단형 발사체로 1단은 75t급 액체엔진 4기를 묶어 300t급의 엔진을 구성한다. 2단은 75t급 액체엔진 1기, 3단은 7t급 액체엔진 1기로 구성된다. 총길이는 아파트 15층 높이에 맞먹는 47.2m이고, 최대 직경은 3.5m, 총중량은 200t이나 된다. 3단으로 완성된 누리호는 2021년 최종 발사될 예정이다. 누리호 개발을 위해 2010년부터 2022년까지 총 1조9572억 원의 예산이 투입된다.

■앞으로의 과제는

누리호가 성공적으로 개발된다면 고도 600~800㎞인 지구 저궤도에 중량 1.5t의 실용 위성을 우리 땅에서 우리 힘으로 올려놓을 수 있게 된다. 특히 한국의 인공위성 기술은 세계 시장에서 검증받은 만큼 발사체 기술까지 합쳐지면 미국 러시아 등 우주 강국과 연구협력이 더욱 활발해질 수 있다.

2021년 누리호 최종 발사까지 해결해야 할 도전 과제는 수두룩하다. 우선 한국형 발사체 1단에는 75t급 엔진 4기 묶음(클러스터링)이 들어가는데 2020년 이에 대한 시험을 수행해야 한다. 내년까지는 누리호 1단의 체계개발모델(EM, Engineering Model)과 3단의 인증모델(QM, Qulification Model)을 제작하고 성능을 검증해야 한다. 또 7t 및 75t 엔진의 구성품에 대한 성능시험을 진행하고, 누리호 발사를 위한 새 발사대 시스템을 구축하는 작업도 남았다.

고정환 항우연 한국형발사체개발사업 본부장은 “현재 엔진 시험발사체는 누리호의 2단에 해당한다”며 “3단형 발사체를 개발하려면 1단과 3단의 개발이 필요한데 내년 초부터 3단에 대한 시험을 진행하고, 후반에는 1단에 대한 시험을 시작할 것”이라고 말했다. 

 이선정 기자 sjlee@kookje.co.kr
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