이노스페이스 淸州 事業場의 移動式 發射臺에 세워진 推力 15t 엔진을 단 ‘한빛-TLV’
누리號 發射 成功으로 우리에게도 宇宙 市場이 성큼 다가왔다. 이노스페이스는 12月 中旬 小型衛星用 發射體를 브라질에서 試驗 發射한다. 國內 民間企業으로 衛星用 發射體 試驗發射는 처음이다. 발사체의 性能을 檢證하는 發射지만 브라질 政府는 自國이 開發 中인 慣性航法시스템(로켓이나 飛行機의 航法 裝置)을 搭載해 試驗해 보기로 決定했다. 이노스페이스의 技術力이 높아 失敗 可能性이 낮다고 본 것이다. 이노스페이스는 試驗發射에 成功하면 來後年부터는 돈을 받고 衛星을 代身 쏘아 올려주는 衛星 發射 事業을 始作한다.
●發射臺와 支援設備 等 9月부터 移送
지난달 23日 찾은 忠北 淸州市 이노스페이스 組立 事業長. 上段에 太極旗가 그려진 길이 16.3m의 ‘한빛-TLV’ 로켓이 반듯하게 누워 있었다. 이 로켓은 이노스페이스의 첫 商業 모델인 ‘한빛-나노’에 使用될 1段 엔진만을 利用한 試驗發射體다. 2段 로켓으로 構成된 한빛-나노는 1段에는 推力 15t 엔진이, 2段에는 3t 엔진이 쓰인다. 搭載重量은 50kg이다. 누리號에 실린 4個 큐브 衛星의 무게가 各各 25kg 程度이니 그런 衛星 2個를 실을 수 있는 規模다. 누리號 搭載重量은 1500kg이나 된다.
이노스페이스는 來後年에 會堂 20億 원을 받고 50kg의 衛星을 500km 上空까지 쏘아 올려주는 衛星發射 事業을 始作할 計劃이다. 2025年에는 搭載重量 150kg 發射體를, 2026年에는 500kg까지 실을 수 있는 發射體를 商用化할 豫定이다. 搭載重量 500kg까지의 發射體를 小型衛星用 發射體로 分類한다. 年末에 試驗 發射하는 推力 15t 엔진을 묶어서 推力을 높이는 制御技術은 이미 開發에 着手했다. 머지않아 3種의 로켓을 保有할 수 있을 것으로 會社 側은 期待하고 있다.
김수종 代表(46)는 “發射體와 發射臺, 支援設備 等을 브라질로 移送하는 作業을 9月부터 始作한다”고 밝혔다. 赤道 隣近에 있는 브라질 알칸타라 發射센터와는 2019年에 試驗發射 協議를 마쳤고, 2026年까지 發射 라이선스도 確保한 狀態다. 國內에서 民間企業이 活用할 수 있는 發射臺는 2024年에 以後에 누리號가 發射된 高興에 생길 豫定이다.
●爆發 危險 없는 하이브리드 로켓 技術 獨步的
創業한 지 5年 된 스타트업이 衛星을 宇宙로 쏘아 올릴 수 있는 로켓을 獨自的으로 만들 수 있었던 것은 發射體의 核心인 엔진 技術을 獨自的으로 確保했기 때문이다. 酸化劑와 燃料를 모두 液體를 使用하는 누리號와 달리 韓빛의 酸化劑는 液體, 燃料는 固體다. 性質이 다른 要素를 活用했다고 하이브리드 로켓 엔진으로 불린다. 燃料는 洋초의 原料와 같은 파라핀이고, 酸化劑는 여느 로켓과 마찬가지로 液體酸素다.
이노스페이스가 開發할 最終 로켓과 하이브리드 엔진 槪要
이노스페이스 하이브리드 엔진 中 推力 2t, 3t, 5t 燃燒 試驗 場面들
하이브리드 로켓의 長點은 燃料價 固體여서 酸化劑와 一時에 섞이는 事故가 나더라도 暴發할 危險이 없다는 點이다. 液體 로켓은 酸化劑와 燃料가 한꺼번에 섞이면 大型 爆發이 일어난다. 安全性이 높으면 로켓을 開發할 때 危險 管理 費用이 적게 들어 經濟的이다. 하이브리드 로켓이 價性比 좋은 로켓으로 불리는 理由다.
短點은 液體 로켓에 비해 推力이 弱하다는 點이다. 20年 前만해도 로켓을 쏘아 올릴 만한 推力은 내기 힘들 것으로 보고 衛星發射用으로는 考慮 對象이 되지 않았다. 이노스페이스는 高性能 파라핀系 燃料 技術과 작고 가벼운 電氣모터 펌프를 讀者 開發해 이를 克服했다. 이 두 技術이 核心 競爭力이다.
燃料의 性能을 높이려면 파라핀 配合 比率은 勿論 固體 燃料의 成形 模樣도 重要하다. 酸素와 適切하게 結合해 燃燒가 잘 되도록 하는 最適의 方式을 찾아냈다. 펌프는 燃料와 섞일 酸化劑의 量을 調節하는 裝置인데, 電氣모터를 活用해 작고 가볍게 만듦으로써 搭載重量을 늘렸다. 世界에서 하이브리드 로켓 技術을 가진 會社는 5곳인데, 다른 企業들은 液體로켓에 쓰이는 무거운 펌프를 使用한다.
같은 量의 燃料로 얼마나 큰 推力을 내는지를 意味하는 比推力(連比와 비슷한 槪念) 部門에서 이노스페이스는 하이브리드 로켓 開發 企業 中 斷然 先頭다.
●博士 論文이 創業으로 이어져
金 代表는 空軍士官學校에 가서 파일럿이 되고 싶었지만 視力이 좋지 않아 韓國航空大 機械設計學科로 進學했다. 航空機 設計를 꿈꾸다가 3學年 때 校內에서 하이브리드 로켓 燃燒試驗을 參觀했다가 로켓 開發의 길로 들어섰다. 金 代表는 “엔진에서 뿜어져 나오는 熱氣와 振動, 雄壯한 소리가 가슴을 뛰게 했다”고 했다.
이노스페이스 김수종 代表理事
하이브리드 로켓 國內 1號 博士가 金 代表다. 2011年 파라핀을 하이브리드 로켓의 燃料로 活用하는 方案에 關한 論文으로 韓國航空大에서 博士學位를 받았다. 以後 3年間 이스라엘의 理工系 硏究中心大學人 테크니온-이스라엘工科大學 로켓推進센터에서 博士後 課程을 밟았다. 歸國해 한화에서 로켓推進機關 開發 硏究院을 지내다 2017年 創業했다. 金 代表는 “民間 企業에서 勤務하면서 로켓 開發에 必要한 國內 基盤 技術 水準과 原價 等을 仔細히 알게 돼 創業을 하는 데 큰 도움이 됐다”고 했다.
會社를 차리고는 同僚와 先後輩 硏究員들을 끌어들였다. 創業을 한 지는 5年이지만 한국항공대學校에서 基礎 年少實驗裝置를 만든 때부터 셈하면 20餘 年의 硏究가 發射體에 集約된 셈이다. 金 代表는 國內外에서 論文을 100餘 篇이나 냈다.
지난달 23日 이노스페이스 淸州事業場에서 김수종 代表(맨 앞)가 12月에 發射할 로켓 옆에 生産팀 職員들과 함께 섰다.
本社와 1, 2 事業場, 硏究所는 世宗市에, 地上燃燒試驗腸은 錦山에 있다. 金 代表는 “無人發射體를 넘어 2030年에는
有人宇宙船까지 開發하는 꿈을 꾸고 있다”고 했다. 淸州=신원건記者 laputa@donga.com
이노스페이스에는 誘導武器 開發을 12年 한 정훈 最高技術開發者(CTO), 로켓 엔진 開發을 25年 한 양창환 首席硏究員, 하이브리드 로켓 開發을 10年 한 문근환 責任硏究員, 國防科學硏究所에서 推進機關 性能試驗을 35年 한 오정록 首席技術員 等이 있다.
世界를 相對로 하는 事業인 만큼 海外 人力 確保에도 功을 들였다. 브라질에서는 엘시오 올리베이라 前 空軍 宇宙局 副局長이, 유럽에서는 防産企業 헤라클레스(사프란 그룹에 合倂됨) 最高經營者를 지낸 필리페 슐레이셔 氏가 일하고 있다.
●커지고 있는 小型 衛星 市場 攻略
人工衛星은 大型보다 小型 衛星 需要가 훨씬 더 많다. 지난해 基準으로 全 世界 發射 衛星의 94%가 重量 500kg 以下의 小型 衛星이다. 地球觀測(農業, 氣象, 資源探査, 國家安保, 宇宙科學)과 通信(TV, 電話, 인터넷, 航空, 海上)用 衛星이 많다. 2020年 以前 10年 間 藥 2962期 小型 衛星이 發射됐는데, 2030年까지는 1萬3912基가 發射될 豫定이다. 特히 超高速 인터넷用을 小型 衛星 市場이 急成長 中이다. 이런 衛星은 무게가 100~400kg이고 壽命은 5年 程度다.
2021~2030年 小型 衛星 發射 市場 規模는 25兆 원으로 豫想된다. 그런데 衛星을 發射 해 줄 수 있는 企業은 現在 約 10곳에 不過하다. 이를 노리고 小型衛星 發射體 開發에 뛰어든 스타트업은 40餘 곳이고, 現在 3곳이 發射에 成功했다.
金 代表는 “3年 內에 10餘 個 衛星發射 事業者가 더 생길 것으로 豫想되는 重要한 時期”라며 “로켓 再使用 技術까지 確保해 競爭社들 보다 더 낮은 價格을 提示할 수 있도록 할 計劃”이라고 말했다.
淸州=허진석 記者 jameshur@donga.com
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