[사이언스 포커스] 우리나라 우주개발의 발자취

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지금까지 우리나라 경제 성장을 이끈 산업 분야로는 섬유·기계·전자·반도체·정보통신 등이 꼽힌다. 여기에 더해 우주산업은 우리나라의 미래를 이끌 전략 분야라 할 수 있다. 하나의 산업에 국한되지 않고 기계·전자·전기 등 다른 분야 신기술이 융합된 종합 기술산업이기 때문이다.

우리나라 우주개발 산업은 한국항공우주연구원(KARI, 이하 항우연)과 함께 했다 해도 과언이 아니다. 항우연은 1980년대 후반부터 1993년 1단형 고체추진 과학로켓(KSR-I)을 개발해 같은 해 6월과 9월에 발사 시험을 수행했다. 1997년에는 2단형 고체추진 과학로켓(KSR-II) 발사 시험이 이뤄졌고 우리나라 최초로 액체 추진 과학로켓(KSR-III)을 개발해 지난 2002년 발사 시험을 성공리에 마쳤다. KSR 시리즈 사업에는 1990년부터 13년간 총 860억원 규모의 예산이 투입됐다.

우리나라는 과학로켓 KSR 시리즈 기술 개발을 통해 액체 추진기관의 설계·제작 기술을 축적했다. 비행과정에 필요한 관성항법장치, 비행 방향을 제어하는 추력벡터 제어시스템, 자세를 제어하는 추력기 자세제어시스템, 연료탱크나 산화제 탱크 등의 대형 탱크 제작 기술을 축적해 우리나라 최초 우주발사체 나로호(KSLV-I) 개발에 활용했다.

그러나 아직까지 우리나라 발사체 기술은 선진국 대열에 끼지 못하고 있다. 선진국 대비 약 69~85% 수준이라는 평가가 지배적이다.

우주 선진국에 들기 위해 독자적인 위성 발사체 기술 개발이 시급했다. 우리나라 독자 기술로 개발된 발사체 사업은 지난 2002년부터 시작됐다. 나로호(KSLV-I) 개발(소형위성발사체개발사업)은 올해까지 5205억원이 투입된 사업이다. 100㎏급 인공위성을 지구 저궤도에 진입시킬 수 있는 독자적인 발사체 기술과 경험 확보를 목표로 뒀다. 1단 액체 엔진(170톤 급)과 2단 고체모터(7톤급)로 구성된 2단형 발사체로 1단은 러시아가 2단은 순순 국내 기술로 개발됐다.

나로호는 2009년과 2010년 두차례에 걸쳐 발사했지만 모두 실패했다. 26일 나로호 3차 발사가 예정돼 있다.

나로호 발사 성공여부를 떠나 우리나라는 2021년까지 한국형발사체(KSLV-II)개발 사업을 진행한다. 지난 2010년부터 총 예산 1조5449억원이 투입되는 대규모 사업이다. 발사체 설계·제작·시험과 시험설비 개발과 구축을 목표로 2018년까지 75톤급 액체 엔진을 개발한다. 2021년 발사체 조립과 지상 인증 후 2회 발사를 계획하고 있다.

우주발사체 개발은 여러 가지 측면에서 중요성이 부각된다. 발사체 기술은 국제적으로 민감한 기술이라 기술 이전이 엄격히 통제 받는다. 우리 위성을 원하는 시기에 발사하기 위해 기술 확보가 중요한 부분이다. 세계 우주 시장이 지속적으로 성장하고 있고 각 나라에서 우주 개발 투자를 확대하고 있는 상황이라 우주 과학 분야 확대와 발전을 위해 발사체 기술 획득이 필요하다.

발사체에 싣는 인공위성 기술은 지난 1990년대 본격적으로 개발에 착수했다. 선진 우주 개발국 보다 40년 가량 늦었지만 위성 기술 수준은 국내 주도 개발·기술 자립화 단계에 나아가는 등 비약적인 성과를 이뤘다.

우리나라 최초 위성개발은 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터의 우리별 1호에서 비롯됐다. 1992년 아리아4 발사체에 실려 발사되면서 우리나라는 인공위성 보유국가로 등록됐다. 국내 최초 실용 위성인 다목적실용위성1호(470㎏)가 하늘로 올랐다. 고도 685㎞에서 임무기간 3년 동안 지상·해양·과학 관측 임무를 수행했다. 정부 우주개발중장기기본계획의 한 축이라 할 수 있는 `과학기술 위성 1호`가 2003년 발사됐다.

이후 2006년 국내 주도로 개발된 1m급 고해상도 지구관측 위성인 `다목적 실용위성 2호`가, 2010년엔 첫 정지궤도위성 `천리안`이, 올해 5월 국내 기술로 만들어진 70㎝급 초고해상도 광학관측 위성 `다목적 실용위성 3호`가 성공적으로 발사됐다. 영상레이더(SAR)를 탑재해 전천후 지구관측이 가능한 `다목적 실용위성 5호`가 개발을 마치고 발사를 앞두고 있다.

민간분야 위성기술 개발도 활발하다. 1995년 `무궁화 위성 1호`가 발사되면서 상용위성으로서 처음으로 통신방송위성 시대를 열었다. 1996년에 2호, 1999년에 3호, 2006년 5호를 발사했다. 현재 우리나라는 `다목적 실용위성 3A호`와 차세대 정지궤도복합위성 2기 등을 개발하고 있다.

나로호에 탑재될 `나로과학위성`은 100㎏급 위성이다. 지상 300㎞에서 1500㎞ 궤도를 돌며 위성 궤도 진입 확인과 과학관측 임무를 맡고 있다. 이온층관측센서가 탑재돼있다.

권동준기자 djkwon@etnews.com