1993년 첫 관측로켓 → 2002년 액체로켓 기술 확보 → 2022년 누리호 발사 성공[Science]

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■ Science - 한국형 로켓 30년 역사

누리호, 3년간 3차례 추가 발사
2032년 달 착륙선 미션 밑거름

한국의 발사체 개발 역사는 1993년부터 시작된다. ‘한국형 과학관측로켓(KSR)’ 시리즈는 우리나라가 처음으로 만든 우주개발용 로켓으로 여러 관측 장비를 탑재한 채 포물선 궤도를 비행하고 다시 해상에 착수하는 방식이었다. 1993년 대전 엑스포 일정에 맞춰 개발된 KSR-1은 2차례 발사돼 한반도 상공의 오존층을 관측하고 로켓 성능에 관한 자료를 수집하는 데 성공했다. 이어 1997년 발사된 KSR-2에는 2단 분리기술과 추력편향기술이 도입됐고 2002년에는 KSR-3을 발사하는 데 성공하며 액체로켓 기술을 확보할 수 있었다.

흔히 알려진 ‘나로호’는 KSR 계획의 후신 ‘한국형발사체(KSLV)’ 계획의 일환이다. 2009년과 2010년, 2013년 총 세 차례 발사된 나로호는 1차와 2차 발사에선 페어링 미분리와 엔진 오작동으로 실패했으나 2013년에 나로과학위성을 태양동기 궤도에 올리는 데 성공했다. 나로호를 이은 ‘누리호’는 2021년 첫 시험발사에서 3단 엔진 조기종료로 실패했으나 이듬해 6월 2차 시험발사에 성공했고 지난해 5월 25일 실전 발사(사진)를 통해 차세대 소형위성 2호와 큐브위성 8기를 정상분리하는 데 성공했다. 누리호는 내년 11월과 2026년, 2027년 세 차례의 추가 발사를 앞두고 있다. 누리호 뒤를 이을 차세대 발사체는 2029년 제작·2030년 발사가 예정돼 있으며 2032년엔 한국형 달 착륙선을 싣고 달을 향하게 된다.

한편 미래 우주산업의 핵심인 발사체 재사용 기술과 관련해 우리나라의 몇몇 스타트업이 주목받고 있다. 업계에 따르면 우주발사체 스타트업 ‘페리지에어로스페이스(페리지)’는 지난 2022년 9월 필리핀 우주청(PhilSA)과 우주발사체 발사 및 회수를 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. 페리지가 발사할 로켓의 1단부가 필리핀 영해로 수직 착륙하면 이를 회수할 권한을 가져오는 것이다. 국내 스타트업이 외국 국가기관과 발사체 회수 계약을 체결한 것은 처음이다. 페리지는 이달 말 제주 인근 해상에서 준궤도 발사체 ‘블루웨일0.4’를 발사할 예정이다. 액체 메테인을 연료로 사용하는 2단 로켓 중 1단부는 약 150초 정도 연소한 후 필리핀 근해에 떨어질 가능성이 크다. 액체 연료로 주로 사용되는 등유와 달리 메테인은 침전물이 쌓이지 않아 재사용 발사체에 사용하기 적합하다. 페리지는 지난해 11월 가스터빈 기반의 테스트 발사체 ‘블루웨일0.3’의 수직이착륙 시험에 성공하기도 했다.

지난해 12월 국내 우주발사체 스타트업 ‘이노스페이스’는 재사용 발사체의 수직이착륙 시험을 시연한 바 있다. 높이 3.6m, 무게 400㎏으로 시연을 위해 축소된 모델이지만 국내에서 실제 로켓 엔진을 적용한 시연체가 수직이착륙 시험에 성공한 것은 처음이다. 지난해 12월 18일 충남 금산의 시험장에서 비공식적으로 진행된 시험 결과 시연체는 6.3m 높이까지 오른 후 원위치로 착륙하는 데 성공했다. 해당 시험에서 고도제어 오차는 0.3m에 불과했고, 착륙 속도는 초속 0.5m로 안정적인 비행이었다.

구혁 기자 gugija@munhwa.com