21日 午後 全南 高興郡 영남면 宇宙發射展望臺에서 觀覽客들이 羅老宇宙센터를 솟구쳐 오른 韓國型 發射體 '누리號'를 바라보고 있다. 뉴시스
“끊임없이 풀기 어려운 宿題를 내며 10年間 同苦同樂했던 親舊입니다. 우리 힘으로 만든 發射體 發射 成功은 이루 말할 수 없는 기쁨과 뿌듯함을 줍니다. 1次 發射 後 意氣銷沈하고 挫折하기도 했지만 반드시 거쳐야 할 길이었습니다.”
누리號 開發의 主役인 韓國航空宇宙硏究院 韓國型發射體開發事業本部 硏究陣과 參與한 國內企業 300餘個 500餘名의 엔지니어들은 누리號 發射 成功에 感激하며 한목소리를 냈다. 이들은 約 37萬個에 達하는 누리號 部品을 한치의 誤差도 없이 製作했다. 지난해 10月 1次 發射時 3段 엔진 酸化劑 탱크 問題로 成功 門턱에서 아쉽게 苦杯를 마셨지만 발빠른 分析과 協業으로 8個月만에 2次 發射에 나설 수 있게 됐다. 協力과 經驗은 누리號 開發로 確保한 發射體 技術의 民間企業 移轉을 원활하게 해 宇宙産業 生態系 競爭力 强化로 이어질 것으로 期待된다.
每 瞬間이 危機…누리號 開發의 主役들
누리號 開發 主役인 航宇硏 韓國型發射體開發事業本部 人力은 約 250名이다. 5個 部署와 16個 팀으로 構成돼있다. 硏究者들에게는 每 瞬間이 危機였다. 그 中에서도 누리號 1段과 2段을 構成하는 主力 엔진 75t級 液體엔진 開發은 險難한 過程을 겪었다. 75t級 엔진은 開發 初期 機能과 性能에 集中한 나머지 目標 對比 25% 무겁게 設計됐지만 燃燒試驗 等을 反復的으로 進行하며 데이터 蓄積과 무게 減量을 위한 設計 改善, 輕量 所在 適用 等을 통해 最終 設計 基準에 맞게 무게를 줄였다.
그럼에도 不拘하고 燃燒 不安定 問題 解決은 難題였다. 發射體엔진開發部 燃燒器팀은 累積 燃燒試驗 時間 1萬8290秒(2022年 1月 基準)를 遂行했다. 地上 및 高空 模寫 環境에서 總 184回 燃燒試驗을 進行하며 燃燒 不安定을 解決했다. 2007年부터 엔진 硏究를 始作한 한영민 發射體엔진開發部長은 “開發한 液體엔진의 性能을 檢證할 試驗 設備조차 없었다”고 밝혔다. 固定換 韓國型發射體開發事業本部長은 “누리號의 心臟인 75t級 液體엔진 燃燒 不安定 問題를 解決하는 데 많은 時間과 努力이 所要됐다”고 밝혔다.
엔진에 投入되는 燃料와 酸化劑(推進劑)를 充電하는 推進劑 탱크도 難題다. 最大 높이 10m, 最大 直徑 3.5m 크기의 탱크 內部에 大氣壓의 4~6倍의 壓力이 作用하는 가운데 飛行 中 加해지는 慣性力과 荷重, 壓力을 견딜 수 있는 同時에 무게를 줄이기 위해 最小 두께 2mm로 製作해야 하기 때문이다. 金光守 發射體構造팀長은 “推進劑 탱크는 設計圖面이 있다고 만들어지는 게 아니다”며 “最適의 工程을 찾기 위한 테스트를 進行하고 工程을 開發하는 데 最大 1年 假量 所要됐다”고 밝혔다.
純粹 國內 讀者 技術로 構築한 第2發射臺도 빼놓을 수 없다. 發射體를 開發해도 發射臺 技術이 없으면 發射 自體가 어렵기 때문이다. 강선일 發射臺팀長은 “13名의 硏究者와 現代重工業 等 協力企業까지 더하면 60餘名이 發射臺를 開發, 構築했다”며 “發射體 엔진 燃燒가 始作하면 最大 推力人 300t을 낼때까지 發射體를 붙잡고 있다가 精密하게 發射體 固定을 解除하는 地上固定裝置를 開發하는 데 어려움이 많았다”고 밝혔다. 地上固定裝置 技術은 羅老號 發射 때는 없었던 技術이다.
總事業費 80% 執行한 300個 企業이 있었기에 可能했다
누리號 開發 事業에 國內 企業 約 300個가 參與했다. 누리號 全體 事業費의 80%에 該當하는 1兆 5000億원이 이들 企業에 執行됐다. 構造와 엔진, 試驗設備, 推進機關, 制御 分野 等 全 部門 開發에 함께 했다.
누리號 27萬 個 部品 總組立을 맡은 한국항공우주산업(KAI)과 75t級 液體엔진 開發을 맡은 韓華에어로스페이스가 代表的이다. 이창한 KAI 宇宙事業팀長은 “硏究所가 只今까지 要素技術을 蓄積하는 役割을 했다면 이를 安保나 經濟 分野에서 商業性을 갖추도록 擴張하는 DNA는 産業體가 갖고 있다”고 말했다. 김종한 韓華에어로스페이스 推進機關生産技術팀 次長은 “全 國民이 類例가 없을 程度로 宇宙 分野에 注目하는 狀況에서 한화도 宇宙産業에 使命感을 가지고 代表的 企業이 될 것”이라고 말했다.
現代로템은 推進機關시스템 試驗設備와 推進供給係 試驗設備 構築을 主導했고 현대중공업은 누리號를 쏘아올릴 發射臺 開發에 主導的 役割을 했다. 大企業 外에도 推進劑 탱크 維持하는 헬륨 高壓탱크 供給하는 이노컴, 누리號 胴體 만드는 韓國화이바, 터보펌프 開發의 主役 中 하나인 에스엔에이치, 누리號 電子裝備 이어주는 와이어 하네스開發 企業 카프마이크로, 누리號 電子搭載시스템 開發한 단암시스템즈, 누리號 搭載 카메리시스템 開發한 기가알에프, 누리號 試驗設備 維持補修 企業 한양이엔지, 누리號 衛星航法受信機를 開發한 德山넵코어스, 누리號 밸브를 만든 下移錄코리아, 누리號 斷熱材를 開發한 위즈텍, 地上制御시스템을 開發한 유콘시스템 等 수많은 宇宙 分野 中小企業도 事業에 參與했다.
金玟秀 동아사이언스 記者 reborn@donga.com
高興=고재원 동아사이언스 記者 jawon1212@donga.com
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