◇발사체의 심장 '엔진'부터 한 땀 한 땀 국내 개발

누리호는 그 이전의 '나로호'와 다르게, '발사체의 심장' 엔진부터 국내 제작됐다. 누리호 3단으로 구성됐는데, 가장 아래 있는 1단에는 75톤급 엔진이 묶음으로 4개, 2단에는 1개, 3단에는 7톤급 엔진이 1개 들어간다.

7톤급 엔진은 2015년에 성능시험에 성공했고, 75톤 엔진은 18년 개발을 마쳤다. 엔진의 성능을 확인 할 수 있는 시설도 함께 개발돼 국내 독자 엔진 시험 역량을 확보했다.

1단에 들어가는 핵심 기술은 '클러스터링'이다. 4개의 엔진이 마치 1개의 엔진처럼 작동하게 하는 기술이다. 

75톤급 엔진 4개를 묶어 300톤급 엔진처럼 작동하게 하기 위해서는 4개의 엔진이 균일한 추력을 거의 동시에 발생시켜야 한다. 만약 한 엔진이 작동하거나 추력이 작을 경우, 발사체는 날아가는 도중 기울거나 추락할 수도 있다.

동시에 여러 개의 엔진을 제어하는 클러스터링 기술은 그 자체로 난도가 높다. 하지만, 새로 큰 규모의 엔진을 처음부터 개발해야하는 부담을 덜 수 있다는 장점이 있다. 또 클러스터링 개수를 조절해 다양한 추력의 엔진 시스템을 구성할 수 있다. 

클러스터링 기술은 지난 3월 마지막 종합연소시험에 성공해 확보됐다. 당시 문재인 대통령이 참관하며 성공·실패·연기 등 세 가지 버전의 연설문을 준비했을 정도로, 성공에 대해서 누구도 장담할 수 없을 정도로 난도가 높았던 셈이다. 

나로호 사업에는 발사체뿐 아니라 발사대 구축과 같은 인프라 사업도 있어 국내 우주 발사 시스템 기술을 발전시키는 계기가 되었다. 또 이번 발사체 제작에 참여한 300여개 기업이 우주 제조업 분야의 경험과 역량을 쌓을 수 있었다. 

누리호 실물 엔진은 국립중앙과학관에서 10월까지 전시될 예정이다.

◇누리호 개발 11년 동안 대세 된 '뉴 스페이스'

누리호 개발이 시작된 2010년 이후 현재까지, 국제적 우주 산업에서 민간이 두각을 드러내는 '뉴 스페이스'로의 변화가 이뤄졌다. 

과거 국가 중심의 우주 개발에서 국가와 민간이 분업 및 상호 협력을 해나가는 구조가 만들어진 것이다. 10년새 민간 기업이 로켓과 위성을 발사하는 일은 뉴스가 아닌 일상이 되어가고 있는 현실이다. 

대내적인 큰 변화는 '고체 연료 우주 발사체 개발 제한 해제', '한·미 미사일 지침 종료', '아르테미스 협정 체결'이다. 

아르테미스 협정 체결은 한국이 달을 중심으로 하는 미국 주도의 국제 우주 협력에 참여한다는 의미가 있다. 달은 인류가 더 먼 우주 공간으로 나아가기 전, 우주 개발의 교두보로서 거점 형성 및 자원 탐사의 가능성이 대두되고 있다. 

한·미 미사일 지침이 종료되며 해상·공중 발사 등 다양한 방식의 발사체 개발이 가능해졌다. 동시에 군용 기술과 민간 기술의 장벽이 낮아졌으며, 고체 연료를 사용하는 우주 발사체 개발이 가능해졌다. 

이같은 환경 변화에 정부는 우주 정책의 기초가 되는 '제3차 우주개발진흥 기본 계획'을 지난 6월 수정했다. '인프라 확보'와 아직 성장기인 한국 우주 산업체에 '축적의 시간'을 확보해주기 위한 안정적 공공 수요 확보 등이 주요 방향이다.

인프라 확보로는 민간 우주 발사장 건립 등이 추진된다. 또 앞으로 '차세대 중형위성 제작', '누리호 반복 발사', '한국형 위성 항법', '6G 위성 통신 시범망 구축' 등 다양한 사업에 민간이 참여해 역량을 기를 기회가 마련될 예정이다. 

현재 민간에서는 한화에어로스페이스, LIG 넥스원, 한글과컴퓨터 그룹, 한국항공우주 등이 우주 산업에서 사업을 펼치고 있다. 

정부는 기존 과학·기술 연구에서 산업, 안보 등으로 확장되는 우주 정책 환경 변화에 대응하기 위해, 국가우주위원회를 과기정통부 장관 주재 위원회에서 국무총리 산하로 격상시키기로 했다.

◇文 대통령, "7대 우주 강국 도약하겠다"

문재인 대통령은 3월 누리호 1단의 최종 연소 시험 후 '7대 우주강국'으로 도약하겠다는 의지를 드러냈다. 

현재 막강한 기술력을 가진 미국, 러시아, 유럽, 중국, 일본, 인도에 이어 우주 기술·산업분야 선진국이 되겠다는 것이다. 

지난 8일 국가우주정책연구센터가 개최한 제1회 우주정책포럼에서 안형준 국가우주정책연구센터 정책연구2팀장의 발표에 따르면, 6개 국가는 △위성(관측, 과학, 통신) △발사체 △우주탐사, △항법(PNT) △우주 상황인식 △유인 우주 비행 등, 대부분의 기술 영역에서 독자적 역량을 구축했거나, 독자 개발 수준에 근접했다. 

한국은 지속적인 위성 연구·개발로 위성 분야에서 두각을 드러내고 있다는 평가를 받는다. 여기에 이번 누리호 발사 사업으로 독자 역량을 확보할 전망이다. 우주 탐사, 우주 상황 인식, 항법 등의 분야에 대해서는 현재 초기 수준이거나 사업 기획 중인 단계다. 

정책·전략적으로는 우주 기술 포트폴리오를 확장하는 동시에, 한국이 가진 통신·반도체 등 다양한 기술적 강점으로 국제 우주 산업·협력 체계에서 두각을 나타낼 방법을 찾아야 하는 어려운 과제가 남아있다. 

기사제공=뉴스1(시애틀N 제휴사)