우주발사체 엔진 기술 '확보'..한국형 발사체 개발 '탄력'(종합)

미·러 등 '우주 강국'과 협력 기대..지상실험 100회 등의 '결과물'
2021년 '누리호' 발사에 엔진4기 묶음 시험 등 과제

솟아오르는 '누리호' 시험발사체 (고흥=연합뉴스) 한국형발사체(KSLV-2) '누리호'의 엔진 시험발사체가 28일 오후 고흥 나로우주센터에서 발사되고 있다. [한국항공우주연구원 제공] photo@yna.co.kr

(고흥=연합뉴스) 신선미 기자 = 한국형 발사체 '누리호'에 들어갈 75t급 액체엔진의 성능이 28일 성공적으로 검증됨에 따라 한국은 '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 10개국이다. 이날 발사된 엔진 시험발사체는 '누리호'에 들어갈 75t급 액체엔진 1기를 단 1단형 발사체다. 길이는 25.8ｍ, 최대지름은 2.6ｍ, 무게는 52.1t으로 누리호의 2단부와 유사하다.

하늘 높이 솟아오르는 시험발사체 (고흥=연합뉴스) 김주성 기자 = 한국형발사체(KSLV-2) '누리호'의 엔진 시험발사체가 28일 오후 고흥 나로우주센터에서 발사되고 있다. utzza@yna.co.kr

75t급 엔진의 개발에는 '우여곡절'이 많았다. 연소 불안정 문제와 연료 탱크 용접 기술의 어려움 때문에 애초 계획보다 개발이 10개월 정도 지연됐다. 엔진 기술은 발사체 개발의 핵심인 만큼 외국에서는 이를 공개하지 않는다. 이에 한국항공우주연구원 연구진은 순수 기술로 이런 난제를 하나씩 풀어가야만 했다. 연구진은 엔진 설계만 20회 넘게 변경한 데 이어 지상 연소 시험을 100차례 진행하며 엔진 성능의 신뢰성을 확보해냈다.

하늘로 (고흥=연합뉴스) 한국형발사체(KSLV-2) '누리호'의 엔진 시험발사체가 28일 오후 고흥 나로우주센터에서 발사되고 있다. [한국항공우주연구원 제공] photo@yna.co.kr

이날 발사체의 핵심인 엔진의 성능을 실전처럼 확인했다는 점에서 한국형발사체 개발은 더욱 탄력을 받을 것으로 전망된다.

한국은 세 차례 도전 끝에 지난 2013년 1월 '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. 총 길이는 아파트 15층 높이에 맞먹는 47.2m에 이르고 최대 직경은 3.5m, 총중량은 200t이나 된다. 누리호 개발을 위해 2010년부터 2022년까지 총 1조9천572억원의 예산이 투입될 예정이다.

한국형발사체(누리호)와 시험발사체 비교 [과학기술정보통신부 제공]

누리호가 성공적으로 개발된다면 고도 600~800㎞의 지구 저궤도에 중량 1.5t급의 실용위성을 우리 땅에서 우리 힘으로 올려놓을 수 있게 된다. 특히 한국의 인공위성 기술은 세계 시장에서 검증받은 만큼 발사체 기술까지 합쳐지면 미국, 러시아 등의 우주 강국과 연구협력이 더욱 활발해질 수 있을 전망이다.

다만 2021년 누리호 최종 발사까지 해결해야 도전과제는 아직 많다.

고정환 항우연 한국형발사체개발사업 본부장은 "현재 엔진 시험발사체는 누리호의 2단에 해당한다"며 "3단형 발사체를 개발하려면 1단과 3단의 개발이 필요한 데 내년 초부터 3단에 대한 시험을 진행하고 후반에는 1단에 대한 시험 시작할 것"이라고 말했다.

한국형발사체 1단에는 75t급 엔진 4기 묶음(클러스터링)이 들어가는 데 2020년 이에 대한 시험도 수행해야 한다. 또 7t 및 75t 엔진의 구성품에 대한 성능시험을 진행하고 누리호의 발사를 위한 새 발사대 시스템을 구축하는 작업이 남았다.

sun@yna.co.kr

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