누리號 成功 後 남은 課題
누리號
21日 韓國型 發射體 ‘누리號(KSLV-Ⅱ)’ 發射 成功은 韓國을 單숨에 世界에서 7番째 宇宙强國 隊列에 올려놓았다. 宇宙로 가는 길을 처음으로 연 것이다. 事業 着手 12年 만에 피와 땀이 맺은 成果로 自負心을 갖기에 充分했다는 評價가 나온다. 하지만 누리號가 宇宙 發射體로서 競爭力을 갖기 위해서는 發射 失敗 確率을 낮추는 信賴性을 確保하고 發射 費用을 줄이려는 努力도 必要하다는 게 專門家들의 指摘이다.
김종암 韓國航空宇宙學會長(서울대 航空宇宙工學科 敎授)은 “누리號 發射를 지켜보는 많은 사람들이 美國의 스페이스X를 떠올리겠지만 누리號는 이제 始作이며 아직 가야 할 길이 險하고 멀다”며 “信賴性을 높이고 民間企業 技術 移轉을 통해 競爭力을 키워야 하는 險難한 課題가 남아있다”고 말했다.
○ 高度化 事業으로 發射의 信賴性 確保해야
宇宙 發射體의 競爭力을 評價하는 最優先 基準은 信賴性이다. 數千億 원을 들인 衛星이나 宇宙船, 探査船 等을 發射 失敗 確率이 높은 發射體에 싣지 않기 때문이다.
韓國보다 먼저 發射體를 開發한 宇宙開發 先導國들의 發射 成功 確率은 大部分 90%를 넘는다. 10番 發射하면 1番 失敗한다는 算術的인 解釋이 可能하다. 그마저도 失敗 事例는 大多數 商業 發射가 開始된 草創期에 集中돼 있다. 發射를 거듭할수록 失敗할 確率이 거의 없다는 意味다.
美國 民間 宇宙企業 스페이스X를 代表하는 發射體 ‘팰컨9’는 2010年 첫 發射 以後 2021年까지 總 103回 發射해 單 두 次例만 失敗했다. 成功率 98%다. 2010年 以前 팰컨9의 뿌리가 되는 팰컨1은 2006∼2009年 總 5番 發射해 3番 失敗했다. 草創期 失敗를 克服하고 난 뒤 商業 發射 市場을 主導하고 있는 셈이다.
2004年 처음 發射한 러시아의 ‘소유스2’는 지난해 基準 112回 發射에 105回 成功으로 成功率이 94%이다. 유럽宇宙局(ESA)의 ‘아리안5’는 109回 發射해 104回 成功해 95%다.
韓國航空宇宙硏究院은 2027年까지 實際 衛星을 실은 누리號를 4次例 더 發射하는 ‘韓國型 發射體 高度化 事業’을 進行 中이다. 總事業費 6873億 원이 投入된다. 지난해 10月 1次 發射를 任務 遂行 失敗로 보고 이番 2次 發射를 成功으로 볼 境遇 成功率은 50%다. 高度化 事業을 통해 4回 發射에서 모두 成功하면 6回 中 5回 成功으로 成功率은 約 83%다. 全體 發射 回數가 아직은 不足하지만 남은 發射에서 모두 成功해야만 對內外에 信賴度를 刻印시킬 수 있을 것으로 보인다. 안재명 KAIST 航空宇宙工學科 敎授는 “앞으로 高度化 事業에서 이뤄지는 4次例 發射가 成功하는 게 重要하다”고 했다.
○ 宇宙 發射體, 價格 競爭力 確保도 課題
2013年 發射에 成功한 ‘羅老號(KSVL-Ⅰ)’ 發射推進丹粧을 맡았던 조광래 前 航宇硏 院長은 “누리號 發射 成功으로 安住해서는 안 된다”며 “發射 費用을 줄여 價格 競爭力을 確保하기 위한 努力에 나서야 한다”고 말했다.
누리號 開發 事業에는 12年 동안 1兆9572億 원이 投入됐다. 一角에서는 누리號 開發 期間에 投入된 豫算을 發射 費用으로 擧論하고 있지만 自力 開發 인프라가 없는 狀況에서 投入된 費用을 發射 費用만으로 보는 것은 適切치 않다는 指摘이 나온다. 또 엔진 開發, 體系 開發, 試驗設備 開發, 發射臺 構築을 비롯해 參與한 300餘 個 企業까지 勘案하면 이番 누리號 發射에 所要된 純粹費用을 正確히 算定하기는 어렵다.
航宇硏 關係者는 “常用 發射體처럼 生産과 發射에 들어가는 費用을 算定할 수 있는 段階가 아니다”라며 “高度化 事業을 통해 民間 企業에 移轉돼 量産 體制를 갖춰야 發射 費用 算定이 可能할 것”이라고 傳했다.
發射 費用을 낮추기 위해서는 여러 次例 發射하면서 노하우를 쌓는 수밖에 없다. 安 敎授는 “3次元(3D) 프린팅이나 再活用 엔진 技術 等 새로운 技術을 活用하려는 努力도 해야 한다”고 强調했다.
民間 企業의 役割도 重要하다. 金 敎授는 “高度化 事業으로 民間 企業이 積極 參與하면 利潤을 남기려는 企業의 特性上 價格 競爭力을 높일 수 있다”며 “美 航空宇宙局(NASA)의 技術을 바탕으로 스페이스X가 成長한 事例를 有心히 봐야 한다”고 했다.
○ 豫妥 調査 中인 ‘次世代發射體開發事業’ 注目
누리號는 高度 600∼800km의 太陽動機軌道에 1.5t 重量의 搭載體를 投入하는 發射體다. 成功이냐 失敗냐에 關心이 集中됐지만 常用 發射體로는 아쉬운 體級이다. 2020年 2月 유럽의 아리안5 로켓에 실려 發射돼 高度 3萬6000km의 靜止軌道에 安着한 海洋·環境觀測 衛星 千里眼2B湖의 무게는 3.4t이다. 누리號로는 發射할 수 없는 諸元이다.
結局 常用 發射體로서 競爭力 確保를 위한 活用도 改善이 必要하다는 分析이 나온다. 이를 爲해 2031年까지 1兆9330億 원을 投入하는 次世代發射體開發事業은 現在 事業性을 檢討하는 豫備妥當性調査가 進行되고 있다. 100t 엔진 5基를 묶은 1段 엔진과 10t 엔진 2期로 構成된 2段 發射體로 地球 低軌道에 10t 重量의 搭載體를 실어 보내는 게 目標다. 75t 엔진 4期로 이뤄진 1段 엔진과 75t 엔진 1基의 2段, 7t 엔진 1基의 3段으로 構成된 누리號보다는 性能이 훨씬 앞선다.
이복직 韓國硏究財團 宇宙技術團長(서울대 航空宇宙工學科 敎授)은 “國家的인 長期 프로젝트인 宇宙探査는 次世代 發射體 開發로 體級을 키워 進行하고 經濟性까지 確保하는 方向으로 가야 할 것”이라고 말했다.
金玟秀 동아사이언스 記者 reborn@donga.com
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