수백 t에 달하는 우주발사체는 지구 중력을 이기고 우주선이나 위성을 궤도에 올려놓는다. 말하자면 지구와 우주를 잇는 고속도로인 셈이다. 지구에 고속도로만 있는 것이 아니듯이 우주에서도 원하는 곳으로 효율적으로 이동하려면 나들목과 국도, 지방도로처럼 더욱 세밀하게 연결된 길이 필요하다. 그 역할을 하는 것이 우주추진 기술이다. 우주추진은 인공위성의 역사와 함께했다. 우주추진은 위성의 궤도조정 역할을 넘어 우주에서 화물을 이동시키는 또 하나의 ‘우주수송’ 기술로 진화하는 중이다. 대표적인 것이 ‘킥스테이지’다. 발사체가 위성을 목표궤도로 보내기 위해 마지막 단계에서 한 번 더 가속해 주는 작은 추진체를 가리킨다. 또 궤도수송선인 OTV도 등장했다. 발사체에 위성과 함께 실려 우주로 간 후 저궤도에서 분리되어 자체 추진력으로 위성을 목표궤도까지 데려가는 역할을 한다. 지구에서 출발한 대형 발사체가 최종 궤도까지 위성을 운반하는 것보다 연료 등 경제성 측면에서 훨씬 유리하다. 발사체가 가는 길이 고속도로라면, 킥스테이지나 OTV는 최종 목적지에 더 효율적으로 도달하기 위한 샛길 혹은 지름길이라 하겠다. 목적지가 달, 화성, 심우주로 멀어질수록 추진 방식도 다양해진다. 큰 추력이 필요한 곳에서는 화학추진이 유리하고 장기간 효율적으로 이동하는 임무에는 전기추진이 강점을 가진다. 심우주 탐사를 위해서 원자력추진이 오랫동안 연구되었으며, 태양광을 이용한 태양돛 역시 여러 나라에서 시험된 바 있다. 한국도 첫 달 궤도선인 다누리를 통해 우주추진 시스템을 실제 운용해 본 경험이 있다. 현재 위성용 화학추력기와 전기추력기의 국산화가 진행 중이며 한국항공우주연구원에서는 달착륙선 추진기관과 이를 지상에서 검증하기 위한 비행 검증용 추진시스템을 개발 중이다. 위성을 여러 궤도로 운반하기 위한 OTV 개발 역시 시작됐다. 하지만 우주 선진국들과 비교한다면 우리는 아직 초기 단계다. 이제 우주추진기관을 개별 위성이나 탐사선에 필요한 하나의 부품으로만 바라봐서는 안 된다. 고성능·고추력화와 친환경·저비용화를 추진하는 동시에 추진제 저장과 공급, 전력과 열제어, 자율항법과 도킹, 장기적으로는 궤도상 급유까지 연결된 우주수송 시스템으로 발전시킬 수 있도록 설계해야 할 것이다. 또한 원자력추진과 같은 미래 기술에도 과감하게 도전할 필요가 있다. 우리는 누리호를 통해 독자적으로 우주 진입 고속도로를 열었다. 차세대발사체는 더 많은 화물을 더 먼 우주로 보내며 그 길을 더욱 넓혀 갈 것이다. 하지만 앞으로 우주경제에서는 우주 도달 능력만큼이나 도달한 뒤 자유롭게 이동하는 능력도 중요하다. 우주발사체가 지구와 우주를 잇는 고속도로를 만든다면 우주추진은 그곳에서 수많은 목적지를 연결하는 촘촘한 길을 만든다. 이제 우리도 우주로 가는 큰길과 우주 안의 세밀한 길을 함께 준비해야 한다. 한영민 한국항공우주연구원 발사체연구소장

프랑스 작가 베르나르 베르베르의 소설 ‘나비’에 등장하는 대형 태양풍 우주 범선을 현실로 옮길 수 있는 또 다른 프로젝트가 시험대에 올랐다. 20일(현지시간) 미 msnbc 방송 등에 따르면 미 항공우주국(NASA)의 초소형 인공위성 ‘나노세일-D’가 전날 스스로 모선에서 방출돼 비행을 시작했다. 특수 폴리머 천으로 된 돛을 달고 있는 나노세일-D는 태양 빛만 있으면 연료 없이도 날 수 있다. 나노세일-D의 크기는 가로 30㎝, 세로 10㎝, 높이 10㎝ 정도로 식빵 한 덩어리 수준이다. 여기에는 방패연 같은 모습의 가로, 세로 각각 10m의 돛이 숨겨져 있다. 또 돛은 머리카락보다 두께가 얇고 무게도 단 몇g에 불과하다. 이 박막이 나노세일-D를 연료 없이 움직이게 하는 태양 돛이다. 나노세일-D의 모선인 과학 위성 FASTSAT팀은 “나노세일-D가 제대로 움직이고 있는지 알기 위해서는 아마추어 무선통신사들의 도움이 필요하다.”면서 “이 초소형 위성의 신호는 437.270㎒에서 찾을 수 있다.”고 덧붙였다. 나길회기자 kkirina@seoul.co.kr