「과학1호」 발사 성공… 우리 기술수준은
◎과학로켓 96년까지 2단계 분리형 개발/아직은 초보단계… 99년엔 고난도에 도전/9월발사 2호는 성능 높여 일 80%수준/87년부터 산학연 연구… 유도제어기술은 세계20위권
지난해 8월 우리나라는 5천년 역사상 첫 과학위성인 우리별1호를 발사해 우주시대를 열었다.또한 지난 6월4일에는 과학관측로켓 「과학1호」를 쏘아올려 우리의 힘과 역량을 우주로 확대하는 과감한 시도를 계속하고 있다.
엑스포기간중인 오는 9월1일에는 우리별2호와 과학로켓인 「과학2호」가 발사된다.
자동차가 2만개의 부품으로 이뤄진 산업분야이며 비행기등 항공분야가 약20만개가 넘는 부품이 필요하다면 로켓이나 위성등은 이보다 더 정교한 최첨단의 고부가가치산업인만큼 국가마다 최대의 역점을 두고 개발에 열을 올린다.이런 중요한 과학기술산업임에도 우리는 이제 시작단계로 인공위성을 우주의 일정한 궤도까지 실어올릴 로켓기술은 아직 갖지 못해 9월 예정된 우리별2호도 프랑스 아리안로켓에 실어 발사한다.
또 95년 발사될 방송통신용 무궁화위성도 미국의 마틴 마리에타사의 델타2로켓에 의해 발사될 예정이다.우리나라의 로켓연구현황과 발사능력은 과연 어느 수준인가.
로켓이란 고체및 액체연료를 폭발시켜 다량의 가스를 내뿜을 때 그 추진력으로 나아가는 비행체를 말한다.
로켓은 이용목적에 따라 평화적(상업적)및 군사적으로 대별된다.
로켓의 평화적 이용방법에는 로켓의 앞부분에 관측장비를 탑재해 발사하는 과학관측로켓,방송통신위성인 무궁화호위성 등과 같이 목적하는 장소·궤도에 진입시키는 수송수단으로 사용되는 로켓 등이 있다.
최근 타임지는 북한의 미사일 사정거리는 5백㎞이며 한국은 2백60㎞정도라고 추정보도했다(이것은 군사적 용도로 개발된 로켓의 경우일지 몰라도 국내 민간연구계에서 확인은 안되고 있다).중국이 1만5천㎞,미국이 1만4천8백㎞,러시아가 1만3천㎞인것에 비하면 기술력에서 크게 뒤짐을 여실히 알 수 있다.
3백㎞의 사정거리를 가진 미사일을 보유한 나라는 파키스탄·이라크·리비아·브라질 등이며 5백㎞의 미사일을 가진 나라는 이란·시리아 등이다.
▷관측로켓 과학1호◁
과학로켓 과학1호는 미국·러시아등 우주개발 선진국에 비하면 20∼30년 뒤떨어진 초보적인 단계지만 로켓발사기반기술을 확보했다는 점에서 의의가 있다고 할 수 있다.
과학1호의 제원은 무게 11.4t,지름 42㎝,길이 6.7m이며,2호는 무게만 2백㎏정도 가벼울 뿐 1호와 차이가 거의 없다.
○미에 20∼30년 뒤져
성능면에서 과학1호는 1백75㎏의 오존측정기등 탑재장비를 싣고 비행거리 77㎞,고도 39㎞로 3분간 비행하면서 오존층을 관측했으며,1백50㎏의 탑재장비를 장착할 9월 발사될 2호는 비행거리와 고도가 각각 1백11㎞·57㎞로 4분10초동안 지구상공 오존층을 관측할 예정이다.
한국항공우주연구소 우주기술연구부장 유장수박사는 『과학2호는 1호보다 고도가 약18㎞ 높아지는등 성능을 40%정도 향상시켰다』며 『과학2호는 과학관측로켓개발 선진국인 일본 과학관측로켓의 80%수준』이라고 말했다.
▷로켓핵심기술·부품◁
로켓의 핵심기술은 크게 발사체기술과 일정한 목표거리에 도달하도록 하는 유도제어기술로 나뉜다.
발사체기술에는 고체추진제(연료)기술및 노즐·연소실통·점화기·핀제작기술 등이 있으며,유도제어기술에는 관성유도제어·가속도계·적재화물(페이로드)제작기술 등이 있다.
○점화기기술 낙후
고체추진제기술은 로켓을 추진시키는 연료를 만드는 것으로 우리도 확보했다.가스를 뿜어내는 노즐제작기술도 거의 국산화가 가능하다.
또한 연소실통제작기술은 금속공학기술로 우리도 가졌다.
점화기제작기술은 고체추진제를 단번에 태워주는 장치인 점화기를 만드는 것으로 선진 10개국정도만 개발했다.이 기술은 아직 국산화되지 못했다.로켓 끝의 조그마한 날개에 해당하는 핀을 제작하는 기술은 우리도 가졌다.
유도제어기술중 관성유도제어기술은 자동항법장치인 자이로스코프를 제작하는 기술로 우리나라에서도 개발된 상태.세계 20여개국에서 이 기술을 확보하고 있다.로켓이 발사돼 속도변환을 측정하는 기술인 가속도계기술은 우리나라를 비롯,20여개국에서 갖고 있다.
▷국내개발현황◁
우리나라의 로켓개발은 지난 70년대 박정희대통령시절 시작돼 78년 사정거리 40㎞에 조금 못미치는 군사용로켓을 발사했으나 외국부품으로 조립한 것이었다.
그러나 박대통령 서거후 한국의 군사용로켓개발에 대한 미국의 견제로 그이상의 발전이 없었다.
○78년 군사용 발사
10여년 휴지기를 보낸 우리나라의 로켓개발은 87년부터 방향을 선회,평화적 이용인 순수과학관측용으로 개발하기 위해 과학기술처가 28억4천만원을 투입,로켓개발기초연구에 돌입했다.이어 90년 과기처의 국책연구과제로「과학로켓개발」이 선정돼 본격연구에 들어갔다.
한국항공우주연구소를 총괄기관으로 추진되고 있는 과학관측로켓개발사업은 한국표준과학연구원등 2개 정부출연연구소,서울대·연세대·한국과학기술원등 3개 대학,한국화약·삼성항공등 9개 기업이 참여,연인원 3백여명이 동원된 산·학·연 협동연구다.
로켓개발에 대한 대학의 연구는 서울대·한국항공대 등에서 로켓 자체기술보다는 인공위성개발에 부수되는 과제수행에 치중되고 있다.
서울대에서는 항공공학과 노오현교수를 팀장으로 5명의 교수가 ▲로켓중 외형설계와 연결되는 공기역학적인 특성▲구조물설계▲진동시험▲로켓유도방법및 장치 등을 연구하고 있다.
서울대 항공공학과 김승조교수는 『로켓을 학교단위로 연구하는 것은 재정부족 등으로 인해 사실상 불가능하다』며 『로켓연구는 대학생에게 강의하는 정도의 연구수준』이라고 말했다.
한국항공대도 인공위성개발에 필요한 열시스템 정도만 연구할뿐 로켓개발연구는 못하고 있다.
이밖에 서울대·항공대·경희대·인하대·조선대 등에서 관심있는 20∼30명이 모여 「로켓연구회」등의 이름으로 동아리활동을 하고 있다.
학생들의 로켓연구를 돕고 있는 한국항공대 기계설계학과 김진곤교수는 『이 동호인들은 인력·장비·재원등 모든 부문에서 빈약한 형편』이라며 『로켓기술이 고도 3백m정도 올라가는 소형로켓을 제작하는 범주를 벗어나지 못하고 있다』고 했다.
항공대 로켓연구회 제작부장 지민영군(20·항공재료공학과)도 『오는 9월 인하대에서 열리는 제2회 전국로켓경진대회를 준비하느라 지난 1일부터 동아리회원 20여명이 로켓제작을 위해 합숙하고 있다』며 『로켓발사에 필요한 화약이 위험물로 분류돼 화약을 구하는 절차가 까다로울 뿐 아니라,공부 때문에 많은 시간을 할애하지 못하고,1년예산 4백만원의 대부분을 회원들 주머니를 털어 충당하다보니 재정부족 등의 어려움을 겪고 있다』고 말했다.
▷향후추진계획◁
로켓개발은 90∼93년을 사업1단계로 지난 6월 발사된 과학1호에 이어 9월 과학2호가 발사되면 마무리된다.과학2호 역시 1단형 오존측정용 관측로켓으로 제원및 성능 등에서 비슷한 수준을 유지하고 있다.
○99년 3단형 개발
사업2단계(93∼96년)로는 고도 1백50∼2백50㎞급인 2단형 중형과학관측로켓을 제작,발사하는 것으로 무게 2t,길이 10.3m,직경 42㎝ 크기다.
1단형 로켓과는 달리 2·3단형 로켓은 일단 목표지점까지 도달한 뒤 재추진력을 얻기 위해 분리돼야 하므로 분리과정에서 궤도이탈없이 정확히 유도할 수 있는 고난도의 유도제어기술을 확보해야 하는 어려움이 있다.과학1호와 2호가 초속 1㎞내외의 속도를 낼 수 있었던 데 비해 96∼99년의 3단계에서는 초속 7.8㎞의 속도를 내 위성까지 발사할 수 있는 3단형로켓을 개발하게 된다.
◎전문가 의견/유장수 항공우주 연구소 우주기술연구부장/“4∼5년뒤엔 본궤도 진입”/우주산업 뒤처지면 후진국 전락
『21세기는 우주산업시대입니다.로켓 및 인공위성개발을 게을리해 우주산업진출이 늦어진다면 선진국의 과학기술에 예속되어 우주산업의 후진국이 될 수밖에 없습니다』
지난 6월4일 국내 처음으로 과학관측로켓 「과학1호」의 제작에서 발사까지 총지휘한 한국항공우주연구소 우주기술연구부장 유장수박사(41)는 미래에 대한 최선의 투자는 적극적인 「우주산업진출」이라고 강조한다.
한국과학기술원(KAIST)에서 기계공학으로 학위를 받은 그가 본격적인 로켓연구에 참여한 것은 지난 76년.국방과학연구소(ADD)에서 군사용로켓개발에 뛰어들면서부터였다.78년 과학1호수준인 군사용로켓 발사시험에 성공했으나 여러가지 제약조건으로 더이상의 연구는 할 수 없었다.80년대들어 세계의 로켓개발추세가 군사용보다는 평화적 이용이 강조되면서 미래의 로켓기술의 확보에는 군사로켓보다는 과학로켓이 더욱 적합하다는 결론을 내리고 다시 로켓개발에 정진하게 됐다.
87년 항공우주연구소 전신인 천문우주연구소에서 과기처 특정연구과제로 과학로켓기초연구를 마친 뒤 90년부터 본격적인 개발에 들어갔다.
『오는 9월 과학2호를 발사할 예정입니다.2호는 1호에 비해 고도가 18㎞가 높아져 비행거리 및 체공시간이 길어지는등 성능이 약40%가 향상될 것입니다』 무엇보다 로켓사업에 늦게 뛰어든 것이 큰 문제라고 하는 그는 그러나 우리나라가 반도체·조선·정밀기계기술등 로켓개발의 저변기술에 대한 기초기반기술을 확보하고 있을 뿐 아니라 기술적 문제는 따라잡으려는 정신력으로 보완할 수 있어 4∼5년 집중연구하면 3단형 로켓을 만드는 수준인 세계 10위권에 올라설 수 있을 것이라고 전망했다.
이를 위해 최대한으로 공공투자를 유발시켜 일정궤도에 올라선 다음 기업체가 참여하는 순서로 투자하는 것이 바람직하다는 해결책을 제시했다.
