순수 국내 기술로 오는 2020년 3단형 우주발사체를 쏘아 올리기 위한 담금질이 순조롭게 진행되고 있다. 3년전 발사에 성공한 나로호는 한국 최초의 우주발사체라는 타이틀을 갖고 있지만, 1단 발사체가 러시아 기술로 만들어져 아쉬움을 남긴 바 있다. 지난 28일 찾은 전라남도 고흥군 외나로도에 위치한 나로우주센터에서는 한국형발사체 엔진 개발이 본격적인 시험 단계에 들어갔음을 확인할 수 있었다.
한국형발사체는 ▲1단 75톤급 엔진 4기 묶음 ▲2단 75톤급 엔진 1기 ▲3단 7톤급 엔진 1기 등으로 구성된다. 이를 바탕으로 한국형발사체는 오는 2020년 1.5톤급 실용위성을 지구저궤도인 600∼800km 상공에 올려보낼 예정이다.
현재 나로우주센터에서는 한국형발사체의 심장부라 할 수 있는 7톤급과 75톤급 액체엔진 개발이 진행되고 있다. 액체엔진은 ▲연소기 ▲가스 발생기 ▲터보펌프 ▲엔진 공급계로 이뤄진다. 이들 구성품 가운데 단 하나라도 문제가 생기면 우주발사체는 폭발할 가능성이 높아진다. 때문에 수백번의 시험을 통해 우주발사체의 신뢰도를 확보하는 것이 무엇보다 중요하다.
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엔진지상시험설비.사진/한국항공우주연구원
액체엔진과 연소기를 시험하는 설비에는 발사 상황에 맞춰 뚜께 1M의 콘크리트 외벽과 불꽃이 빠져나갈 수 있는 통로 등의 안전장치가 마련돼 있다. 75톤급 액체엔진의 경우만 해도 발사 되면 엔진 내부 온도가 3400℃, 외부 온도가 1800℃까지 올라간다. 엔진에서 나오는 불꽃 길이도 25M가 훌쩍 넘는다. 한국항공우주연구원 관계자는 "국내에 시험 설비가 없을 때는 외국에서 시험을 진행해야 했다"며 "하지만 터무니 없이 비싼 가격을 부르거나 일정이 맞지 않는 등 문제들이 많았다"고 설명했다.
우주발사체의 신뢰도 확보를 위한 시험은 차근차근 진행되고 있다. 한국형발사체의 3단에 적용되는 7톤급 액체엔진은 지난해 말 100초 연속 연소시험을 성공적으로 마쳤다. 올해는 최종 임무 시간인 약 500초까지 시험시간을 점진적으로 늘려 갈 계획이다. 75톤급 액체엔진도 매주 시험이 진행되고 있다. 항우연 관계자는 "지난해 9월부터 75톤급 액체엔진에 대한 연소시험을 했는데 연소불안정 문제가 있었다"며 "올해부터는 방향성이 잡혀가고 있다"고 했다.
한국형우주발사체 개발 계획에 따라 항우연은 내년 12월 2단형 우주발사체를 우선적으로 발사할 방침이다. 여기에서는 75톤급 액체엔진의 안정적 작동 여부를 파악할 예정이다. 이후 모든 기술이 확보되면 오는 2019년 12월과 2020년 6월에 3단형 우주발사체를 발사할 계획이다. 조광래 항우연 원장은 "시험발사 예정 시기인 내년 12월을 맞추려면 여러 어려움이 있을 것으로 안다"면서도 "다소 도전적인 목표이기는 하지만 2017년 12월 발사를 목표로 하고 있다"고 강조했다.
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7톤급 엔진 연소시험을 위한 작업 모습.사진/한국항공우주연구원
고흥=서영준 기자 wind0901@etomato.com