“이제 세계 항공우주 시장에 명함을 내밀 수 있게 됐네요.” 한국형 발사체 누리호(KSLV-II) 발사가 성공하면서 국내 기업의 우주 기술력에 대한 찬사가 쏟아지고 있다. 기밀 수준의 기술 보안 탓에 어깨너머로도 배우기 어려운 로켓 기술을 스스로 터득하고 성공적으로 개발해 낸 것이다. ●막대한 로열티 안 내고 위성 발사 가능해져 21일 재계와 과학기술정보통신부에 따르면 누리호 사업에는 30개 주력 업체를 포함해 총 300여개의 국내 기업이 참여했다. 이들 기업은 우주산업에 발을 담그고 있으면서도 그동안 글로벌 시장에서 확실한 눈도장을 받지 못했다. 기술력은 보유했지만 ‘발사체 발사 성공’이라는 경험이 없었기 때문이다. 따라서 이번 누리호 발사 성공은 국내 기업의 우주항공 기술력이 세계적 수준에 도달했다는 것을 입증하는 계기가 될 것으로 보인다. 앞으로 발사체 기술을 보유한 국가에 막대한 돈을 내고 위성을 쏘아 올리지 않아도 된다. 누리호 제작에 참여한 업체들은 발사 성공에 한껏 고무됐다. A업체 관계자는 “실패하는 경우의수는 아예 생각하지도 않았을 정도로 성공에 대한 확신이 컸다”며 환호했다. B업체 관계자는 “누리호 발사 성공 자체가 국가적으로 엄청난 자산을 갖게 되는 일”이라면서 “대한민국 뉴 스페이스의 꽃을 피우는 데 일조했다고 생각하니 가슴이 뿌듯하다”고 말했다. C업체 관계자는 “이번 누리호 발사 성공으로 앞으로 후속 사업도 안정적으로 진행될 것 같다. 한국항공우주연구원과 더 협업하고 기술 이전을 바탕으로 기술 역량을 높이는 데 주력하겠다”고 했다. ●엔진 만든 한화에어로스페이스 몸값 폭등 누리호 발사가 성공하기까지 국내 대기업도 적지 않은 역할을 했다. 한화에어로스페이스는 누리호의 심장인 ‘75t급 액체로켓 엔진’을 생산해 납품했다. 이 엔진은 발사체가 중력을 극복하고 우주궤도에 도달하는 동안 고온·고압·극저온 등 극한의 조건을 견뎌 낼 수 있도록 설계됐다. 한국항공우주산업(KAI)은 300여개 업체가 생산한 부품 조립을 총괄하는 ‘지휘자’ 역할을 했다. 발사체 기술의 핵심인 1단 추진체의 연료탱크와 산화제 탱크도 KAI가 제작했다. 현대중공업은 지상 발사대와 산화제·추진제를 주입하는 초록색 구조물 엄빌리컬 타워를 만들었고, 현대로템은 누리호 연소시험을 진행했다.

한국형 발사체 ‘누리호’(KSLV-II)는 국내 민간 방위산업 기술력의 집약체다. 한화·현대중공업 등 대기업을 포함한 국내 기업 300여곳이 참여했다. 누리호 전체 사업비의 80%에 해당하는 1조 5000억원이 참여 기업에 쓰였다. 이들 모두가 누리호를 탄생시킨 ‘K로켓 어벤저스’다. 누리호 발사 성공으로 국내에 민간이 주도하는 ‘뉴 스페이스’ 시대가 활짝 열릴지 주목된다. 20일 업계에 따르면 누리호 사업에 참여한 대표 기업은 한국항공우주산업(KAI)이다. 2014년부터 누리호 사업에 참여한 KAI는 300여개 기업이 만든 부품의 조립을 총괄했다. 발사체의 기본이자 최대 난제인 1단 추진체 연료 탱크와 산화제 탱크도 KAI가 제작했다. 앞서 2009년, 2010년, 2013년 세 차례 발사하고 마지막 세 번째에 성공한 나로호(KSLV-I)의 1단 추진체는 러시아로부터 들여왔었다. KAI는 경남 사천에 우주 기술 개발을 위한 민간 우주센터를 건설하고 있다. 지난 2월 ‘뉴 스페이스 태스크포스(TF)’도 꾸리는 등 누리호 기술을 기반으로 우주 전문 기업으로 거듭난다는 목표다. 한화에어로스페이스는 누리호의 심장인 75t급 액체로켓 엔진을 제작했다. 이 엔진은 발사체가 중력을 극복하고 우주궤도에 도달하는 동안 고온·고압·극저온 등 극한의 조건을 견뎌 낼 수 있도록 설계됐다. 아울러 터보펌프, 추진기관, 배관조합체, 구동장치 제작과 시험 설비 구축에도 참여했다. ㈜한화는 누리호의 가속·역추진 모터와 임무제어 시스템을 개발했다. 한화그룹은 지난 3월 우주산업 컨트롤타워 ‘스페이스 허브’를 출범하고 사업 확장에 나섰다. 한화시스템·한화에어로스페이스·㈜한화와 한화가 인수한 인공위성 기업 쎄트렉아이가 연합한 조직으로, 김승연 회장의 유력한 후계자인 장남 김동관 한화솔루션 사장이 이끌고 있다. 스페이스 허브는 지난 5월 카이스트와 함께 우주연구센터도 설립했다. 한화그룹이 우주 기술 개발을 미래 핵심 사업으로 보고 드라이브를 강하게 걸고 있다는 의미다. 현대중공업은 지상 발사대와 초록색 구조물 엄빌리컬 타워를 제작했다. 48m 높이의 엄빌리컬 타워는 발사체에 산화제와 추진제를 주입하는 역할을 한다. 현대로템은 누리호의 연소 시험을 진행했다. 엔진을 점화시켜 발사체의 성능을 확인하는 시험으로 발사 전 필수 과정이다. 재계 관계자는 “누리호 발사가 성공하면 국내 산업계에 우주산업이 새로운 미래 먹거리로 급부상할 것”이라고 내다봤다.

한국형 발사체 ‘누리호’(KSLV-II)는 국내 민간 방위산업 기술력의 집약체다. 한화·현대중공업 등 대기업을 포함한 국내 기업 300여곳이 참여했다. 누리호 전체 사업비의 80%에 해당하는 1조 5000억원이 참여 기업에 쓰였다. 이들 모두가 누리호를 탄생시킨 ‘K로켓 어벤저스’다. 누리호 발사 성공으로 국내에 민간이 주도하는 ‘뉴 스페이스’ 시대가 활짝 열릴지 주목된다. 20일 업계에 따르면 누리호 사업에 참여한 대표 기업은 한국항공우주산업(KAI)이다. 2014년부터 누리호 사업에 참여한 KAI는 300여개 기업이 만든 부품의 조립을 총괄했다. 발사체의 기본이자 최대 난제인 1단 추진체 연료 탱크와 산화제 탱크도 KAI가 제작했다. 앞서 2009년, 2010년, 2013년 세 차례 발사하고 마지막 세 번째에 성공한 나로호(KSLV-I)의 1단 추진체는 러시아로부터 들여왔었다. KAI는 경남 사천에 우주 기술 개발을 위한 민간 우주센터를 건설하고 있다. 지난 2월 ‘뉴 스페이스 태스크포스(TF)’도 꾸리는 등 누리호 기술을 기반으로 우주 전문 기업으로 거듭난다는 목표다. 한화에어로스페이스는 누리호의 심장인 75t급 액체로켓 엔진을 제작했다. 이 엔진은 발사체가 중력을 극복하고 우주궤도에 도달하는 동안 고온·고압·극저온 등 극한의 조건을 견뎌 낼 수 있도록 설계됐다. 아울러 터보펌프, 추진기관, 배관조합체, 구동장치 제작과 시험 설비 구축에도 참여했다. ㈜한화는 누리호의 가속·역추진 모터와 임무제어 시스템을 개발했다. 한화그룹은 지난 3월 우주산업 컨트롤타워 ‘스페이스 허브’를 출범하고 사업 확장에 나섰다. 한화시스템·한화에어로스페이스·㈜한화와 한화가 인수한 인공위성 기업 쎄트렉아이가 연합한 조직으로, 김승연 회장의 유력한 후계자인 장남 김동관 한화솔루션 사장이 이끌고 있다. 스페이스 허브는 지난 5월 카이스트와 함께 우주연구센터도 설립했다. 한화그룹이 우주 기술 개발을 미래 핵심 사업으로 보고 드라이브를 강하게 걸고 있다는 의미다. 현대중공업은 지상 발사대와 초록색 구조물 엄빌리컬 타워를 제작했다. 48m 높이의 엄빌리컬 타워는 발사체에 산화제와 추진제를 주입하는 역할을 한다. 현대로템은 누리호의 연소 시험을 진행했다. 엔진을 점화시켜 발사체의 성능을 확인하는 시험으로 발사 전 필수 과정이다. 재계 관계자는 “누리호 발사가 성공하면 국내 산업계에 우주산업이 새로운 미래 먹거리로 급부상할 것”이라고 내다봤다.

한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 1차 발사 예정일 전날인 20일 아침 전라남도 고흥군 나로우주센터 내 제2발사대로 이송되고 있는 것으로 알려졌다. 이날 과학기술정보통신부(과기정통부)는 “오전 7시 20분쯤 누리호 이송을 시작했다”며 “무인특수이동차량(트랜스포터)에 실려 나로우주센터 내 발사체종합조립동에서 발사대까지 약 1시간에 걸쳐 이송될 예정”이라고 밝혔다. 누리호는 발사대에 도착한 후 기립 준비과정을 거쳐 오전 중에 발사대에 기립하게 된다. 이날 오후에는 누리호에 전원 및 추진제(연료, 산화제) 등을 충전하기 위한 ‘엄빌리칼 연결’과, 연료나 산화제 충전 과정에서 막히거나 샐 가능성이 있는지 파악하는 작업인 ‘기밀 점검’ 등 발사 준비 작업이 수행될 예정이다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 ‘지구 저궤도’에 속하는 600∼800km 고도에 투입하기 위해 만들어졌다. 누리호는 각각 추력(推力)이 75t급인 액체엔진 4기가 ‘클러스터링’으로 묶여 있는 1단부, 추력 75t급 액체엔진 1기가 달린 2단부, 추력 7t급 액체엔진이 달린 3단부로 구성됐다. 다만 이번 발사에는 실제 실용위성 대신 무게와 크기가 같지만 기능은 줄인 ‘더미’(dummy) 위성이 탑재된다. 2010년 3월 시작된 누리호 개발 사업은 2018년 11월 28일 엔진 시험 발사체 발사, 2021년 3월 25일 누리호 인증모델(QM) 1단부 엔진 종합연소시험 등을 성공적으로 수행했다. 이를 통해 우리나라의 발사체 기술력은 이미 전 세계적으로 인정받은 상태이며, 성공할 경우 세계에서 7번째로 실용위성을 자력으로 쏠 수 있는 능력을 입증하는 나라가 된다. 누리호 1차 발사 시각은 21일 오후 4시 안팎이 유력한 것으로 전해졌다. 과기정통부와 항우연은 발사 시간 약 1시간 30분 전에 정확한 발사 시각을 발표한다. 기상 상황이 악화되거나 기술적 문제가 발생할 경우, 발사일은 10월 22일∼10월 28일로 변경된다. 발사일 변경은 누리호 발사관리위원회가 결정한다. 누리호는 1차 발사 성공 여부와 관계없이 내년에 2차 발사를 진행한다. 잠정적으로 지정된 2차 발사 예정일은 2022년 5월 19일이며, 1차 발사와 동일하게 발사 예정일 이후 1주일간(5월 20∼26일)이 발사 예비 기간으로 잡혔다.

K4는 국방과학연구소가 개발하고 우리 군이 사용 중인 고속유탄기관총이다. SNT모티브가 만드는 K4 고속유탄기관총은 개발국인 우리나라를 포함 전 세계 10여 개 국가에서 사용되고 있다. 총기의 우수한 신뢰성을 바탕으로 정글에서 사막에 이르기까지 다양한 지역에서 활약 중이다. 특히 수출된 K4 고속유탄기관총은 우리 군이 도입한 수량보다 훨씬 많다. 초당 최대 6발의 40mm 유탄을 쏟아내는 K4 고속유탄기관총은 육군과 해병대의 보병 대대에서 중요한 직사화기로 운용된다. 지난 1985년 국방과학연구소가 개발을 시작한 K4 고속유탄기관총은 1990년 우리 군의 전투장비로 채택되었고 1992년부터 초도 양산이 이뤄졌다. 미군이 사용하고 있는 Mk19 고속유탄기관총과 비슷한 모양새를 가지고 있다. 그러나 구조를 참고했을 뿐 독자적으로 만든 국산무기이다. 이 때문에 특허문제나 저작권료 문제없이 세계 여러 나라에 수출을 할 수 있었다.40mm 유탄은 저속 및 고속탄으로 분류가 되는데, K2 소총에 장착되어 사용되는 K201 유탄발사기의 경우 저속탄을 사용한다. 반면 K4 고속유탄기관총은 40mm 고속탄을 사용한다. 이러한 40mm 유탄의 차이 때문에 K4의 유효사거리는 1.5km에 달하고, 반면 K201의 경우 유효사거리 350m로 알려지고 있다. K4 고속유탄기관총에 사용되는 K212 이중목적 고폭탄의 경우 2km 거리에서 위치한 5cm 두께의 철판을 관통할 수 있으며, 유사시에는 적 장갑차를 파괴하고 보병을 제압하는데 사용된다. 또한 직사화기지만 M1A1 상한의를 활용하면 마치 박격포처럼 언덕 등 장애물 뒤쪽의 보이지 않는 표적을 공격할 수도 있다. K4 고속유탄기관총은 해병대의 KAAV 즉 한국형 상륙돌격장갑차와 육군의 K808 차륜형 장갑차의 핵심무장으로 사용되고 있다. 지난해 10월 해병대 포항 사격장에서 KM383 40mm 유탄이 K4 고속유탄기관총 안에서 터져 훈련중인 장병이 중상을 입는 안타까운 사고가 발생한 바 있다. 일각에서는 이를 두고 K4 고속유탄기관총의 신뢰성에 의문을 나타내고 있다.그러나 군 관계자들에 따르면 당시 사고 발생원인은 사용되었던 40mm 유탄의 추진제 최고압력이 노리쇠 전진과정에서 형성되지 못하고 후퇴하는 과정에서 지연 형성돼, 탄피가 총열의 약실을 이탈하려는 순간 추진제의 최고압력을 견디지 못하고 폭발했기 때문인 것으로 전하고 있다. 즉 K4 고속유탄기관총의 문제라기보다는 사용되는 40mm 유탄이 사고를 일으킨 것이다. 이와 관련해 K4 고속유탄기관총의 제작사인 STN모티브는 "오작용 화기 성능점검 중 일부 정비 미흡 사항이 발견됐으나, 오작용 발생과는 전혀 관련성이 없다고 결론을 내렸다"며 "향후 이와 유사한 오작용 원인 검토 시에 화기 분야보다 탄약 폭발 계열에 연관성을 우선 고려할 필요가 있다"고 전했다. 

코로나19 델타 변이 바이러스의 확산이 우주산업에도 부정적 영향을 미쳤다. 미국 사이언스타임스 등 현지 언론의 25일 보도에 따르면 테슬라 최고경영자(CEO) 일론 머스크가 이끄는 우주개발기업 스페이스X의 위성인터넷 서비스 스타링크 측은 코로나19 팬데믹이 장기화되면서 로켓 개발에 어려움을 겪고 있다고 토로했다. 그윈 숏웰 스페이스X 최고운영책임자(COO)는 이번 주 초 “스페이스X의 팔콘9과 같은 로켓은 액체 산소를 반드시 필요로 하지만, 코로나19 환자가 급증하면서 의료기관에서의 수요가 높아져 공급이 제한적인 상황”이라고 설명했다. 이어 “올랜도 시는 지난주 주민들에게 물 소비를 줄여 더 많은 액체 산소를 만들고, 이를 병원으로 보내는 데 협조해 달라고 요청했다”고 덧붙였다. 일반적으로 액체 추진제 로켓은 액체 상태의 연료와 산화제를 연소기에 분사하고 이 힘을 이용해 우주를 비행한다. 액체 추진제 로켓은 고체 추진제 로켓과 달리 연소 과정 중 연소를 중단할 수 있고, 추진력도 조절할 수 있다는 장점이 있는 만큼, 액체 추진제 로켓에 들어가는 액체 산소는 필수 재료로 꼽힌다.하지만 지난해 코로나19 팬데믹이 시작된 뒤 액체 산소 품귀 현상이 시작됐다. 코로나19 환자를 치료하는데 액체 산소가 필수적이기 때문이다. 게다가 델타 변이 바이러스로 확진자가 급증하면서 이를 필요로 하는 환자와 병원이 늘어났다. 이에 당국 또는 액체 산소 공급 업체는 기업이 아닌 병원에 액체 산소를 우선 공급하도록 조치하면서 스페이스X와 같은 업체의 로켓 개발에 차질이 생겼다. 미국 발사체 전문기업 ULA의 CEO 토리 브루노 역시 25일 “자사의 로켓 발사 시설에 액체 산소를 공급하는 연방 계약자가 (치료용) 액체 산소 부족을 완화하기 위해 노력하고 있다”면서 “이는 오는 9월 발사 예정인 위성에 영향을 미칠 수 있다”고 언급했다. 한편 액체 산소 부족 현상은 세계 곳곳에서 나타났다. 최근 일일 신규 확진자 수가 5000~6000명에 달하는 미얀마와 올 봄 일일 확진자 수가 40만 명을 넘나들었던 인도, 코로나19 사망자 수가 전 세계 3위인 멕시코 등지에서는 의료용 산소 부족으로 이중고를 겪었다.

미니트맨 Ⅲ는 미국이 유일하게 운용중인 대륙간탄도미사일이다. 영어로 ICBM(Inter Continental Ballistic Missile)이라 불리는 대륙간탄도미사일은 핵탄두를 장착하고 한 대륙에서 다른 대륙까지 공격이 가능한 지상 발사 전략 핵무기이다. 대륙간탄도미사일은 전략폭격기, 잠수함발사탄도미사일과 함께 3대 핵전력의 한 축을 담당하고 있다. 3대 핵전력은 '천조국' 즉 국방 예산이 천조 원에 달하는 미국의 최종병기로, 이 가운데 미니트맨 Ⅲ는 발사 버튼이 눌러지면 60초안에 미사일이 보관된 지상의 사일로를 박차고 목표지점으로 날아간다. 현재 미국은 미 공군 전지구타격사령부 예하에 400발의 미니트맨 Ⅲ를 운용하고 있다. 미사일의 맨 앞부분에는 열핵폭탄(수소폭탄)이 내장된 Mk-12 혹은 Mk-21/SERV 재돌입체가 탑재된다. 정해진 임무에 따라 하나 혹은 세기의 재돌입체가 장착되며, 이 안에 들어가 있는 W78과 W87 핵탄두의 위력은 335에서 300 킬로톤에 달한다.지난 1945년 8월 6일 일본 히로시마에 투하된 원자폭탄 리틀 보이의 15 킬로톤에 비해 20배 이상의 위력을 자랑하는 것이다. 원형공산오차 즉 명중률에 있어서도 미니트맨 Ⅲ는 가공할만한 정밀도를 자랑한다. Mk-21/SERV 재돌입체의 원형공산오차는 120여 미터 이하로 적의 대륙간탄도미사일 사일로를 정밀 타격할 수 있는 것으로 전해진다. 세계 최초의 고체추진제 대륙간탄도미사일인 미니트맨은 지난 1962년 미니트맨 Ⅰ이 미 전략공군에 최초 배치되었다. 이후 1965년에는 미니트맨 Ⅱ가 전력화되었으며, 미니트맨 Ⅲ는 1970년부터 운용된다. 사거리가 13000km에 달하는 미니트맨 Ⅲ는 미국 와이오밍주, 노스다코다주, 몬태나주 세 곳의 기지에서 운용되고 있으며, 최대 마하 23의 속도로 비행해 30분 내에 입력된 목표물에 대한 핵 공격이 가능하다. 미니트맨은 생존성을 위해 한 때 열차에서 운용하는 방안도 고려되었지만 실현되지는 못했다. 이밖에 1974년에는 C-5A 갤럭시 수송기에서 공중 발사하는 실험도 거행되었다.미니트맨 Ⅲ의 발사는 미국의 핵무기 운용 원칙인 ‘2인 원칙’에 따라 두 명의 미사일리어(Missileer) 즉 운용요원에 의해 이루어진다. 미 대통령의 핵무기 발사명령인 EAM(Emergency Action Message) 즉 긴급행동지령을 접수하게 되면, 2명의 운용요원은 메뉴얼에 따라 발사암호를 입력하고 발사절차를 진행한다. 또한 매 과정마다 복명복창을 통해 확인하는 과정을 거친다. 이밖에 발사버튼도 2명이 동시에 눌러야 미사일이 점화 된다. 지상통제소외에 미 전략사령부 소속의 미 해군 E-6 머큐리 공중지휘통신기에는 10여 발의 미니트맨 Ⅲ를 발사할 수 있는 통제장치가 설치되어 있다. 여기에도 지상과 동일하게 2명의 운용요원이 탑승한다.운용요원들은 원격지령을 통해 사일로에 있는 미니트맨 Ⅲ를 발사한다. 50년 넘게 운용된 미니트맨 Ⅲ는 지난 2002년부터 2012년까지 70억 달러를 들여 수명연장과 함께 업그레이드를 실시했다. 2030년 이후에는 미니트맨 Ⅲ를 대신할 차세대 대륙간탄도미사일인 GBSD(Ground Based Strategic Deterrent)가 등장할 예정이다. GBSD는 미 노스롭 그루먼사가 만들 예정이며, 지난 2020년 미군과의 계약금액은 133억 달러(한화 약 15조원)에 달한다.

1998년 과학로켓 ‘KSR-Ⅱ’ 발사 이후 연구개발이 소홀했던 고체연료를 활용한 우주발사체가 오는 2024년 발사를 목표로 추진된다. 또 스페이스X나 블루오리진처럼 민간우주기업 활동을 지원하기 위한 첫 단계로 저비용, 소형발사체 발사를 위한 민간발사장 구축에도 나서게 된다. 과학기술정보통신부는 9일 ‘제19회 국가우주위원회’를 열고 고체연료 발사체엔진 개발 등 한미정상회담 우주분야 후속조치와 관련된 ‘제3차 우주개발진흥 기본계획 수정’과 ‘초소형 위성 개발 로드맵’, ‘위성통신 기술 발전전략’ 3개 안건을 심의·확정했다고 밝혔다. 이번에 심의 확정된 안들은 미사일지침 종료, 한미-위성항법 협력 등 한미정상회담 우주분야 성과를 실현하고 민간의 우주개발 참여와 6G 시대 준비를 위한 것들이다. 우선 정부는 그동안 축적한 고체추진제 기술을 활용해 민간 우주산업체 중심으로 오는 2024년까지 고체연료 기반 소형 우주발사체 발사를 추진할 예정이다. 고체연료 발사체는 액체연료 발사체와 비교해 구조가 간단하고 연료와 산화제를 주입하는 시간과 장소가 따로 필요없으며 단순 점화로 발사할 수 있는 만큼 소형 발사체의 경우 발사장 크기도 클 필요가 없다. 이 때문에 초소형위성 시장이 확대되가는 요즘 저궤도 소형 위성을 반복 발사할 때는 고체연료 발사체가 비용측면에서도 유리하다는 평가를 받고 있다. 정부는 고체연료를 활용해 발사체 상단에 설치할 킥모터를 개발할 계획이다. 킥모터는 우주발사체 상단에 설치돼 위성이나 궤도선 등을 궤도에 올리는 역할을 하는 소형 로켓(발사체)이다. 2013년 발사에 성공한 첫 한국발사체 ‘나로호’는 2단으로 구성된 로켓으로 2단은 위성을 원하는 궤도에 올리는 고체연료 기반 킥모터로 구성돼 있다. 정부는 오는 10월 발사되는 한국형발사체 ‘누리호’를 개량한 개량형 한국형발사체 상단에 킥모터를 추가해 4단 우주로켓을 만들어 우주탐사선 무게를 증가시킴으로써 달이나 소행성 등 우주탐사에서 다양한 임무를 수행할 수 있게 할 계획이다. 이에 대해서는 2025년 이후 우주탐사 수요에 따라 기획하겠다는 방침이다. 여기에 정부는 다양한 민간기업들이 발사체 시장에 진입할 수 있도록 하기 위해 민간 발사장 구축도 돕겠다는 방안이다. 발사장은 발사장 자체보다는 발사와 통제를 위한 시설이 필요하기 때문에 전남 고흥 나로우주센터 내에 다양한 민간발사장이 구축된다. 정부는 단기발사수요 대응을 위해 고체연료 발사체 기반 발사장을 우선 2024년까지 구축한 뒤 액체연료 발사체와 다양한 크기와 종류의 발사체에 활용할 수 있는 범용 발사장을 2030년까지 확장하겠다는 계획이다.이와 함께 한미정상회담에서 합의된 한미 위성항법 협력 공동성명과 관련해 ‘한국형 위성항법시스템’(KPS)을 구축에 나설 계획이다. 정부는 상반기 중에 연구개발 예비타당성조사를 완료하고 내년에 사업에 착수해 오는 2027년 KPS 위성 1호기를 발사한 뒤 2034년부터는 시범서비스를 시작해 2035년에는 GPS와 KPS를 동시에 사용할 수 있게하겠다는 것이다. KPS는 한반도 인근에 우리 기술로 초정밀 위치, 항법, 시각정보를 제공하겠다는 것으로 상용GPS급 일반서비스는 물론 m급~㎝급 정확도를 갖는 항법서비스를 제공함으로써 각종 재난재해, 사건사고시 활용할 수 있는 탐색구조 서비스도 제공하겠다는 방안이다. 한편 국가안보를 위한 초소형위성 감시체계 구축과 5G를 넘어 6G 위성통신을 위한 위성통신망 구축, 우주전파환경 관측, 심우주 탐사, 우주쓰레기 제거, 인공지능 기반 자율군집운용기술 등 초소형 검증위성 개발에도 나서겠다고 밝혔다. 임혜숙 과기부 장관은 “전 세계적으로 공공영역이었던 우주개발이 점차 민간 주도로 바뀌고 있는데다가 한미정상회담으로 미사일지침 종료, 한미위성항법 협력, 아르테미스 약정 참여 등 우주개발 역량을 한 단계 올릴 수 있는 기회들이 늘었다”라며 “그동안 쌓아온 우주개발 역량과 민간의 능력을 잘 조화시킨다면 ‘뉴 스페이스 시대’에 앞서 나갈 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오는 10월 한국형발사체 ‘누리호’ 발사를 위한 마지막 관문이라고 할 수 있는 발사대 인증시험이 시작됐다. 한국항공우주연구원은 누리호 발사를 위해 전남 고흥 나로우주센터에 새로 만든 제2발사대 시험에 착수했다고 1일 밝혔다. 누리호는 순수 국내 기술로 개발된 우주발사체로, 1.5t급 인공위성을 600∼800㎞ 상공 지구 저궤도에 진입시키는 역할을 한다. 오는 10월 1.5t 무게의 인공위성 모사체를 싣고 고흥 나로우주센터에서 발사될 예정이다. 2009, 2010, 2013년 나로호를 발사했던 제1발사대는 누리호를 발사하기에는 규모가 작아 제2발사대가 만들어졌다. 제2발사대는 1발사대와는 달리 발사체를 세운 상태에서 추진제, 연료, 가스류 등을 공급하고 각종 발사 준비 작업을 할 수 있는 48m 높이의 엄빌리칼(umbilical) 타워도 설치돼 있다. 탯줄을 의미하는 엄빌리칼 타워는 산모가 태아에게 산소와 영양을 공급하는 것처럼 케이블을 이용해 지상에서 발사체에 필요한 가스와 연료 등을 공급할 수 있는 구조물이다. 발사대 인증시험은 누리호의 3단을 모두 조립한 인증모델(QM)을 발사대로 옮겨 세우고 추진제 충전 및 배출과 같은 전체 발사운용 절차를 수행하는 방식으로 진행된다. 지난 3월 최종연소시험을 통해 성능검증이 완료된 QM은 오는 10월과 내년 5월 발사되는 비행모델(FM)과 똑같은 실물크기이다. 누리호 QM은 1일 오전 7시 나로우주센터 발사체종합조립동에서 발사대로 옮겨져 세워진 뒤 약 한 달 동안 다양한 성능검증 시험을 진행한다. 이날은 누리호 QM을 발사대에 세워 각종 케이블을 연결하는 과정까지 진행했다. 다음주 중에 산화제 충전 시험이 실시된다. 이후 추진공급계 구성품 기능 점검, 산화제 탱크 단독충전 및 배출, 연료·산화제 탱크 동시 충전 및 배출 2회, 발사체 고정장치 분리 및 엄빌리칼 분리, 발사체종합조립동으로 다시 이송하는 시험이 진행된다. 이 같은 발사대 인증시험은 10월 누리호 FM 발사와 동일한 절차로 진행되는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국형발사체 ‘누리호’의 오는 10월 발사를 위한 마지막 관문이라고 할 수 있는 발사대 인증시험이 시작됐다. 한국항공우주연구원은 한국형발사체 누리호 발사를 위해 새로 만든 제2발사대 인증시험에 착수한다고 1일 밝혔다. 2009, 2010, 2013년 나로호를 발사했던 제1발사대는 규모가 작아 누리호 발사를 위한 제2발사대가 만들어졌다. 제2발사대는 1발사대와는 달리 발사체가 세워진 상태에서 추진제, 가스류 등을 지상에서 공급하는 등 발사 준비 작업을 수행할 수 있는 48m 높이의 엄빌리칼 타워도 새로 만들어져 있다. 발사대 인증시험은 누리호의 3단을 모두 조립해 3단형 인증모델(QM)을 완성해 발사대로 이송해 기립하고 추진제 충전 및 배출과 같은 전체 발사운용 절차를 수행하는 형태로 진행된다. QM은 오는 10월 발사되는 비행모델(FM)과 같은 실물크기로 지난 3월 최종연소시험을 통해 성능검증이 완료된 상태이다. 누리호 QM은 1일 오전 7시 전남 고흥 나로우주센터 발사체종합조립동에서 발사대로 이동된 뒤 앞으로 1개월 간 다양한 성능검증 시험이 진행된다. 발사대로 이송된 QM은 기립 후 추진공급계 구성품 기능 점검, 산화제 탱크 단독충전 및 배출, 2차에 걸친 연료·산화제 탱크 동시 충전 및 배출, 발사체 고정장치 분리 및 엄빌리칼 분리, 발사체종합조립동으로 이송 절차를 거친다. 이번 발사대 인증시험은 10월 누리호 FM 발사와 동일한 절차로 진행되는 것이다. 한편 오는 10월 발사되는 누리호 FM 1호기는 가장 위에 위치하는 3단은 조립이 완료돼 보관 중이며 현재 1, 2단의 총조립이 진행되고 있다. 1, 2단 조립이 완료되면 3개단을 연결해 비행모델이 완성한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 독자 기술로 최초 개발 중인 로켓 ‘누리호’가 오는 10월 첫 발사를 앞두고 마지막 종합연소시험에 성공했다. 문재인 대통령은 25일 전남 고흥 나로우주센터를 방문해 시험을 직접 참관하고 연구진을 격려했다. 한국항공우주연구원은 이날 누리호 1단부의 최종 연소시험을 실제 발사 때와 같은 과정으로 진행해 127초간 추진제가 엔진에 정상 공급되고 연소가 안정적으로 이뤄지는 것을 확인했다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 600~800㎞ 상공의 지구 저궤도에 진입시킬 수 있는 발사체로, 실제 발사에 성공하면 우리나라는 미국, 러시아, 유럽, 중국, 일본, 인도에 이어 독자 우주기술을 지닌 7대 우주강국에 진입하게 된다. 2013년 발사에 성공한 ‘나로호’의 경우 1단부 개발은 러시아 기술로 이뤄졌다. 이날 1단부 연소시험의 성공으로 2010년부터 이어져 온 누리호 개발은 사실상 완료됐으며, 실제 발사까지는 조립과 리허설만 남겨 두게 됐다. 엄청난 수증기와 굉음을 내며 로켓 엔진이 완전히 연소하는 것을 지켜본 문 대통령은 “대한민국의 우주시대가 눈앞에 다가왔다. 우리 위성을 우리 발사체로 우리 땅에서 발사하게 됐다”며 “세계 7번째의 매우 자랑스러운 성과”라고 말했다. 그러면서 “우주탐사 사업을 적극 추진하겠다”며 “내년에 달 궤도선을 발사하고, 2030년까지 우리 발사체를 이용한 달 착륙의 꿈을 이루겠다”고 밝혔다. 문 대통령은 엔진조립동도 방문해 누리호 1·2·3단 조립부에 대한 설명을 들었다. 조립동 시찰은 당초 비공개로 진행될 예정이었으나 북한이 이날 오전 탄도미사일 추정 발사체를 발사하자 우리의 액체연료 엔진기술을 드러낼 수 있는 이곳을 공개한 것으로 보인다. 액체연료 로켓은 설계구조가 복잡하지만, 로켓의 추진력이 고체연료보다 훨씬 강하기 때문에 장거리 발사에 유리하다. 연료의 양을 조절하거나 로켓 운행 궤도를 정교하게 제어하는 데도 액체연료가 더 뛰어나 현재 대부분 우주발사체에서는 액체연료를 사용하고 있다. 북한은 주로 고체연료를 사용한다. 임일영 기자 argus@seoul.co.kr 신융아 기자 yashin@seoul.co.kr

오는 10월 발사 예정인 한국형 발사체 ‘누리호’ 핵심인 엔진 개발이 사실상 막바지에 이르렀다. 한국항공우주연구원은 25일 전남 고흥 나로우주센터에서 누리호 300t급 추력의 1단 엔진에 대한 2차 연소시험이 성공했다고 밝혔다. 누리호 개발에서 1단 엔진은 가장 핵심적이면서 기술 확보가 쉽지 않은 부분으로 꼽혀 왔다. 항우연 측은 이번 연소시험 성공으로 엔진 개발은 사실상 완료 단계이며 발사체 개발 전체로는 7부 능선을 넘었다고 자체 평가를 했다. 지난 1월 28일 30초 연소를 목표로 한 1차 연소시험 이후 이번 2차 연소시험에서는 연소시간을 101초로 늘려 성공한 것이다. 이날 연소시험은 실제 발사 때와 동일한 자동발사 소프트웨어 명령에 따라 1단 추진제 탱크에서 연료와 산화제가 정상 공급되는지와 연소되는 동안 추진기관의 성능과 내구성을 확인하기 위한 것이다. 누리호는 3단으로 구성된 우주발사체(로켓)로 맨 아래쪽인 1단은 75t 엔진 4기가 클러스터링된 300t급 엔진, 중간 2단은 75t 엔진 1기, 제일 윗부분인 3단은 7t 엔진 1기로 이뤄져 있다. 특히 1단은 75t급 액체엔진 4기가 하나의 엔진처럼 묶여 있기 때문에 동시에 점화돼야 하며 불꽃을 내뿜을 때 서로 간섭이나 영향이 발생하지 않도록 엔진이 균형을 유지하면서 균일한 성능을 내는 것이 중요하다. 연소시험은 3회에 걸쳐 진행되는데 지난 1월 30초 연소, 이번 101초 연소시험 성공에 따라 3월 말에 130초 최종 연소시험까지 성공하면 1단 엔진 개발이 완료된다. 연소시간을 늘려 가면서 시험하는 이유는 실제 로켓이 발사됐을 때 엔진이 안정적으로 작동할 수 있는가를 확인하기 위한 것이다. 오는 10월 누리호 발사 시 1단 엔진 예상 연소시간은 약 127초 전후이며 고도 57.8㎞까지 로켓을 밀어올린 뒤 분리된다. 항우연은 3월 최종 연소시험이 끝나면 실제 발사에 사용될 비행모델 제작에 착수하게 된다. 1.5t급 실용위성을 지구 저궤도(600~800㎞)에 올리기 위해 개발되는 누리호는 오는 10월 위성모사체를 싣고 1차 발사되고 내년 5월에는 200㎏짜리 성능검증 위성을 싣고 2차 발사된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

25일 오후 전남 고흥 나로우주센터에서 한국형발사체 ‘누리호’의 핵심인 1단 엔진이 힘차게 불을 뿜었다. 한국항공우주연구원은 오는 10월 발사 예정인 누리호의 300t급 추력의 1단 엔진에 대한 2차 연소시험이 성공적으로 수행됐다고 25일 밝혔다. 지난 1월 28일 30초 연소를 목표로 한 1차 연소시험 이후 이번 2차 연소시험에서는 연소시간을 101초로 늘려 성공한 것이다. 이날 연소시험은 실제 발사 때와 동일한 자동발사 소프트웨어 명령에 따라 1단 추진제 탱크에서 연료와 산화제가 정상 공급되는지와 100초 이상 연소되는 동안 추진기관의 성능과 내구성을 확인하기 위한 것이다. 누리호는 3단으로 구성된 우주발사체(로켓)으로 제일 윗부분인 3단은 7t 엔진 1기, 중간 2단은 75t 엔진 1기, 맨 아랫쪽인 1단은 75t 엔진 4기가 1기의 엔진처럼 클러스터링돼 있다. 특히 1단은 75t급 액체엔진 4기가 하나의 엔진처럼 묶여 있기 때문에 동시에 점화돼 불꽃을 내뿜을 때 서로 간섭이나 영향이 발생하지 않도록 엔진의 수평과 균형을 유지하면서 균일한 성능을 내는 것이 중요하다. 이 때문에 누리호 개발에 있어서 1단 엔진은 가장 핵심적이면서 기술확보가 쉽지 않은 부분으로 꼽혀왔다. 연소시험은 3회에 걸쳐 진행되는데 지난 1월 30초 연소, 이번 100초 연소 시험 성공에 따라 3월 말에 130초 최종 연소시험까지 성공하면 1단부 엔진 개발이 완료된다. 로켓 엔진 개발에 있어서 연소시간을 늘려가면서 시험하는 이유는 실제 로켓을 발사할 때 엔진이 안정적으로 작동할 수 있는가를 확인하기 위한 것이다. 오는 10월 누리호 발사시 1단 엔진 예상 연소시간은 약 127초 전후이며 고도 57.8㎞까지 로켓을 밀어올린 뒤 분리된다.3월 최종연소시험이 끝나면 실제 발사에 사용될 비행모델 제작에 착수하게 된다. 1.5t급 실용위성을 지구 저궤도(600~800㎞)에 올리기 위해 개발되는 누리호는 오는 10월 위성모사체를 싣고 1차 발사되고 내년 5월에는 200㎏짜리 성능검증 위성을 싣고 2차 발사된다. 이날 연소시험을 참관한 최기영 과학기술정보통신부 장관은 “다음달 진행될 최종 연소시험까지 성공적으로 마치게 되면 기술적으로 누리호 발사를 위한 가장 어려운 시험을 통과하는 것”이라며 “남은 개발 일정도 차질없이 진행될 수 있도록 도와 오는 10월 누리호 1차 발사가 성공할 수 있도록 하겠다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국의 한 물리학자가 새로운 플라스마 로켓을 고안해 인류가 화성에 가는 꿈에 한 발자국 더 가까워졌다. 미 에너지부와 프린스턴대가 공동 운영하는 프린스턴 플라스마물리학연구소(PPPL)의 물리학자 파티마 에브라히미 박사가 이번에 고안한 새로운 플라스마 로켓은 전기장이 아닌 자기장을 사용한다. 이에 따라 기존 플라스마 로켓보다 10배 더 빠르다는 것이 그의 설명이다. 플라스마는 고체와 액체 그리고 기체에 이어 물질의 네 번째 상태를 말하는데 기체 상태의 물질에 에너지를 계속 가하면 원자핵과 자유전자가 각각 자유롭게 날아다니는 불안정한 상태가 된다. 이 특별한 상태를 플라스마라고 하는 것이다. 그러면 이 플라스마를 로켓이나 항공기에 추력을 가하기 위해 쓸 수 있다. 실제로 지금까지 개발 중인 플라스마 로켓에는 엔진 안에서 플라스마를 만들어내고 거기에 전기장을 가함으로써 입자를 가속·분사하게 한다. 하지만 이런 플라스마 로켓은 추력과 속도가 떨어져 우주여행에서는 시간이 걸릴 수밖에 없다.반면 에브라히미 박사가 고안한 새로운 플라스마 로켓은 자기장으로 입자를 가속해 초당 몇백㎞의 속도를 낼 수 있다. 이것이 기존 플라스마 로켓 속도의 10배에 해당한다는 것이다.에브라히미 박사의 이런 아이디어는 핵융합 실험에서 영감을 얻은 것으로 전해졌다. 핵융합 반응은 가속 상태에 있는 원자핵끼리 부딪히게 함으로써 발생한다. 하지만 일반적인 상태에서는 원자핵 주위에 있는 전자가 충돌을 방해해 반응이 일어나기가 어렵다. 이에 따라 핵융합 실험에서는 우선 플라스마 상태를 만들고 나서 원자핵과 전자를 분리함으로써 핵융합을 가능하게 한다. 이때 플라스마를 가두는 데 이용되는 것이 바로 자기장인 것이다. 플라스마는 플러스 상태의 원자핵과 마이너스 상태의 전자로 구성돼 있어 전기를 통해 쉽게 자력선의 영향을 받는다. 따라서 자석으로 자기장을 만들어 플라스마를 가둠으로써 입자를 계속 가속할 수 있는 것이다. 게다가 갇힌 상태에서 초고온이 된 플라스마는 플라스모이드(plasmoid)라는 고밀도 플라스마 덩어리가 된다. 핵융합 실험의 목적은 원자핵을 충돌시키는데 있지만 에빌라히미 박사는 이 실험 과정에서 발생하는 플라스모이드에 주목했다. 플라스모이드를 로켓의 추력으로 이용하면 속도를 크게 향상할 수 있다고 생각했기 때문이다.에브라히미 박사의 새로운 플라스마 로켓과 기존 플라스마 로켓 사이에는 크게 세 가지 차이가 있다. 첫째 자기장의 세기를 바꿈으로써 추력도 늘리거나 줄일 수 있다. 연구 논문에는 “추력은 자기장 강도의 2배에 비례한다”고 기술돼 있어 자기장에 의한 속도 조절이 가능하다. 그다음으로는 새로운 플라스마 로켓이 플라스마 입자와 플라스마모이드 모두를 방출할 수 있다는 점에 있다. 기존 로켓보다 플라스모이드가 추가돼 더 강력한 추력을 만들어낼 수 있다는 것이다. 마지막으로 새로운 플라스마 로켓은 자기장을 이용한다는 것이다. 기존 플라스마 로켓은 전기장을 이용하기에 무거운 원자만을 사용하지만 자기장을 이용하는 새로운 플라스마 로켓은 무거운 원자뿐만 아니라 가벼운 원자도 사용할 수 있다. 그러면 임무마다 추진제 연료를 바꿔 추력을 조절할 수 있다는 것이다. 즉 새로운 플라스마 로켓은 기존 플라스마 로켓보다 속도가 10배 더 빠를 뿐만 아니라 추력을 세세하게 제어할 수도 있다는 것이다. 이에 대해 에브라히미 박사는 “다음 단계는 시제품을 만들어내는 것”이라고 말하며 앞으로의 진전을 기대하게 했다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘플라스마물리학저널’(Journal of Plasma Physics) 최신호(12월 21일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

일본의 무인탐사선 하야부사(송골매란 뜻) 2호가 소행성 ‘류구’에서 채취한 물질이 담긴 캡슐이 6일 새벽(이하 한국시간) 호주 서부 사막에 성공적으로 안착했다. 지난 2014년 지구를 출발한 이후 6년 만의 귀환으로, 소행성까지 가는 데 3년 반, 현지 임무 수행에 1년 반, 지구로 돌아오는 데 1년이 걸린 50억㎞ 긴 여정의 마무리다.하야부사 2호는 5일 오후 2시35분 지구에서 약 22만㎞ 떨어진 우주 공간에서 캡슐을 분리하는 데 성공, 이후 캡슐은 6일 오전 2시28분 초속 12㎞로 지구 대기권에 진입한 이후 지상관제센터의 정밀 제어에 따라 몇 차례 궤도를 변경하며 고도 11㎞에서 낙하산을 펼쳐 2시50분 호주 서부의 사막 우메라 제한구역(WPA)에 착륙했다. 낙하하는 동안 캡슐은 약 3000℃의 마찰열이 빚어내는 빛으로 밤하늘에 유성과 같은 궤적을 그렸다. 캡슐은 지름이 40㎝, 무게는 16㎏에 불과해 정확한 착륙 장소를 찾기 어려워 무선통신장치인 비컨(beacon)이 위치를 알렸다. 호주 왕립공군 헬리콥터를 탄 일본우주항공연구개발기구(JAXA)의 캡슐 회수팀은 위성접시 안테나와 헬리콥터, 드론, 해상 레이더 등을 동원해 4시47분 사우스오스트레일리아주의 우메라에서 캡슐과 낙하산을 발견했으며, 오전 7시30분 지름 캡슐을 회수하는 데 성공했다.캡슐 속에 든 소행성 '류구'의 물질이 태양계 형성 초기의 원형 물질이 변질되지 않은 채 그대로일 것으로 보여, 과학적 가치가 높을 것으로 추정된다. 따라서 이 소행성 물질을 분석하면 태양계 기원과 진화, 생명의 구성 요소를 알아내는 데 획기적인 발견이 이뤄질 수도 있을 것으로 과학계는 기대하고 있다. 또한 지구의 바다가 소행성으로부터 온 것인지, 혜성으로부터 온 것인지 지금까지 논쟁이 계속되고 있는 지구 바다의 기원 문제도 이번 류구 샘플 분석으로 밝혀질 기대되고 있다.하야부사 2호는 하야부사 1호에 이은 일본의 두 번째 소행성 탐사선이다. 지난 2014년 12월 3일 JAXA와 미쓰비시(三菱)중공업이 공동 개발한 로켓 H2A(26호기)에 실려 발사된 뒤 3억 4000만㎞ 밖 소행성 류구 궤도에 도착했으며, 금속탄환을 발사해 소행성에 웅덩이를 만든 뒤 내부 물질을 채취하는 데 성공했다. 100㎎ 이상 되는 류구 샘플은 사가미하라에 있는 JAXA에서 분석하고 보관할 예정이다. 캡슐을 분리한 하야부사 2호는 여전히 충분한 연료가 남아 있어 앞으로 11년 동안 100억㎞를 더 비행해 지름 30m 정도의 다른 소행성 탐사에 도전한다. 탐사선의 동력원은 제논을 추진제로 쓰는 이온 엔진이다. JAXA는 제논 66㎏ 중 절반 정도가 현재 남아 있을 것으로 추정한다. 하야부사2의 다음 목적지 소행성 1998KY26은 류구의 30분의 1에 불과한 크기로 자전 주기가 10분이다. 하야부사 2호는 약 10년을 날아 2031년 7월 이 소행성에 도착한다. 가는 도중 2026년 7월엔 지름 700m의 소행성 2001CC21을 근접비행할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

1998년에 건설이 시작되어 2010년에 완성된 국제우주정거장(ISS)이 수명을 다해감에 따라 그 마무리 수순에 관심이 쏠리고 있다. 3일 우주전문 사이트 '스페이스닷컴'에 게재된 관련기사를 가공, 소개한다. 정확히 20년 동안, 지상 400㎞ 고도에서 지구궤도를 돌고 있는 길이 73m의 이 거대한 실험실은 언제나 인간의 포근한 보금자리였다. 그 동안 몇 안되는 운좋은 사람들만이 이 기묘한 미세중력의 세계로 모험을 떠날 수 있었다. 그러나 우리 인간과 마찬가지로 ISS도 노화를 피할 수가 없다. 언제까지 궤도에 머물 수는 없는 것이다. ISS가 고도를 유지하기 위해서는 정기적인 고도 상승이 필요하며, 그러기 위해서는 우주선이 방문할 때마다 연료를 공급 받아야 한다. 이러한 작업이 중단되면 ISS는 얼마 못 가 추락하고 말 것이다. 조너선 맥도웰 하버드대 천문학자는 "기본적으로 우주정거장에 도착하는 기체는 보통 여분의 추진제를 가지고 있다"면서 "랑데부를 하려면 추진제가 있어야 하며, 때로는 리부스트를 하기 위해 연료가 추가로 필요할 수 있다"고 설명했다.　 ISS는 최소 2024년까지 지구궤도를 돌 것이다. ISS는 미국, 러시아, 캐나다, 일본 및 유럽우주국이 합작으로 운영하는 시스템인 만큼 퇴역 결정에 있어서 공학적인 측면뿐 아니라 정치적인 고려도 필수적이다.　​ NASA 관계자는 성명에서 “ISS는 현재 국제 파트너 정부에 의해 적어도 2024년 12월까지 운영되도록 승인받았지만, 기술적 관점에서는 2028년 말까지 비행하도록 허가했다”고 밝혔다. 또한 “필요한 경우 운영기간을 2028년 이후까지 확장하는 데 장애가 될 수 있는 문제를 현시점에서는 파악하지 못했다”면서 “그러나 언젠가는 문을 닫아야 할 시간이 올 것이다. 거대한 ISS의 제반 시설은 노후화되고 있으며 우주 파편과 미세 운석으로 인해 지속적으로 위험이 가중되고 있는 상황이다. 우리가 그것을 폐기하지 않으면 결국 우주의 위험물체가 되고 말 것”이라고 덧붙였다.ISS의 궁극적인 운명은 항상 NASA와 러시아연방우주국(Roscosmos)을 괴롭힌 난제였지만, 시간이 지남에 따라 우주 전문가들에게 커다란 당면과제로 자리잡게 되었다. 물론 ISS는 언젠가 궤도에서 끌어내려지겠지만, 5년 전까지만 해도 폐기의 구체적인 방법을 생각해본 적이 없었다. 사실 당시는 여전히 건설작업이 진행되고 있을 때이기도 했다. ISS 건설 계획은 1980년대에 시작되었다. 오늘날에는 대규모 궤도 실험실 개념이 낯설지 않지만 당시에는 전례가 없던 야심찬 계획이었다. 우주정거장 건설에는 42번의 로켓 발사가 필요했다. 이 시설의 총 무게는 무려 420톤이 넘었고, 크기는 축구장과 비슷했다. 덩치 또한 6개의 침실을 갖춘 주택과 맞먹을 정도였다. 한마디로 어마무시한 크기의 인공위성이었다. ISS의 설계 과정에서 용도 폐기 문제는 거의 고려되지 않았다. 불과 몇 년 전인 1979년 NASA의 스카이 랩 우주정거장이 궤도에서 이탈했다. NASA는 우주 왕복선을 사용하여 지구 대기권에서 스카이랩을 파괴할 계획이었다. 그러나 왕복선 제작이 지연되는 바람에 80톤 중량의 스카이랩은 태양 활동이 활발하게 진행되어 지구 대기권을 팽창시킴에 따라 공기 저항이 증가하는 바람에 당초 예상보다 빠른 1979년 7월 11일 대기권에 재돌입하여 통제불능 상태에서 호주 에스페란스 일대에 추락해 잔해를 흩뿌렸다. 잔해 중 가장 큰 것은 거대한 산소 탱크였다. 에스페란스 지방정부는 미국정부가 쓰레기를 불법 투기했다는 명목으로 400달러의 벌금 딱지를 발부했지만, 아직껏 지불되지 않고 있다. 만약 우주정거장이 통제불능 상태에서 지구에 떨어지면 위험이 크다고 맥도웰 박사는 주장한다. 약 400톤에 달하는 ISS는 지구 궤도를 도는 어떤 인공물보다 무거운 물체다. 덩치가 클수록 대기 마찰로 완전히 타버릴 가능성이 적어진다. 게다가 ISS의 태양 전지판이 길게 뻗어 있어 통제하기가 더욱 어렵다. 통제되지 않은 진입으로 이어진다면 무엇이든 그 결과는 좋지 않을 것이라고 맥도웰 박사는 우려한다. 그는 “비록 핵 재앙 수준은 아니겠지만, 비행기 추락과 비슷할 것”이라면서 “최악의 경우 인구밀집 지역에 떨어진다면 끔찍한 피해를 내겠지만, 소행성 충돌에 비할 바는 아닐 것”이라고 덧붙인다. 그렇다면 우주정거장의 대기권 재진입을 제어하는 방법으로 가장 이상적인 것은 무엇일까? NASA와 로스코스모스의 엔지니어 그룹은 2017년 국제우주비행대회에서 일부 폐기 옵션을 평가하는 논문을 발표했다. 그들의 작업은 2001년 러시아 우주정거장 미르에 적용된 궤도 이탈 기법을 기본으로 한다. ISS는 미르보다 약 3배 더 무겁다.계획의 요지는 우주정거장이 정상 작동 중에 고도를 유지하는 방식이다. 가장 일반적으로 러시아 프로그레스 우주화물선은 ISS에 도킹된 상태에서 선체 연소를 수행하거나 선체 연소를 위한 연료를 공급하기 위해 주 서비스 모듈의 추진기로 연료를 전달하는 것이다. 어느 쪽이든 우주정거장은 상승한다. 신중하게 시간을 정한 이러한 선체 연소는 궤도의 한 지점에서만 우주정거장 궤도를 낮춤으로써 재진입을 더욱 예측 가능하게 하고, 인구밀도가 낮은 남태평양으로 잔해물을 추락시킬 수 있다. 나머지는 지구 대기의 파괴력에 달려 있다. 당연히 이 전략에는 위험이 따른다. 무언가가 연소 과정에서 차질이 빚어진다면 재진입 예측은 어려워질 수 있다. 2017년 논문은 예정된 궤도 이탈 계획과 우주정거장의 잠재적 재앙에 대한 모든 대응 옵션을 제시한다. 궤도를 도는 우주정거장에서 갑자기 문제가 발생해 우주정거장을 폐기해야 할 경우, 진행 방법을 결정하는 데 2주의 시간밖에 없을 것이라고 논문은 밝히고 있다. 현재 ISS는 지구 저궤도에 속하는 400㎞ 고도에 떠 있으며, 시속 2만7743.8㎞의 속도로 매일 지구를 15.7바퀴 돌고 있다. 밤하늘에서 깜빡이지 않는 별 같은 불빛 하나가 천천히 하늘을 가로지는 게 보인다면 거의 ISS라고 보면 된다. 한쪽 지평선에서 다른 지평선까지 가로지는 데 약 15분 걸린다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

미국의 한 원자력 기술기업이 앞으로 인류가 이웃 행성인 화성으로 가는 우주여행 기간을 3개월까지 줄일 수 있는 원자력 엔진 개념을 고안했다고 미주간지 뉴스위크가 26일(현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 시애틀에 본사를 둔 울트라세이프뉴클리어 테크놀로지스(이하 울트라세이프뉴클리어)라는 이름의 기업은 우주 진출을 위한 핵열추진(NTP) 엔진체계에 관한 연구의 일부분으로 미국항공우주국(NASA) 측에 설계 개념을 전했다고 밝혔다. NTP 엔진체계는 이른바 핵분열로 알려진 원자의 분열 과정에 의해 작동한다. 이 엔진체계는 원자들이 쪼개져 열을 발생하는 원자로심(노심)을 통해 액체 추진제를 펌프질해 작동하게 하는 경향이 있다. 이 과정은 추진제를 가열해 기체로 바꿔 밀쳐 나가는 힘인 추력을 일으킨다. NTP 엔진체계는 또 기존 화학 로켓보다 많은 추력을 제공하며 효율도 높다. 기술자들은 서로 다른 추진 체계의 성능을 평가하기 위해 비추력량을 계산한다. 비추력은 로켓 추진체의 성능을 나타내는 기준이 되는 값으로, 추진제 1㎏을 1초간 연소했을 때의 추력을 말한다. 즉 비추력량이 클수록 좋다는 것. 울트라세이프뉴클리어의 수석기술자 마이클 에아데스 박사는 이날 성명에서 “우리의 새로운 개념은 기존 NTP 엔진 설계보다 신뢰성이 높았으며 비추력량은 화학 로켓보다 2배 이상 많다”면서 “우리는 우주의 새로운 개척지를 열기 위한 노력을 주도하고 그것을 빠르고 안전하게 이루길 원한다”고 말했다. NTP 엔진체계는 비록 로켓을 궤도까지 보내도록 설계되지 않았고 발사 이후에만 사용할 것이지만, 우주에서의 이동 시간을 크게 줄여 오늘날 가장 발전한 화학 로켓보다 무거운 탑재물을 운반할 것으로 기대된다.이런 엔진은 예를 들어 현재 화성까지 가는 데 걸리는 예상 시간인 약 7개월을 절반 이상 줄일 수 있다. 이는 달은 물론 화성까지 유인 임무를 계획하고 있는 NASA에 좋은 소식인 것이다. 울트라세이프뉴클리어는 이번에 고안한 새로운 개념은 육지에서 에너지를 공급하기 위해 사용하는 원자로의 설계 측면을 포함한다고 밝혔다. 파올로 벤네리 울트라세이프뉴클리어 최고경영자(CEO)는 성명에서 “우리 설계의 핵심은 지상 원자로 기술과 우주 원자로 기술 사이의 의도적인 중복”이라면서 “이는 우리가 지상 원자력 체계로부터의 핵기술과 기반 시설의 발전을 이용해 이를 우주 원자로에 적용할 수 있게 한다”고 말했다. 관련 사례 중 하나로 개념에는 원자로에 동력을 공급하기 위해 사용하는 핵연료가 있는데 이를 전세라믹미세입자핵연료(FCM·Fully Ceramic Microencapsulated)이라고 한다. FCM 핵연료는 실제로 민간 원자로에서 나오는 재처리 물질인 고순도 저농축 우라늄(HALEU·High-Assay Low Enriched Uranium)에 기반을 둔다. 이 회사는 FCM 연료를 탄화지르코늄의 코팅 조각으로 감쌀 것을 제안하면서 이 연료는 기존 핵연료보다 견고하며 고온에서 작동할 수 있어 더욱더 안전한 엔진 개념을 만들 수 있다고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영국의 한 기업이 지구에서 화성까지 가는데 걸리는 시간을 현재 수준에서 절반으로 줄일 우주선 로켓엔진의 미니어처(축소형) 시제품을 제작해 연소실험에 성공했다는 소식이 영국물리학협회(IOP)에서 발간하는 물리학잡지 ‘피직스월드'에 소개돼 이목을 끌고있다.‘펄서퓨전’(이하 펄서)이라는 이름의 이 민간기업은 현지 리얼리티 TV쇼 ‘메이드 인 첼시’에 출연해 유명해진 사업가 리처드 디낸이 설립해 이름을 알린 회사로, 소규모 핵융합 장치를 개발하는 기술기업인 것으로 전해졌다.펄서가 지난달 31일 공식 유튜브채널에 공유한 영상에 따르면, 이 기업은 이날 자사 기술진이 제작한 축소형 엔진 시제품을 약 2분30초간 가동해 폭 12인치의 노즐을 통해 추진제 기체인 아르곤을 최대 배기 속도인 시속 5만6000마일(약 9만123㎞/h)까지 연소하는 실험에 성공했다. 이에 대해 펄서 기술진은 해당 엔진을 최대 크기로 제작하면 기존 추진 방식을 쓰는 로켓으로 할 수 있는 최대 배기 속도인 시속 4만마일(약 6만4373㎞/h)의 두 배 이상인 시속 10만마일(약 16만934㎞/h)을 달성할 수 있다고 말했다. 이 기업 최고경영자(CEO)이기도 한 리처드 디낸은 이날 영상에서 “이온 엔진은 가속에 오랜 시간이 걸리는 문제가 있지만, 기존 로켓 엔진을 사용해 궤도권에 도달한 뒤 아르곤 플라스마(이온화 기체) 스러스터(반동 추진 엔진)로 전환하면 우주선이 화성까지 가는 데 걸리는 시간을 절반으로 줄일 수 있다”고 설명했다. 이 엔진은 아르곤 기체를 약 1600℃까지 가열해 자성화(magnetising)하는 방식으로 작동, 아르곤 입자가 이런 엄청난 속도로 뒤쪽으로 분사하게 한다. 하지만 이런 이온 엔진은 핵융합 엔진보다 훨씬 낮은 온도에서 효율적으로 작동한다. 이런 엔진이 핵융합에 의해 구동되는 추진 방식을 채택하려면 1억℃가 넘는 온도를 생성하고 유지해야 하는 것으로 알려졌다. 리처드 디낸 CEO는 한 매체와의 인터뷰에서 “이는 완벽하게 기능적인 풀사이즈 이온 엔진으로 우주 탐사에 즉시 적용할 수는 있다”고 설명했다.펄서에 따르면, 현재 기존 로켓 엔진을 개선하기 위한 연구와 개발 등 시제품 엔진 제작에 50만 파운드(약 7억6400만원)를 투자했다. 최종 결과물은 그보다 10분의 1 저렴한 약 5만 파운드(약 7640만원)에 상업용으로 생산할 수 있지만, 기존 로켓보다 최대 10배 더 효율적인 잠재력을 갖는 것으로 전해졌다. 그렇지만 펄서의 궁극적인 목표는 시속 50만마일(약 80만4672㎞/h) 이상의 배기 속도를 제공하는 핵융합 엔진을 만들어 인류의 외계 탐사를 더욱더 현실적으로 가능하게 하는 것으로, 이를 위해 올해 말부터 두 번째 더 큰 시제품을 가지고 실험을 수행할 예정이다. 이에 대해 디낸 CEO는 “행성간 우주 여행을 위해서는 더욱더 강력한 플라스마 엔진이 필요하다. 이 때문에 우리는 실제로 행성간 여행의 길을 열 핵융합 엔진 개발에 전념한다”면서 “NASA(미국항공우주국)도 이 기술에 투자 중”이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 15일 전남 고흥 외나로도 나로우주센터에서 엄청난 엔진소리와 함께 새하얀 수증기가 피어올랐다. 내년 초 발사 예정인 우주발사체 ‘누리호’(KSLV-Ⅱ)의 핵심인 75t급 엔진이 139번째 연소시험에 나선 것이다. 과학기술정보통신부와 발사체 개발 주체인 한국항공우주연구원은 이날 순수 국내기술로 개발 중인 누리호의 개발 현장을 공개했다. 누리호는 1.5t급 인공위성을 고도 600~800㎞의 지구 저궤도에 올릴 수 있는 길이 47.2m, 무게 200t의 3단형 우주발사체로 내년 2월과 10월에 두 차례 발사할 예정이다.누리호는 75t급과 7t급 엔진을 사용한다. 1단에는 75t급 엔진 4기가 한 묶음(클러스터링)으로 돼 있고 2단에는 75t급 엔진 1기, 3단에는 7t급 엔진이 들어간다. 이 때문에 이번 연소시험을 한 75t급 엔진은 누리호의 핵심으로 볼 수 있다. 75t 엔진 개발은 국내 연구진으로서도 첫 도전이기 때문에 연소 불안정으로 인해 개발 일정이 지연되기도 했다. 하지만 2018년 11월에 이미 시험발사체 발사를 통해 비행성능 시험을 성공적으로 마치고 지상 연소시험을 반복하면서 엔진 신뢰성을 높이고 있다. 한영민 항우연 엔진시험평가팀장은 “이번이 139번째 연소시험으로 앞으로 6번 더 시험을 거쳐 145번째 연소시험이 끝나는 2월 중순이면 엔진 개발이 완료될 것”이라고 설명했다. 연구진은 75t급 엔진 4개를 묶은 1단 로켓을 만들어 올해 하반기부터 종합연소시험을 진행할 예정이다. 이와 함께 내년 초 본발사를 앞두고 제2발사대를 오는 10월 완공할 계획이다. 발사대에서 누리호에 추진제를 공급하고 발사체가 세워진 상태에서 발사 준비할 수 있는 높이 45.6m 엄빌리칼타워가 만들어진다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 15일 전라남도 고흥군 외나로도 나로우주센터에서는 엄청난 엔진소리와 함께 새하얀 수증기가 피어올랐다. 내년 초 발사 예정인 우주발사체 ‘누리호’(KSLV-Ⅱ)의 핵심인 75t급 엔진이 139번째 연소시험에 나선 것이다. 과학기술정보통신부와 발사체 개발 주체인 한국항공우주연구원은 순수 국내기술로 개발 중인 누리호의 개발 현장을 공개했다. 누리호는 1.5t급 인공위성을 고도 600~800㎞의 지구 저궤도에 올릴 수 있는 길이 47.2m, 무게 200t의 3단형 우주발사체로 내년 2월과 10월에 두 차례 발사할 예정이다. 누리호는 75t급과 7t급 엔진을 사용한다. 1단에는 75t급 엔진 4기가 한 묶음(클러스터링)으로 돼 있고 2단에는 75t급 엔진 1기, 3단에는 7t급 엔진이 들어간다. 이 때문에 이번 연소시험을 한 75t급 엔진은 누리호의 핵심으로 볼 수 있다. 75t 엔진 개발은 국내 연구진으로서도 첫 도전이기 때문에 연소 불안정으로 인해 개발 일정이 지연되기도 했지만 2018년 11월에 이미 시험발사체 발사를 통해 비행성능 시험을 성공적으로 마치고 지상연소시험을 반복하면서 엔진 신뢰성을 높이고 있다. 한영민 항우연 엔진시험평가팀장은 “이번이 139번째 연소시험으로 앞으로 6번 더 시험을 거쳐 145번째 연소시험이 끝나는 2월 중순이면 엔진개발이 완료될 것”이라고 설명했다. 한 팀장은 “엔진연료인 케로신을 초당 80㎏, 산화제 170㎏을 태우며 2000도 고온이 된다”라며 “400도로 식히기 위해 초당 1400㎏의 물을 투입하기 때문에 엄청난 수증기가 만들어진다”고 덧붙였다. 지난 8일 기준으로 17기의 엔진을 제작해 138회에 걸쳐 누적 1만 3065초간 연소시험을 진행했다.연구진은 75t급 엔진 4개를 묶은 1단 로켓을 만들어 올해 하반기부터 종합연소시험을 진행할 예정이다. 이와 함께 내년 초 본발사를 앞두고 제2발사대를 오는 10월 완공할 계획이다. 2013년 1월 발사에 성공한 한국형 발사체인 나로호를 발사했던 기존 발사대는 누리호를 발사하기 작기 때문이다. 제2발사대는 발사대에서 누리호에 추진제를 공급하고 발사체가 세워진 상태에서 발사준비할 수 있는 높이 45.6m 엄빌리칼타워가 만들어진다. 강선일 항우연 발사대팀장은 “현재 공정률은 93%로 4월까지 설치를 마치고 점검과 테스트를 거쳐 10월까지 완공할 것”이라고 말했다. 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장은 “국내 기술로 우주발사체를 독자개발하기 위해 200여개 기업과 협력해 여러 난관을 극복하고 있다”라며 “내년 누리호 발사 성공을 위해 최선을 다할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr