[나로호 특집] 한국 최초발사체, 곧 우주로!

1969년 7월 21일, 미국의 우주인 닐 암스트롱이 달에 착륙했다. TV로 중계됐던 달 착륙을 지켜봤던 사람이라면 누구나 이 장면을 기억할 것이다. 암스트롱의 유명한 말처럼 그의 작은 걸음이 인류에게는 위대한 도약이었기 때문이다. 이 후, 우주를 향한 인류의 도전은 계속됐다. 그래서 지금은 인공위성으로 태양계를 탐사하거나 인간이 우주선을 타고 우주로 나가는 것은 어렵지 않게 됐다. 심지어 사람이 며칠씩 우주정거장에 머물며 생활하는 것도 가능해졌다.

물론 이것은 우주선진국의 이야기다. 개발도상국들은 아직 우주개발을 꿈꾸지 못한다. 인공위성을 만들거나 우주인을 배출한 나라, 우주센터가 있는 나라는 손에 꼽힐 정도이기 때문이다. 우리나라도 1990년대 이전까지는 이런 나라들 중 하나였다. 하지만 빠른 속도로 우주기술을 발전시켰고, 이제 세계에서 10번째로 인공위성을 우리땅에서 우리의 발사체로 쏘아올리는 나라가 된다.

우리나라는 1990년부터 고체추진제를 사용하는 과학로켓 개발을 추진하여 1993년에는 1단형 과학로켓 KSR-I 발사, 1997년 2단형 과학로켓 KSR-II 발사했다. 그리고 지난 2008년 8월, 우주발사체 개발의 중간단계로 액체추진기관을 이용한 액체추진과학로켓 KSR-III을 발사하는데 성공했다. KSR-III는 과학로켓이지만 위성발사체에 사용되는 핵심기술을 상당부분 포함하고 있었고, 이를 통해 확보된 우주발사체 개발 기술은 한국 최초 우주발사체인 ‘나로호’(KSLV-I)의 개발에 직접적으로 활용되었다.

지구 중력을 이기고 우주로 나갈 한국 최초 우주발사체‘나로호’는 과연 어떤 로켓일까? ‘나로호’는 2단으로 이뤄져 있으며, 1단은 액체엔진, 2단은 고체엔진으로 구성되어 있다. ‘나로호’의 1단은 러시아 흐루니체프사가 개발한 것으로, 무게가 140톤인 ‘나로호’를 우주에 올리는 결정적인 힘을 발휘한다. 이때 사용되는 연료는 케로신이고, 산화제로는 액체 산소가 쓰인다. 케로신은 로켓엔진 안에서 잘 타도록 정제된 등유를 말하는데, 가솔린과 비슷한 양의 에너지를 내기 때문에 로켓의 액체연료로 많이 사용한다.

1단 로켓이 발사된 뒤 196km 상공에서 작동을 멈추면 2단 고체엔진이 점화되며, 2단 엔진의 힘으로 과학기술위성 2호는 300km 상공의 우주 궤도에 올라가게 된다. ¡Ç킥 모터¡Ç라고도 불리는 2단 엔진은 한국항공우주연구원이 설계하고 국내 기업에서 제작했으며, 이 부분은 과학로켓 1호와 2호의 기술력을 이어받았다.

이 밖에도 나로호에는 비행 제어와 지상국과의 교신에 필요한 첨단 전자장치들이 실려 있다. 따라서 일부에서는 우주 궤도에 위성을 올려놓는 것을 우리 IT기술의 영역 확장이라고 보는 사람들도 있다. 발사체 자체에 탑재된 관성항법장치(INS)는 발사체의 위치와 자세, 속도를 스스로 판단해 발사체의 비행을 제어할 수 있으며, 발사장인 나로우주센터에는 최대 추적거리 3000km의 추적레이더 2기도 설치돼 나로호의 위치와 상태를 실시간으로 추적하여 파악할 수 있다.

우주개발에 있어서 우주발사체, 즉 로켓이 중요한 이유는 그것이 위성을 우주공간에 올려 놓을 수 있는 수단이기 때문이다. 아무리 좋은 위성을 만들어도 우주로 올리지 못하면 소용없듯 로켓을 만들지 못하면 늘 외국기술에 의존할 수밖에 없다. 또 외국 로켓에 우리가 개발한 위성을 외국 로켓에 싣는 과정에서 우리 기술로 개발한 위성의 기술력이나 정보가 외국에 노출될 위험도 있다.

이런 이유로 나로호 발사는 매우 의미있는 일이다. 이번에는 100kg급 소형위성을 쏘아 올리지만, ‘나로호’의 개발 기술을 바탕으로 1.5톤급 상용위성을 쏘아올릴 ‘한국형 발사체’( KSLV-Ⅱ)‘가 개발될 예정이기 때문이다. 그런 날이 오면 우리나라가 다른 나라의 위성까지 대신 쏘아 올려줄 수 있을지도 모른다.

‘나로호’ 1차 발사는 절반의 성공에 그쳤지만, ‘나로호’의 설계부터 발사까지 전 과정을 거치며 우주발사체 발사라는 소중한 경험을 쌓을 수 있었기 때문에 큰 의미가 있다. 그 소중한 경험을 잘 되새겨 이번 2차 발사는 꼭 성공하길 바라고, 나아가 가까운 미래에 나로호 기술을 바탕으로 한 100% 국산 우주발사체가 개발돼 우주로 힘차게 날아오르길 기대해본다.

박태진 동아사이언스 기자 tmt1984@donga.com