[가자! 우주로] ① 한국, '누리호' 타고 7번째 우주 강국으로 거듭난다

2021년 2·10월 두 차례 발사 목표... 한국 독자 기술로 우주 발사체 개발

빠르면 2021년 한국이 미국, 러시아, 중국, EU(프랑스), 인도, 일본에 이어 세계에서 7번째로 독자적인 위성 발사체를 보유한 우주 강국으로 거듭난다. 자체 액체연료엔진 개발에 나선 지 11년 만에 발사체와 엔진 기술을 입증하고 위성이나 탐사선을 원하는 시기에 우주로 쏘아 올릴 수 있는 국가가 되는 것이다.

28일 항공우주 업계에 따르면, 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원(항우연)은 내년 2월과 10월 두 차례 발사를 목표로 3단형 우주발사체 '누리호'를 개발하고 있다. 사업 목표는 최대 무게 1500kg의 인공위성(탑재체)을 태양동기궤도(고도 600～800km)에 안착시킬 수 있는 발사체와 액체연료엔진 기술을 확보하는 것이다.

항우연의 목표는 내년 2월 더미 위성을 탑재한 누리호를 발사해 발사체의 성능을 검증하고, 이어 10월 실제 위성을 탑재한 누리호를 발사해 한국이 독자적인 발사체 기술을 보유한 우주강국임을 전 세계에 알리는 것이다.
 

한국형 발사체 '누리호' 예시 이미지.[사진=한국항공우주연구원 제공]

누리호는 한국이 원하는 시점에 위성을 우주로 쏘아 올리고 미국, 러시아, 중국 등 기존 우주강국의 패권을 따라잡을 수 있도록 정부가 2010년부터 12년에 걸쳐 1조9572억원의 예산을 투입해 만들고 있는 우주 발사체다. 발사체와 2단 엔진만 제작하고, 발사체의 핵심인 1단 엔진을 러시아 기술에 기댄 '나로호'와 달리 설계·제작·시험·발사까지 발사체와 엔진에 관련된 모든 것을 국내 기술로 개발했다. 한국항공우주연구원을 중심으로 한화에어로스페이스, 한국항공우주산업주식회사(KAI) 등 출연연과 국내 주요 항공우주 기업이 프로젝트에 참여하고 있다.

누리호에는 항우연이 독자 개발한 75톤급 엔진(1, 2단)과 7톤급 엔진(3단)이 탑재된다. 엔진의 단별 추력(kN, 킬로뉴턴)은 1단 745.9 kN x 4(해면 300톤급), 2단 789.2 kN(고공 75톤급), 3단 69.0kN(7톤급 1개)으로, 2015년 상용화된 미국 스페이스 엑스의 '팰컨9' 발사체에 탑재된 3단계 '멀린' 엔진과 대등한 성능을 갖췄다. 항우연 내부 테스트에선 개별 엔진 1개당 80톤급 이상의 추력이 나오는 등 안정적으로 75톤급 이상의 성능을 보여주고 있다. 실제로 항우연은 지난 2018년 11월 해당 엔진을 탑재한 '누리호 시험발사체'를 성공적으로 발사하기도 했다.

내년 성공적인 누리호 발사를 위해 항우연은 오는 8월 300톤급 누리호 1단부 '클러스터링(엔진연결)' 성능을 평가하는 '수류시험'을 진행하고, 하반기에 연소시험에 들어간다. 로켓 1단의 인증모델(QM, 발사에 앞서 설계한 대로 성능이 나오는지 시험하는 모델)을 만들어 연소시험을 하고, 인증모델을 발사대에 세워 통신 연결과 추진체 충전 등에 문제가 없는지 확인할 계획이다.

이후 누리호 인증모델을 발사대에 올려 누리호 발사를 위한 발사대 시스템의 독립성능시험을 수행하고, 누리호 비행모델(FM)을 발사대에 올려 실제 발사체 발사에 착수할 예정이다.
 

조립 중인 누리호 1단.[사진=한국항공우주연구원 제공]

다만 일부 언론에선 누리호의 발사가 연기될 가능성을 조심스럽게 제기했다. 올 하반기 진행할 실제 발사체 조립에 차질이 생겨 발사가 연기될 가능성이 있다는 보도다.

이를 두고 조상연 항우연 발사체보증팀장은 "(실제 발사체 조립은) 국내에서 실제로 해본 적이 없는 작업이라 기술적으로 넘어야 할 산이 많다. 발생 가능한 문제를 예상하더라도, 실제 조립에선 어떤 문제가 생길지 모르기에 직접 몸으로 부딪치면서 문제를 해결할 수밖에 없다"고 말했다.

이어 "한국형 발사체의 신뢰성을 높이기 위해 누리호 발사 이후에도 한국형 발사체를 4회 추가로 발사할 계획이다. 이어 누리호의 기술을 민간 기업으로 이전하기 위한 기술이전 체제를 세우고, 차세대 한국형 발사체를 민관 공동으로 연구·개발할 계획"이라고 덧붙였다.

항우연 관계자는 "내년 2·10월 누리호를 발사한다는 당초 계획은 변함이 없다. 올해 말까지 누리호 발사체 조립과 시험을 진행하고 최종적인 발사시기를 조율할 계획이다. 누리호는 한국형 발사체의 가능성을 보여주기 위해 결코 실패해서는 안 되는 프로젝트다. 발사 시기보다 성공적인 발사에 더 주목해야 한다"고 설명했다.

*본 기사는 한국항공우주연구원의 지원을 받았습니다.