시사위크=박설민 기자  한국형 발사체(KSLV-2) ‘누리호’의 139번째 연소시험이 전남 고흥군 나로우주센터에서 성공적으로 진행됐다. 누리호는 내년 2월과 10월 시험 발사될 예정이다. 

과학기술정보통신부(이하 과기정통부)와 한국한공우주연구원(이하 항우연)은 지난 15일, 내년 발사를 앞두고 있는 순수 국내기술로 제작 중인 누리호의 개발 현장을 공개했다. 누리호는 지난 2018년 11월 2단 부분에 사용되는 75톤급 엔진 시험발사체 발사에 성공했다. 이후 11개월이 지난 지금 1단과 3단에 대한 연구개발이 진행 중이다.

올해 중점적으로 연구되는 부분은 75톤 엔진 4개를 묶는 ‘클러스터링’ 종합연소시험이다. 이는 최초 발사에 쓰이는 1단에 설치돼 가장 규모가 크고 중요하다.

고정환 항우연 한국형발사체개발사업 본부장은 “연소 목표 시간이 140초였는데 151초간 연소했다. 엔진 성능이 우리 생각보다 더 잘 나왔다”면서 시험 발사가 성공적이었다고 평가했다. 이어 그는 “75톤 엔진 네 기룰 묶은 1단부 기체는 조립해 하반기에 시험을 시작할 예정”이라고 밝혔다.

이번 누리호의 발사체 엔진 공개로 우리나라의 우주항공산업 발전과 한국형 발사체 기술 확보에 대한 기대감이 증폭되고 있다. 또한 지난 2013년 발사에 성공한 ‘나로호’와 비교해 누리호가 어떤 차이점이 있는지에 대한 관심도 높아지고 있다.

◇ 순수 국내기술로 제작된 ‘누리호’... 우주강국 향해 한발짝 더

누리호가 나로호와 비교되는 가장 큰 차이는 ‘순수 국내기술’이라는 점이다. 나로호는 한국 최초의 우주 발사체로써 의미가 매우 크다. 나로호 개발 이전까지 우리나라의 우주발사체 관련 기술은 초보적인 수준에 불과했기 때문이다. 

다만 나로호의 경우 러시아 기술의 도움을 받아 ‘반쪽짜리 성공’이라는 부정적 시각도 존재했다. 발사체 엔진에서 가장 중요한 1단 부분을 러시아 기술에 의존했기 때문이다. 2단형 우주 발사체인 나로호의 경우 우리나라가 2단 부분을, 1단 부분은 러시아가 담당했다. 

반면 3단형 우주 발사체인 누리호는 1단부터 3단까지 모두 우리나라 자체 기술로 구성됐다. 정부는 우리나라 순수 기술로 한국형 발사체 누리호를 개발하기 위해 지난 2010년부터 총 1조9,572억원의 예산을 투입했다. 

내년 누리호 발사가 성공한다면 우리나라의 기술로만 구성된 최초의 우주 발사체가 되는 성과를 얻게 된다. 이를 통해 우리나라도 미국, 일본, 러시아 등의 해외 항공우주분야 강국 반열에 들어갈 수 있는 발판을 마련할 수 있을 전망이다.

◇ “나로호보다 크고 높게” 업그레이드된 ‘누리호’

항우연의 자료를 토대로 비교해보면 누리호는 나로호보다 훨씬 상향된 스펙을 갖는다. 나로호는 총길이 33.5m, 총 중량 140톤에 직경 2.9m이다. 누리호의 경우 총길이 47.2m, 총 중량 200톤, 직경 3.5m로 나로호와 크기 차이가 난다. 엔진의 경우 170톤급 1단 액체엔진, 7톤급 2단 고체엔진을 가진 나로호와 비교해서 1단 300톤(75톤급 엔진 4기), 2단 75톤, 3단 7톤으로 성능이 상향됐다.

항우연 관계자는 시사위크와의 통화에서 “이번에 누리호에서 사용되는 엔진은 모두 기존 나로호에서 사용되는 엔진보다 출력이 훨씬 크다”며 “이를 통해서 나로호 보다 큰 추진력을 갖는다”고 밝혔다. 

큰 추진력을 통해 누리호는 나로호보다 멀리 날아갈 수 있다. 지구 저궤도에서 인공위성을 우주에 올릴 수 있는 투입고도는 누리호가 나로호의 약 2배 이상 높다. 나로호의 경우 투입고도가 300km다. 누리호의 경우 투입고도는 600km~800km정도로 예상된다. 

탑재 중량 역시 누리호가 압도적으로 크다. 나로호의 경우 탑재 중량이 100kg에 불과했다. 반면 누리호는 700km 태양 동기궤도 기준 1,500kg의 화물을 발사할 수 있도록 설계됐다. 나로호의 약 15배가 넘는 수치다. 나로호와 같은 투입고도인 300km를 기준으로는 약 2,600kg의 화물을 쏘아올릴 수 있다.

나로호와 누리호의 공통점도 존재한다. 항우연 관계자에 따르면 발사체에 사용되는 추진 연료는 나로호, 누리호 둘다 ‘케론신’을 사용한다. 케론신은 원유에서 정제한 등유를 말한다. 상온에서 액체로 존재하기 때문에 다루기 쉬워 로켓의 연료로 자주 사용된다. 미국 항공우주국(NASA)의 새턴5, 아틀라스5 등 많은 로켓에서 사용됐다.

◇ 오는 10월, 순수 국내기술로 제작하는 제2발사대 완공도 목표

나로우주센터에서는 누리호가 발사될 제2발사대가 오는 10월 완공을 목표로 구축 중이다. 나로호 발사대 옆에 설치되는 제2발사대는 ‘엄빌리칼 타워(높이 45.6m)’로 누리호에 추진제를 공급하고 발사체가 세워진 상태에서 발사 준비 작업을 수행할 수 있다. 

누리호 발사대는 일부 장치의 초기형상 설계를 제외한 모든 과정을 국내 기술로 개발한 첫 발사대다. 완공 이후 누리호 인증 모델을 발사대에 기립시켜 발사대 기능을 최종 확인할 예정이다. 

과기정통부 최원호 거대공공연구정책관은 “국내 최초로 우주발사체를 독자 개발하기 위해 항공우주연구원과 관련 산업체에서 수많은 난관을 극복해 나가면서 총력을 기울이고 있다”며 “올해는 내년 누리호 발사를 앞두고 핵심적인 연구개발이 진행되는 중요한 해이므로 정부에서도 적극적인 지원을 해 나갈 것”이라고 말했다.