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나로호 비행 넘어 완전한 한국형 발사체 우주로 비상

2017-04-21기사 편집 2017-04-21 18:35:07

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한국항공우주연구원

첨부사진1발사체 형상.
우리 기술로 만든 한국형 우주발사체가 내년 10월이면 우리 땅에서 우주를 향해 발사된다. 3년 뒤인 2020년에는 발사체를 달까지 보내 과학시료 채취를 목표로 하고 있다.

항공·우주 불모지에서 달까지 로켓을 보내기 위해 그동안 과학자들은 밤낮 없이 끊임 없이 연구했다. 나로호 발사가 성공하기까지 10년이 걸렸다. 두 번의 실패도 맛봤다. 당시 나로호의 발사체 중 1단 로켓은 러시아의 기술이었다. 발사체 기술은 막대한 부가가치와 중요성으로 1990년 대 중·후반부터 국내 기술로 발사체를 만들어야 한다는 목소리가 이어져 왔다.

한국항공우주연구원은 한국형 발사체를 만들기 위해 꾸준히 연구를 이어가고 있다. 사업을 총괄하고 있는 고정환 한국형발사체개발사업본부장에게 개발 과정을 들어봤다.

고 본부장은 "한국형 발사체 개발 사업은 무게 1.5t급의 실용위성을 고도 600-800㎞의 지구 저궤도에 투입할 수 있는 발사체 개발을 목표로 한다. 한국형 발사체는 러시아와 국제협력을 통해 개발한 나로호와 달리 국내 주도 기술로 모든 개발 과정이 진행된다"며 "특히 우주발사체 기술은 국제적으로 기술이전에 제한이 많기 때문에 그동안 확보한 기술을 최대한 활용해 개발이 추진되고 있다"고 말했다.

3단 로켓으로 구성되는 한국형 발사체는 1단에는 75t급의 힘을 내는 엔진 4기를 묶고, 2단에는 75t급 엔진 1기, 3단에는 7t급 엔진 1기를 사용한다. 바로 이 엔진의 개발이 한국형 발사체 개발에서 가장 중요한 부분이다. 현재 75t 및 7t 엔진 제작과 시험이 한창인데, 지금까지 75t 엔진은 3기가 제작돼 총 30회 이상의 연소시험이 진행됐다. 7t 엔진은 2호기 시험을 진행하고 있는데 지금까지 20회 이상 시험이 이뤄졌다.

한국형 발사체는 독자적으로 추진되는 만큼 많은 어려움을 겪었다. 어느 기술 분야나 새로운 개발 과정에서는 시행착오나 기술적 어려움을 겪게 되는데, 기술이 완성되려면 반복적인 시험과 개선이 필수적으로 동반된다.

고 본부장은 "한국형 발사체에 사용되는 대부분의 기술은 국내에서 개발하는데, 이 과정에서 숱한 어려움이 있었다"며 "가장 어려웠던 점은 중대형 액체로켓 엔진의 가장 큰 기술적 난관이라 할 수 있는 연소기의 연소불안정 문제를 해결하는 것이었다. 연소불안정 현상은 아직까지도 이론적으로 이렇다 할 만한 해결 방법이 정립되어 있지 않기 때문에 일단 발생하면 시험과 설계 변경을 반복하며 문제를 개선하는 방법밖에는 없다"고 말했다.

국내에서 처음 진행하는 대형 로켓 추진제 탱크 제작 역시 기술을 확보하는데까지 많은 어려움이 있었지만, 결국 이 같은 난제를 극복하고 기술을 확보했다. 다만, 시험발사체 발사 시기는 10개월여 연기해야 했다.

한국형 발사체 개발로 우리나라는 다양한 직·간접적인 이익을 볼 수 있다. 직접적으로는 우리가 필요한 인공위성을 우리 스스로 제때에 발사할 수 있는 기술을 확보하게 된다는 장점이 있다. 이는 우리나라의 우주개발 능력이 한 단계 더 오른 다는 것을 의미한다. 또 우주개발에는 천문학적인 비용이 들기 때문에 국제적으로 비용을 공동부담하기 위한 협력이 많이 진행되고 있고 앞으로 더욱 확대될 것으로 보인다.

그는 "협력에서는 '기술'의 확보 여부가 가장 중요하다. 돈만 가지고는 우주 기술을 가진 나라들과 협력이 성사되지 않는다"며 "결국 우주발사체의 개발과 제작 능력을 가졌다는 것은 우리나라가 당당하게 국가 간 우주개발 협력에 참여할 수 있는 능력을 갖추게 되는 것이라고 할 수 있을 것"이라고 말했다.

앞으로 한국형 발사체 개발이 완료되면 1.5t 위성을 지구 저궤도에 발사할 능력을 갖추게 된다. 그 이후에는 더 큰 무게의 위성이나 우주 탐사선을 더 높은 궤도에 투입할 수 있는 능력을 확보하는 것이 필요하다.

고 본부장은 "더 큰 위성이나 우주 탐사선을 더 높은 궤도에 투입하기 위해서는 발사체 엔진의 고성능화가 이뤄져야 합니다. 엔진개발에는 물리적으로 많은 시간이 필요하기 때문에 한국형 발사체를 개발하고 있는 현 단계에서부터 조금씩 고성능 엔진 개발을 위한 기초 연구를 진행하고 있다"며 "또 한국형 발사체를 활용한 독자적인 달 탐사를 위해서 추가돼야 할 추진시스템에 대한 연구도 진행 중"이라고 말했다. 김달호 기자



※ 이 기사는 한국항공우주연구원의 지원을 받아 작성 됐습니다.





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첨부사진2고정환 본부장

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