[누리호 발사 성공] 28년전 꼬마로켓이 쏘아 올린 ‘세계 7대 우주강국의 꿈’

순수 국내 기술로 설계·제작된 한국형 발사체 누리호(KSLV-ll)가 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다./사진=사진공동취재단

[고흥 나로우주센터=공동취재단] 1.5t급 실용위성이 탑재된 한국형 발사체 ‘누리호(KSLV-II)’가 발사에 성공하면서 우리나라도 세계에서 7번째로 독자적인 우주발사체 개발국 반열에 오르게 됐다.

21일 과학기술정보통신부(과기정통부)에 따르면 누리호는 이날 오후 5시 전남 고흥 나로우주센터에서 발사돼 우주로 날아갔다.

누리호는 발사 후 127초가 지난 오후 5시 2분께 고도 59㎞에서 1단이 분리됐다. 오후 5시 4분에는 누리호에 탑재된 위성모사체(더미 위성)을 보호하는 덮개인 페어링이 분리됐다. 같은 시각에 2단 엔진 정지가 확인됐으며 3단 엔진 점화도 확인됐다.

오후 5시 6분 누리호는 비행 고도 500㎞를 돌파했고 5시 8분에는 비행 고도 600㎞를 돌파했다. 오후 5시 12분에는 누리호 3단 엔진 정지가 확인됐다. 오후 5시 15분에는 더미 위성이 정상 분리된 것이 확인됐다. 다만 더미 위성을 궤도에 안착시키는 것은 미완의 과제로 남았다. 발사에는 성공했지만, 궤도 안착에는 실패한 ‘절반의 성공’이란 평가가 나오는 이유다. 정부는 내년 5월에 있을 두 번째 발사에서는 완벽한 성공을 기대하고 있다.

문재인 대통령은 이날 전남 고흥 나로우주센터에서 누리호 발사를 지켜본 뒤 대국민 메시지를 통해 “목표에 완벽하게 이르진 못했지만 첫 번째 발사로 매우 훌륭한 성과를 거뒀다”고 말했다.

문 대통령은 “발사관제로부터 이륙, 공중에서 벌어지는 두 차례 엔진 점화와 로켓 분리, 페어링과 더미 위성 분리까지 차질없이 이뤄졌다”며 “발사체를 미국 700㎞ 고도까지 올려보낸 것만으로도 대단한 일”이라고 자평했다.

이어 “정부는 대한민국이 명실상부한 우주 강국으로 도약할 수 있도록 장기적인 안목에서 흔들림 없이 투자해 2030년 우리 발사체로 달착륙 꿈 이룰 것”이라고 덧붙였다.

궤도 안착 실패에도 불구하고 누리호 발사와 분리는 성공적으로 이루어지면서 우리나라는 독자적 우주 수송능력 확보에 성공하고 국가 우주개발을 안정적으로 수행할 수 있는 바탕을 마련할 수 있게 됐다는 평가를 받는다.

발사체 개발 기술은 국가 간 기술이전이 엄격히 금지된 분야다. 미사일기술통제체제(MTCR) 및 미국의 수출 규제(ITAR) 등을 통해 우주발사체 기술 이전이 통제돼 있어 독자적인 우주발사체 개발이 요구됐다. 이에 우리 정부는 2010년 3월부터 누리호 개발에 착수, 11년 만에 실제 발사에 이르게 됐다.

그간 발사체 자력발사 능력 보유국은 9개로, 무게 1t 이상 실용급 위성 발사가 가능한 국가는 러시아, 미국, 유럽, 중국, 일본, 인도 등 6개국에 불과했다. 이스라엘, 이란, 북한 등은 자력발사 능력을 보유했지만 300kg 이하 위성에 국한됐다. 누리호엔 1.5톤급 실용위성이 탑재됐다.

누리호의 설계, 제작, 시험, 발사, 운용에 이르는 모든 과정은 순수 국내 기술로 진행됐으며, 발사체 핵심기술도 확보됐다. 항공우주연구원에 따르면 우리나라는 △중대형 액체로켓엔진 독자 개발 △우주발사체 엔진개발 설비 구축 △대형 추진제 탱크 제작 기술 개발 △독자 기술로 발사대 구축 등을 이뤄냈다.

이 중에서도 누리호의 심장에 해당하는 중대형 액체엔진 개발이 주요 성과로 꼽힌다. 우리나라는 누리호의 주 엔진인 75t급 및 7t급 액체엔진을 개발, 세계에서 7번째로 중대형 액체로켓엔진을 보유하게 됐다.

75t급 엔진은 개발 초기에는 기능과 성능 위주로 설계해 목표 대비 25% 무겁게 설계됐으나 이후 반복적인 엔진 연소시험 등을 통해 엔진 기능과 작동 환경에 대한 데이터 축적, 무게 감량을 위한 설계 개선,구조 해석, 경량 소재 등을 적용해 최종적으로 무게를 줄였다.

해당 액체엔진은 누리호 발사 전까지 총 33기의 엔진을 시험, 지상 및 고공모사환경에서 총 184회, 누적연소시간 1만8290초를 수행했다. 7톤급 액체엔진은 같은 기간 총 12기의 엔진을 시험해 총 93회, 누적연소시험 1만6925.7초를 수행했다.

임혜숙 과기정통부 장관은 “지난 십여년 동안 누리호 연구과정을 통해 얻은 데이터와 경험, 장비, 실험 환경, 연구인력 등 모든 인프라에 의미가 있다”면서 “누리호의 도전에 많은 격려와 지지를 부탁드린다”고 밝혔다.

대한민국이 ‘우주 발사체 완전 독자 기술 확보’ 도전에 나선 건 1980년대로 거슬러 올라간다. 1987년 한국형 발사체 필요성이 처음 제기됐고, 천문우주과학연구소(현재 한국천문연구원)가 로켓 개발 관련 기초 연구를 시행하면서 국가 차원의 개발 연구가 시작됐다.

이후 1989년 10월 항공우주산업개발촉진법에 따라 한국항공우주연구원(항우연)이 설립되면서 한국형 발사체 확보를 위한 본격적인 여정이 시작됐다.

항우연은 설립 3년이 지난 1993년 6월과 9월 한국형 과학관측 로켓(KSR)-Ⅰ을 두 차례에 걸쳐 발사했다. 1단형 고체 엔진이 적용된 KSR-Ⅰ은 장비 50㎏을 싣고 고도 39km, 낙하거리 77km를 기록하며 한반도 상공을 날았다. 이후 항우연은 1998년 6월 KSR-II(2단형 고체엔진 적용)와 2002년 11월 KSR-III(액체추진 과학로켓)를 성공적으로 발사했다.

세 차례의 발사에서 한국은 2단 분리 기술을 비롯해 액체로켓 발사 운용 기술, 엔진시험, 유도제어 및 자세제어 기술 데이터를 확보하는 성과를 거뒀다. 이들 기술은 누리호 개발의 자양분이 됐다.