누리호 2차 발사 성공, 우리나라의 우주 발사체 역사와 미래 [달 탐사선도 남았어요~!]

 

안녕하세요. 돈이 money입니다.

 

바로 어제인 2022년 6월 21일 16:00시 정각 대한민국에 역사적이고 기념비적인 기쁜일이 있었죠? 어제 몸이 좋지않아 병원에서 보게되어 아쉬웠지만, 방송을 통하여 누리호 2차 발사에 대해 실시간으로 볼수있는 행운의 날이였습니다. 직접 현장에서 체험하신 분들은 얼마나 경이로운 순간이었을까요?

 

 

이번 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)는 오로지 순수 국내 기술로 설계 및 제작된 발사체로써  21일 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에서 화염을 내뿜으며 우주로 날아올랐습니다. 실제 기능이 없는 모사체(더미) 위성만 실렸던 1차 발사와 달리 이번 2차 발사 누리호에는 성능검증위성과 4기의 큐브위성이 탑재되면서 국내 우주항공의 기술력이 전세계인들의 이목을 끌었습니다.

 

"5, 4, 3, 2, 1. 엔진점화, 이륙, 누리호가 발사되었습니다!"

 

21일 오후 3시 59분 59초 이후 "5, 4, 3, 2, 1. 의 카운트다운을 마치고 엔진점화에 이륙까지 누리호가 발사되었습니다!" 라는 안내방송과 함께 긴장감 속에 울려퍼진 전남 고흥군 봉래면 마치산 능선 너머로 누리호가 화염을 뿜으며 하늘높이 솟아 올랐습니다. 나로우주센터 제2발사장에서 현장 프레스센터까지 거리는 약 3㎞나 되지만, 300톤에 달하는 누리호 1단 클러스터링 엔진의 위력은 프레스센터까지 전달될 정도로 압도적인 존재감을 뿜어냈다고 합니다.

 

 

 

누리호 2차발사가 성공에 닿기까지의 여정

 

 

국내 독자 기술로 개발된 이번 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)는 한국이 독자 개발한 발사체에 실제 기능을 지닌 독자 개발 인공위성을 실어보내는 첫 사례입니다. 지난 1차의 아쉬운 실패를 발판삼아 자랑스럽게 쏘아져 올라가 무사히 제 기능을 하게된 우주로의 역사적인 첫 발자취 입니다. 1.5t급의 실용위성을 지구 저궤도에 올려 놓을 수 있는 능력을 입증하며, 앞으로 독자적 우주탐사와 민간 우주개발 시대로 가는 디딤돌이 되는 순간입니다.

 

 

이는 1993년 6월에 한국 최초의 과학로켓인 관측로켓 KSR-I(Korean Sounding Rocket-I)이 발사된 지 무려 30년 만이고 국내의 자체 기술로 발사체를 쏘아올려 성공한 국가로는 7번째입니다. 사실 이 우주발사체를 올리는 과정은 아이러니하게도 한국과 깊은 협력관계라고 할 수있는 미국이 아닌 현재 우크라 침략으로 인해 국제적으로 외면당하고 있는 러시아의 공이 컸습니다.

 

 

현재 대전 항공우주연구원 조립동 1층에 보관 중인 나로호 1단 로켓엔진은 러시아어로 모형이라고 표기되어 있지만, 사실 러시아 우주기업 흐루니체프의 추력 210t 첨단 다단연소사이클엔진 그대로를 안치되어 있습니다. 한국과 미국은 지난 70년 가까이 ‘한미동맹’의 자리에서 긴밀한 관계로 묶여 지내고 있지만, 정작 한국의 우주로켓 개발에 도움을 준 곳은 러시아 등 과거 미국과 냉전을 벌여왔던 옛 소련권 국가였습니다.

 

 

미국은 1987년 미사일 기술 통제체제(MTCR)를 창설한 이후 미사일 완성품은 물론 관련 기술과 부품의 국가간 거래를 막아왔습니다. 그럼에도 미국의 적성국가였던 옛 소련권 국가들이 한국에 우주기술을 한국에 사실상 전수해 줄 수 있었던 것은 1980년대 말 공산권 붕괴와 1998년 러시아의 디폴트(채무불이행) 등 대혼란의 시기가 있었기 때문입니다.

 

 

한국의 우주로에 열망은 사실 지금으로부터 무려 64전 일입니다. 이승만 대통령 시절인 1958년 인천 고잔동 해안에서 한국 최초의 국산로켓이 시험발사되고 박정희 대통령 때인 1978년엔 나이키 허큘리스 미사일을 본 딴 ‘백곰’(NHK-1)이 200㎞ 쏘아지기도하며, 정확히 우주를 목표로 한 본격적인 로켓 개발은 한국항공우주연구원의 발족 이후부터인 1993년 발사된 KSR-I(Korean Sounding Rocket-I)이 그 시작입니다.

 

 

 처음 KSR-I는 1단짜리 과학로켓으로 우주개발용이었지만, 사실 우주까지 올라가진 못했습니다. 1997년 발사에 성공한 KSR-2는 2단이으로 KSR-I과 같이 고체로켓으로 시작했습니다. 추력이 KSR-I의 2배였던 KSR-2는 당시 151㎞ 고도까지 올라가 국내 최초로 우주 X선을 관측하기도 했습니다.

 

 

하지만 고체로켓은 사거리를 제한하는 한ㆍ미 미사일 지침에 의해 인공위성을 쏘아올릴 만한 우주로켓으로 발전할 수 없었다고 합니다. 2002년 발사에 성공한 KSR-3은 1단에 불과했지만, 한국 최초의 액체연료 추진 과학로켓으로 추력 13t의 가압식 액체엔진으로 고도 43㎞, 거리 80㎞를 비행했고, 이때부터 러시아와 우주기술 협력이 시작됩니다. 당시 항국우주연구원은 미국, 프랑스 등 여러 나라와 협력을 추진했지만, 러시아 외엔 답을 얻을 수 없었고 경제사정이 어려워진 당시 러시아는 국가 핵심기술을 일부 팔아서라도 돈을 벌어야 했던 상황이 었습니다.

 

 

이에 항국우주연구원의 전임 원장인 조광래 전 원장은 당시 액체로켓 엔진에 대한 경험과 지식이 전무한 상태에서 러시아 켈디시연구소를 찾아 액체로켓 설계 기술을 자문받고, 또 완성한 13t 엔진을 러시아 니히마시연구소까지 가지고 가서 연소실험도 했다고 관련 보도를 통해 전하기도 했습니다.      

 

 

그런 KSR-3 다음 발사된 것이 2013년 1월 발사한 한국형발사체(KSLV-1) 나로호입니다. 이때까지만 해도 1단엔 러시아에서 들여온 추력 180t의 최신형 안가라 엔진을, 2단엔 고체 킥모터를 달아 쏘아지며, 자력으로 액체로켓 엔진을 만들자는 일각의 의견도 있었다고 하지만, 당시 기술력으로는 아무래도 어려웠다고 합니다.

 

 

그렇게  21일 발사에 성공한 한국형발사체(KSLV-2) 누리호의 75t 로켓엔진은 러시아의 액체로켓을 사실상 리버스엔지니어링(Reverse Engineeringㆍ역공학)한 결과였고 누리호에 들어간 헬륨탱크는 우크라이나에서 수입한 제품이기도 합니다. 지금 러시아와 우크라이나의 사이를 보면 참..아이러니 한 상황이기도 하네요..

 

 

그렇게 붉은 불꽃을 내뿜으며 하늘을 수직으로 가른 누리호는 발사 2분 3초 만에 1단 로켓을 분리하고 2단 로켓에 불을 붙이며 하얀 연기를 내뿜으며 성공적인 단 분리를 마치고, 발사 후 오후 4시 4분 29초(발사 269초) 273㎞ 고도에서 마지막 남은 3단 엔진에 불을 뿜은 누리호가 우주에서 보낸 교신의 결과는 '성공'을 알리게 되었습니다. 예정 시각, 예정 고도에 오차 없이 성능검증위성을 고도 700㎞에서 분리하는 데 성공하며 7대 우주 강국의 반열에 우뚝 올라선 것 입니다!

 

 

 

앞으로 누리호의 행보와 우리나라에 발전하게 될 우주산업

 

 

 

정부는 앞으로 누리호 고도화 사업에 착수하여, 내년 상반기부터 2027년까지 위성을 탑재한 누리호를 4차례 더 발사해 발사할 예정입니다. 이어서 2030년에 차세대 발사체를 활용한 달 착륙 검증선에 이어 2031년에 달착륙선을 발사하는 게 목표입니다. 한번 포스팅 한적이 있었죠? 8월 3일 우리나라 최초의 달 탐사위성 '다누리'가 달에 갑니다.

 

이를 통해 앞으로 한국은 우주로 가는 교통수단과 우주탐사 기반기술 확보를 예정하고 있습니다. 우리나라가 앞선 우주개발 및 우주산업 육성 확보를 위해, 또한 7대 우주강국의 위치를 굳건히 하는데 있어서 꼭 필요한 관문입니다. 과학기술정보통신부 주관으로 대국민 명칭 공모전을 거쳐 달 탐사선의 이름을 '다누리'로 선정하고, 23일 한국항공우주연구원에서 명칭공모전 시상식을 가지기도 하였습니다.

 

 

'다누리'(달 궤도선·Korea Pathfinder Lunar Orbiter·KPLO)는 우리나라가 개발한 5개의 관측장비와 NASA의 장비를 탑재 8월 3일 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 스페이스 X의 펠콘 9 발사체를 이용해 달에 갈 예정입니다. 다누리의 임무는 4.5개월간 비행해 달 궤도에 도착하여, 1년간 달 주위를 돌면서 달의 자원과 자기장 등을 관측하게 됩니다. 이에 더해 2031년 쏘아지게 될 대한민국 최초의 달 탐사선이 착륙할 후보지 탐색하는 일을 하게 되고, NASA의 관측장비로 달의 극지방에 있는 얼음의 존재를 확인하는 임무를 맡게된답니다.

 

 

한국이 7대 우주 강국이 된데에는 하루 아침에 벌어진 일이 아닙니다. 한국항공우주산업(KAI), 한화에어로스페이스, 현대중공업 등 300여곳에서 각자의 전문성을 바탕으로 엔진 제작부터 체계 조립, 발사대 건설까지 프로젝트 전 과정에 동참하며 누리호의 성공을 이끌었습니다.

 

 

이를 계기로 우리나라에서도 민간 주도 우주산업 시대로의 전환이 가속화될 것같네요. 이제는 발사체 기술을 민간에 이전할 준비가 된 것이라며 이제 본격적으로 진행될 '한국형 발사체 고도화 사업'에서 누리호를 4차례 더 반복해 발사하게 될 텐데, 민간이 이어받아 발사체 체계를 종합할 수 있을 것"이라고 말하기도 했습니다.

 

 

이번 누리호 2차 발사의 성공은 아무 뜻 깊은 날이기도 하지만 앞으로가 더 중요한 사안이 될 수 있습니다. 다들 아시다시피 테슬라의 스페이스X 라던지 아마존의 블루 오리진, 최근 스펙 상장한 버진 갤럭틱 등 앞으로는 민간 우주 여행 등과 같은 민간기업의 참여와 우주항공섹터의 자리메김 그리고 다가올 5차산업혁명의 바른 먹거리가 되어줄 산업으로 성장 할 수있는 첫 계단을 밟은 것 입니다. 

 

 

드디어 한국이 다른 나라의 발사장이나 발사체를 빌리지 않고도 우리가 원할 때 우주로 나아갈 수 있는 발판이 마련된 것이죠. 누리호 꼭대기에 실려 우주 궤도에 오른 성능검증위성은 이후에도 수차례 지상국과 교신하며 자신의 상태를 지구에 알리게 됩니다. 궤도에 오른지 만 7일째 되는 날부터 4대의 큐브위성을 이틀에 하나씩 사출할 예정이고 발사 경과를 세밀하게 분석해 더 발전할 수 있도록 해 나가는 것이 바람직 하겠죠?