[열린세상] 한국형 로켓 발사 2개월 전/김경민 한양대 정치외교학과 교수

한국이 독자적으로 개발하고 있는 한국형 로켓 발사가 10월 25일쯤 시행될 계획이다. 한국형로켓개발사업은 총 3단계로 진행됐고, 1단계 사업에서 시험설비 구축 및 7톤 엔진의 성능 확인을 완료했다. 현재 2단계 사업이 진행 중인 가운데 올 10월에 시험발사체 발사를 목표로 하고 있다.

김경민 한양대 정치외교학과 특별공훈교수

우주발사체 기술은 외국으로부터 기술 이전이 불가능해 설계, 제작, 시험, 발사까지를 우리 독자 기술로 개발해야만 하는 어려움이 있다. 더욱이 실패의 위험성이 높고 사업 연기도 생길 수 있다. 실제로 그동안 한국형 발사체 개발을 위해 75톤 액체엔진의 연소기에서 연소 불안정이 발생해 추가적인 설계변경(10회)과 시험(20회)을 거처 비로소 첫 번째 연소시험을 2016년 4월에 수행할 수 있었다. 또한 시험발사체 추진제 탱크 제작을 맡은 산업체의 기술과 경험 미흡으로 시행착오를 겪으면서 제작 불량이 지속적으로 발생하는 등 일정 지연이 불가피했다.

다행스럽게도 현재는 공정 개발을 위한 다양한 시도 끝에 시험발사체용 비행 모델을 나로우주센터에서 최종 조립해 발사대에 세운 상태에서 막바지 점검을 하고 있다.

한국형 발사체에는 1단에 75톤급 액체엔진 4기, 2단에는 75톤급 1기, 3단에는 7톤급 액체엔진 1기가 사용된다. 현재까지 75톤급 액체엔진은 모두 10호기를 개발한 가운데 총 83회, 누적 연소 시간 6236초, 7톤급 액체엔진은 4호기를 개발해 총 33회, 누적 연소 시간 2470초를 수행했다.

75톤급 엔진에 대한 연소시험은 당초 해외 발사체 엔진 개발 등의 사례를 참고해 약 200회, 누적 연소 시간 약 2만초를 기준으로 시작했으나, 현재 약 140회, 누적 연소 시간 약 1만 3000초로 엔진 연소시험을 하면서 문제를 해소하는 동시에 여러 체크 포인트를 점검하는 등 연소시험을 상당히 효율적으로 진행했다.

7톤급 엔진은 3호기까지 총 33회, 누적 연소시험 시간은 2470초를 진행했으며, 앞으로 7호기까지 개발하고 약 90회, 누적 연소 시간은 약 1만 3000초 진행할 예정이다. 2021년 75톤 엔진을 하단부에 4개로 묶어 300톤의 추력으로 약 1.5톤의 인공위성을 발사할 수 있는 한국형로켓개발사업을 한다. 올 10월에 주력 엔진인 75톤 엔진만을 사용하는 시험발사를 하는 이유는 우리 기술로 개발한 75톤급 엔진의 비행을 통해 성능을 확인하는 목표가 있기 때문이다. 이 외에도 추진제 탱크 등 발사체 구성품의 설계, 제작, 조립 기술 등을 확인하는 데도 의미가 있다.

우리나라는 그동안 액체추진 과학로켓과 나로호 개발 등을 통해 비행제어, 관성항법, 유도제어 등에 관한 기술 등은 이미 축적해 놓은 상태다. 전남 고흥에 있는 나로우주센터에서는 올가을 시험발사체 발사를 앞두고 시험발사체와 거의 똑같은 인증모델에 대한 종합연소시험을 진행했다. 종합연소시험은 비행모델(FM)과 동일한 인증모델(QM)을 이용해 발사 전에 수행하는 마지막 종합시험으로, 실제 발사와 동일한 환경과 절차에 따라 실제 비행시간(140초)보다 긴 154초에서 262초 동안 엔진을 가동, 이를 통해 연소 성능뿐 아니라 발사체의 방향을 제어하는 추력벡터제어장치 등의 연계 성능도 종합적으로 검증·시험했다. 실제 비행을 했다면 154초 동안 성공적으로 비행한 것이나 다름없다. 이번 인증모델의 종합연소시험 성공으로 이제 올 10월 비행모델 발사 절차만 남게 됐다.

시험발사 후에는 발사체 전반에 관련된 기술 확보 여부를 확인하게 되며, 해당 엔진 4기의 묶음(클러스터링)을 통해 한국형 발사체 기술 확보 및 제작도 탄력받을 전망이다. 클러스터링 시험은 2019년 중반부터는 수류시험을 시작으로 해서 이후에 클러스터링 연소시험에 착수할 예정이다.

3단형의 한국형 발사체는 2021년 2회 발사에 도전하게 되고 이후에는 2024년까지 매회 발사를 할 계획이다. 이렇게 돼야 진정한 우주독립국이 돼 북한과 중국 그리고 일본을 손금 들여다보듯 할 수 있는 인공위성을 우리가 마음먹은 대로 우리의 시간대에 발사할 수 있는 능력을 갖추게 되는 것이다. 국민이 모두 두 손 모아 발사 성공을 기원해야 하겠다.