지난 2월 25일 전남 고흥 나로우주센터에서 한국형 발사체 ‘누리호(KSLV-II)’ 1단 엔진에 대한 ‘2차 종합연소시험’이 성공을 거뒀다.

75t급 엔진 4기를 묶어 마치 하나의 엔진처럼 작동하게 하는 이번 시험은 약 100초간의 짧은 연소시간에도 대한민국 우주발사체 개발역사에 소중한 장면으로 기록될 만한 ‘가슴 뭉클한 순간’이었다. 이는 2018년 75t급 엔진 시험발사체 발사와 지난 1월에 처음으로 75t급 엔진 4기를 연결해 30초간의 1차 종합 연소시험에 성공한 데 이은 또 한 번의 쾌거다.

누리호는 독자적인 우주 수송능력 확보를 위해 1.5t급 실용위성을 지구 상공 600~800㎞ 저궤도에 투입할 수 있는 3단형 발사체다. 1단은 75t급 액체엔진 4기, 2단에 75t급 1기, 3단에 7t급 1기가 탑재되며, 1단의 엔진 4기는 클러스터링해 발사하게 된다. 클러스터링은 여러 기의 엔진이 하나의 엔진처럼 동일한 추력을 내는 것이 핵심 기술이다. 이를 위해 엔진 각 구성품의 높은 신뢰도는 물론 엔진이 동시에 점화될 때 서로 간섭하지 않도록 수평과 균형을 유지하는 고도의 기술력이 요구된다.

한화에어로스페이스는 현재 누리호에 사용될 발사체 엔진을 생산 중이며, 지난 2018년 11월 시험발사체 발사를 통해 이미 그 성능을 입증한 바 있다.

75t급 엔진 개발 과정은 결코 순탄치만은 않았다. 연소 불안정 현상이 발생해 지속적인 설계 변경과 연소시험을 통해 1년여 만에 문제점을 해결할 수 있었다. 결국 시험발사체의 목표시간인 140초를 넘어 151초 동안 연소하고 최대 고도 209㎞를 약 530초 동안 비행에 성공함으로써 대한민국은 세계에서 75t급 중형 액체 로켓엔진을 보유한 7번째 국가가 됐다.

우리 주변 우주강국의 우주산업에 대한 움직임은 활발하다. 중국은 지난 2019년 1월 최초로 달 탐사선인 ‘창어4호’를 달에 착륙시켰고, 지난해 12월 운반로켓 ‘창정5호’에 ‘창어5호’를 싣고 발사해 달 토양 샘플과 함께 무사히 귀환시켰다. 일본 역시 지난해 12월에 무인탐사선 ‘하야부사2호’가 약 52억㎞ 여정 끝에 소행성 ‘류구’의 토양 표본을 가지고 돌아왔다.

지난 1월 미국 우주탐사기업 스페이스X는 소형 위성 143개를 실은 ‘팰컨9’ 로켓을 우주로 쏘아올려 지구 위 500㎞ 궤도에 올렸다. 로켓 하나로 가장 많은 위성을 한꺼번에 지구 궤도에 배치하는 기록을 세운 것이다. 스페이스X가 지난 2019년 소형 위성 1개당 100만달러 미만을 받고 우주에 올려주는 ‘우주 승차 공유계획’을 발표한 이후 첫 발사였다.

위성 및 이를 궤도에 올리는 우주발사체사업이 근간이 되는 우주산업은 국가 간의 기술 이전이 불가해 각국의 독자 개발이 필연적이다. 우리나라도 누리호 발사 성공 이후 한국형 우주발사체 고도화사업을 준비 중이다. 이를 통해 우주사업 경쟁력을 확보하고, 국내 기업을 육성함으로써 국내 민간 위성발사시장 구축과 해외 발사 서비스시장 진출도 기대하고 있다.

앞으로 국내 우주산업계도 파이어니어기업으로서 민간 주도의 우주산업 생태계를 조성하고 발전시켜 나감으로써 ‘비욘드 스페이스(Beyond Space)’라는 비전에 걸맞은 한국판 스페이스X의 탄생을 기대해본다.

홍재기 한화에어로스페이스 군수항공사업본부장 전무