우리나라는 한국형 발사체 '누리호' 발사에 연이어 성공하면서 독자 우주기술 신뢰성을 확보했다. 다음 단계는 재사용 발사체 개발 도전이다. 2032년 재사용 발사체로 달 착륙선을 발사하며 대한민국 우주 역사에 새 이정표를 세운다는 계획이다.
우주항공청과 한국항공우주연구원, 한화에어로스페이스 등은 2023년부터 2032년까지 국비 2조2921억원을 투입해 달 착륙선 자력 발사 기술과 국가 주력 우주발사체를 확보하는 '차세대발사체(KSLV-III) 개발 사업'을 수행하고 있다.
당초 차세대발사체는 1단은 100톤급 엔진 5기, 2단은 10톤급 엔진 2기로 구성한 일회용 발사체로, 1톤급 위성을 정지 궤도에 투입하는 것이 목표였다. 그러나 스페이스X의 재사용 발사체 '팰컨 9'이 글로벌 우주 수송 시장을 장악하며 상황이 변했다. 재사용 발사체는 일회용 발사체에 비해 발사 단가가 10분의 1 수준으로 낮아 증가하는 우주 발사 수요에 효율적으로 대응할 수 있기 때문이다.
이에 정부는 지난해 국가우주위원회와 재정사업평가위원회를 거쳐 재사용 발사체를 차세대발사체로 개발하기로 계획을 변경했다. 재사용 발사체는 3단 로켓인 누리호와 달리 2단형으로 구성한다. 80톤급 메탄 기반 엔진 1종을 개발한 뒤 1단에 9기, 2단에 1기를 장착하는 방식이다. 메탄 엔진은 그을음이 적어 로켓 재사용에 유리하다.
재사용 발사체는 2031년 성능검증선 발사, 2032년 상반기 달 연착륙 검증선 발사를 거쳐 2032년 말 달 착륙선을 발사하며 기술 역량을 확인하게 된다.
한국형 재사용 발사체 개발은 지난달 29일 관련 기술을 검증하기 위한 시연체 비행모델 조립에 착수하며 본격화됐다. 시연체로 소형 엔진을 이용한 저고도 수직 이착륙 시험을 해 핵심 기술을 확인하고, 재사용 발사체 개발 과정에서 발생할 수 있는 위험을 줄이게 된다.
재사용 기술 시연체는 높이 12.2m, 무게 6.4톤 규모로, 차세대발사체용으로 개발 중인 80톤급 엔진보다 작은 8톤급 엔진을 탑재한다. 총조립과 지상 시험을 거쳐 2028년 전남광주 고흥군 나로우주센터에서 저고도 수직 이착륙 비행시험 수행이 목표다.
올해까지 엔진 개발모델의 연소시험과 구성품 제작을 수행하고, 내년에는 엔진 비행모델 2기의 연소시험과 시연체 비행모델 1호기 조립 및 기능시험을 마친다. 2028년에는 1호기의 지상연소시험을 거쳐 두 차례 비행시험으로 수직 이착륙 성능과 재사용에 필요한 기술을 검증한다. 검증 결과에 따라 재사용 차세대발사체 우주 발사에 속도가 날 전망이다.
=고흥
송윤섭 기자 sys@etnews.com
