한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 21일 고흥군 나로우주센터 제2발사대에서 화염을 내뿜으며 힘차게 날아오르고 있다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 지구 저궤도(600~800km)에 투입하기 위해 만들어진 3단 발사체이며 엔진 설계에서부터 제작, 시험, 발사 운용까지 모두 국내 기술로 완성한 최초의 국산 발사체이다. 고흥=사진공동취재단2021년 10월 21일 누리호가 우주공간으로 쏘아 올려졌다. 한국 역사상 지구에서 가장 먼 곳으로 비행체를 쏘아 올린 날로 기록될 것이다.
우주발사체에다 1.5톤이 넘는 탑재체를 실을 수 있는 발사체가 만들어진 것도 한민족 역사상 처음 생긴 일이고 순수 우리기술로 대형 발사체 즉 로켓을 만든 것도 처음이다. 누리호를 우주공간으로 쏘아 올림으로써 한국의 우주기술과 우주개발 역량은 한 단계 도약할 수 있게 됐다. 아울러, 앞으로 좁은 지구를 벗어나 우주개발에 본격적으로 나설 채비가 마련됐다.
우주 발사체 개발 '고난의 길'
전남 고흥에 위치한 나로우주센터 내 로켓 발사장. 한국항공우주연구원 제공절반의 성공이긴 하지만 우주발사체를 지구 저궤도까지 쏘아 올린 건 평가할만 한 일이다. 이런 성과는 과거의 누적된 실패가 있었기에 가능했다. 한국의 우주기술개발은 좌절과 실패로 점철된 고난의 길이었다. 우주개발의 영역은 구조적으로 구미 선진국과 유엔안전보장이사회 멤버를 중심으로 미사일 개발 규제로 부터 자유로운 국가들의 독무대였다.
항공우주연구원 관계자는 "MTCR 즉, 미사일기술통제체제와 미국의 수출규제(ITAR) 등을 통해 우주발사체 기술 이전이 통제돼 있어 우리로서는 독자적으로 우주발사체 개발에 나설 수 밖에 없었다"고 말했다.
이런 규제장치 조차 없었던 20세기 중엽에는 국가적 역량이 부족했다. 스푸트니크를 세계 최초로 쏘아 올린 소련이나 뒤이어 유인 우주선을 세계 최초로 쏘아 올린 미국 처럼 여유 있는 국가가 아니었다. 한국전쟁 이후의 한국은 먹고 살기 조차 어려운 최빈국이었다. 20세기 내내 먹고 사는 문제를 해결하기 위해 동분서주하다 보니 우리의 우주개발은 자연히 우선순위에서 뒤로 밀릴 수 밖에 없었고 개발의 역사가 짧으니 개발이 수월할 수 없었다.
축적된 기초 기술도 없고 어디에서 기술을 끌어 올 수도 없으니 개발과정이 어려웠고 시간도 많이 걸릴 수 밖에.
'과학 로켓시리즈'는 우주개발의 초석
우리나라가 '우주'라는 영역에 첫 관심을 가진 건 1990년. 경제적으로는 번영의 기초가 닦인 시점이고 정치적으로는 민주주의가 막 꽃을 피우려던 시점이다. 이 때 나온 것이 '과학로켓 시리즈'의 개발이다. 1993년 10월 이뤄진 KSR-I ~ 2003년 KSR-III까지 개발 마치면서 우리나라가 확보하게 된 기술에는 고체로켓 발사, 유도제어기술, 단 분리기술, 액체엔진 개발 및 발사운용, 추력벡터 제어, 자세제어, 노즈페어링, 고압탱크 기술 등이 포함돼 있다.
클릭하거나 확대하면 원본 이미지를 보실 수 있습니다.이런 기본 기술을 갖추고 나서야 2002년 비로소 우주발사체 개발에 나설 맘을 먹을 수 있었다. 10년에 걸쳐 확보한 기술을 기반으로 누리호의 직전 버전인 '나로호' 개발에 착수했지만 개발과정이 생각 처럼 쉽지 않았다. 2009년 8월 나로호 첫 발사가 실패로 돌아갔고 이듬해 6월 재도전 역시 실패였다. 나로호는 100kg급 소형위성을 실어나를 수 있는 발사체다.
발사 실패의 원인 파악과 새로운 기술의 개발 등 각고의 노력을 기울인 끝에 개발착수 11년만인 2013년 1월 나로호를 우주로 쏘아 올리는 데 드디어 성공한다. 이 때 들어간 예산이 5025억원이었다.
과학로켓 - 나로호 - 시험발사체 - 누리호 順 개발
나로호로부터 또 다른 10년을 연구에 연구를 거듭하고 또다른 실패를 반복하고 난뒤 결실을 맺은 것이 누리호다. 21일 발사된 누리호는 75톤짜리 액체 엔진과 이 엔진이 연소시킬 200톤 가량의 케로신과 산화제의 보관에 필수적인 탱크 기술이 확보되면서 개발이 급물살을 타게 된다. 누리호 개발 때부터는 한화와 KAI, 두원중공업 같은 민간 기업들의 기술력이 커다란 보탬이 됐다.
누리호 제작기술의 핵심인 로켓 1단. 항공우주연구원 제공 누리호는 1단계로 시험발사체를 먼저 개발해서 쏴보고, 누리호를 만드는 2단계 공정으로 개발.제작이 추진됐는데, 2018년 11월 시험발사체의 발사가 1달 가량 지연될 일도 있었다. 산화제와 케로신을 담는 연료탱크의 제작공정에서 발생한 문제가 원인으로 지적됐다.
과학기술부 관계자는 "문제 해결을 위해 용접기술에서 세계 최고수준인 한국 조선사들의 기술자들이 투입했고 문제점을 바로잡을 수 있었다"고 말했다. 우리나라가 75톤급 엔진을 장착한 로켓을 개발함으로써 세계 7대 우주강국의 문턱에 서게 됐는데 여기에 투자된 시간은 자그마치 30년이 넘게 걸렸다.
4반세기가 넘는 연구와 모색, 기술축적이 있은 후에 이뤄낸 값진 성과인 셈이다.
우주기술 7대 강국 반열 올라
시험발사체 발사 근접 촬영. 한국항공우주연구원 제공우주발사체는 우주로 나아가는 1차적 관문이자 가장 큰 장애물이기도 하다. 독자기술로 개발한 발사체를 보유했다는 건 자체 우주 수송능력을 가지게 됐다는 것과 같은 말이다. 지금까지 한국은 통신위성과 과학위성을 쏘아 올리기 위해 프랑스와 미국, 러시아 등 더부살이 신세를 면치 못했다. 돈을 주고 그들의 위성발사체에다 우리 위성을 실어 보낸 것이다. 하지만 앞으로는 한국의 발사체로 우리 위성을 궤도에 올릴 수 있다. 거의 9부 능선에 다다랐다.
아울러 무한한 가능성의 공간인 우주에 대한 본격 개발에 나설 수도 있다. 러시아('57), 미국('58), 유럽(프랑스 등 '65), 중국/일본('70), 인도('80) 등과 어깨를 나란히 하며 우주개발에 나서게 될 날도 머지 않았다.
국내적으로는 누리호 발사 성공을 기반으로 우주산업이 하나의 산업영역으로 확립돼 관련 생태계가 구축되고 국가 소득 증대나 일자리 창출, 미국의 스페이스X 같은 민간 우주기업의 출현도 기대해 볼 수 있게 됐다. 중대형 로켓을 갖춘 한국 우주개발의 목표는 유인우주선과 달 탐사 나아가 화성탐사로 점차 옮겨갈 전망이다.