우주 기업 이노스페이스가 차기 발사체 '한빛-마이크로'에 적용할 메탄 엔진 핵심 기술 개발을 완료했습니다.
이노스페이스는 4일 추력 0.4톤급 액체 메탄엔진 '리멕(LiMEK)-04'의 핵심 기술 개발을 마치고 420초 장시간 지상연소시험에 성공했다고 밝혔습니다.
리멕-04는 차기 발사체인 한빛-마이크로의 킥스테이지(Kick Stage)에 탑재될 예정입니다.
킥스테이지는 발사체의 2단 엔진 연소가 끝난 뒤 분리돼 위성 등 탑재체를 목표 궤도까지 정밀하게 운반하는 우주 추진 시스템입니다.
이번 성과의 핵심은 '이원추진제 재생냉각 메탄엔진 연소기 기술'입니다.
액체메탄을 연료로, 액체산소를 산화제로 사용하는 메탄엔진에서 두 추진제를 모두 냉각제로 활용해 연소실을 식히는 방식입니다.
재생냉각은 추진제 일부를 엔진 내부로 순환시켜 열을 흡수하도록 하는 기술입니다. 엔진을 고온으로부터 보호하면서도 별도의 냉각 장치를 줄일 수 있어 무게를 낮추는 데 도움이 됩니다. 따라서 엔진 성능과 발사체 효율에 큰 영향을 주는 핵심 기술 가운데 하나로 꼽힙니다.
기존 메탄엔진은 액체메탄만 냉각제로 사용하는 단일추진제 재생냉각 방식을 주로 사용했습니다. 하지만 충분한 냉각 성능을 확보하기 위해서는 추진제 공급 압력을 높여야 했고, 이에 따라 추진제 탱크와 공급 계통도 더 튼튼하게 설계해야 했습니다. 이 때문에 발사체 무게가 늘어날 수 있다는 한계가 있었습니다.
반면 이번 기술은 액체메탄과 액체산소를 모두 냉각에 활용합니다. 이노스페이스에 따르면 기존 방식보다 냉각제 유량을 약 3~3.4배 높일 수 있어 상대적으로 낮은 압력에서도 안정적인 냉각 성능을 확보할 수 있습니다.
이노스페이스는 앞서 2024년 5월 단일추진제 재생냉각 방식을 적용한 0.4톤급 메탄엔진 연소기의 237초 지상연소시험에 성공한 바 있습니다. 이번에는 이를 더욱 발전시켜 420초 장시간 연소시험까지 마쳤습니다.
김수종 이노스페이스 대표는 “소형 발사체는 크기가 작을수록 무게에 더욱 민감하기 때문에 경량화 기술이 탑재 성능과 발사 서비스 경쟁력을 결정하는 중요한 요소”라며 “이번 기술은 높은 냉각 효율과 경량화를 동시에 구현할 수 있어 향후 재사용 발사체용 메탄엔진은 물론 소형위성 궤도 수송용 킥스테이지와 우주 탐사 추진 시스템 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 말했습니다.
한편 이노스페이스는 지난해 12월 진행한 '한빛-나노' 상업 발사 임무가 조기 종료된 이후 원인 분석과 함께 관련 부품 및 공정 개선 작업을 진행하고 있다고 밝혔습니다.
현재 우주항공청의 발사 허가 심사가 진행 중이며, 허가가 완료되면 올해 3분기 안에 후속 발사를 추진할 계획입니다.
한빛-나노는 90kg급 탑재체를 500km 태양동기궤도에 투입할 수 있는 2단형 발사체입니다. 한빛-마이크로는 170kg급 탑재체를 500km 태양동기궤도에 투입할 수 있으며, 기존 2단형 발사체에 킥스테이지를 추가한 형태입니다.
최성훈 기자 csh87@etnews.com
