600~800km 저궤도 '2·3단 엔진개발' 순조

신뢰성 확보 무한시험중…내년 시험 달 궤도선 발사

달 탐사 상상도/자료=항우연

현재 우리나라 우주개발에서 가장 당면한 과제는 무엇보다 ‘한국형발사체’와 ‘달 탐사’ 사업이다. 두 사업은 기술의 도약이라는 측면 뿐 아니라 새로운 도전으로서 의미도 크다.

한국형발사체는 1.5톤(t)급 실용위성을 지구 상공 600∼800km의 저궤도에 투입할 수 있는 우주 발사체를 우리 독자 기술로 설계·제작하는 사업이다. 2010년 3월부터 2021년 3월까지 약 4000일간 총 1조9572억원이 투입된다. 목표 시점인 2020년 예정된 본 발사에 성공하면 우리나라도 우주기술 개발 자립국 대열에 합류하게 된다.

한국형발사체 상상도/사진=항우연

28일 한국항공우주연구원(이하 항우연)에 따르면 한국형발사체 개발 사업은 현재 2단계가 진행 중이다. 3단형인 한국형발사체에는 7톤, 75톤급 액체엔진이 적용된다. 두 엔진 모두 순조롭게 개발되고 있다. 7톤 엔진은 현재까지 2기의 시험모델이 제작돼 모두 23번 시험을 수행했다. 누적 시간은 1756초에 달한다. 75톤 엔진은 3기의 시험모델이 제작돼 모두 34회 시험을 거쳤다. 누적 시험 시간은 약 2350초이다.

고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부 본부장은 “발사체가 비행 중 겪게 되는 다양한 조건에서 엔진이 정상적으로 동작하는 것을 검증하기 위해서 약 200회에 걸쳐 반복적으로 시험하며 신뢰도를 높여 나갈 계획”이라고 말했다. 항우연은 엔진 성능을 확인하기 위해 75톤급 엔진 1기로 구성되는 시험용 발사체의 비행시험도 계획하고 있다.

국민적 관심이 큰 달 탐사도 계속 추진된다. 달 탐사에 성공한 나라는 현재까지 미국, 러시아, 유럽, 일본, 중국, 인도 뿐이다. 선진국들의 달 탐사는 1980년대 이후 주춤했다가 최근 다시 활발해지고 있는 추세다. 우리나라는 짧은 우주 개발 역사에도 불구하고 저궤도 위성, 정지궤도 위성 개발 기술을 선진국 대비 단 시간에 선진국 수준으로 끌어올린 역량을 인정받고 있으나 지구 궤도를 벗어난 우주탐사는 이번이 첫 도전이다.

한국형발사체 제원/자료=항우연

달 탐사 사업은 1단계를 진행중이다. 먼저 우주탐사를 위한 핵심 기술을 확보하기 위해 국제협력을 통해 시험달궤도선(KPLO, Korea Pathfinder Lunar Orbiter)을 개발 운용한다. 시험달궤도선 운용에 성공하면 이어 독자적인 기술로 달 궤도 진입과 달 표면 착륙을 시도하게 된다.

시험달궤도선은 내년 말 발사될 예정이다. 아직 한국형발사체가 개발되지 않아 해외 발사체를 이용하게 된다. 시험궤도선의 핵심 목표는 달까지 비행하는 항법기술과 달 궤도 진입 기술 등 우리가 해보지 않은 기술을 개발해 입증하는 것이다. 현재 달 탐사를 비롯한 심우주 탐사에 필수적인 심우주안테나, 관제 시스템 등이 국내에 구축 중이다.


시험달궤도선 사업은 첫 번째 시도인 만큼 실패 위험을 줄이기 위해서 미국 항공우주국(NASA)과의 상호 호혜적 협력 방식으로 추진된다. 우리가 개발해 운용하는 궤도선에 NASA의 과학 장비를 탑재할 수 있도록 지원하고, 대신 NASA는 우리가 필요한 심우주통신, 우주 항행 등에서 도움을 주게 된다.

달 탐사 임무 궤도/자료=항우연

1.9m×1.7m×2.3m크기로 제작되는 시험달궤도선에는 고해상도 카메라, 광시야편광카메라, 자기장특정기, 감마선 측정기, 우주인터넷 탑재체 등 5종의 우리나라 과학장비와 1종의 NASA 과학 탑재체가 실린다. NASA는 ‘섀도우캠’이라고 과학탐사 장비를 싣기로 했다. 시험달궤도선을 통해 우주 탐사 기술과 노하우를 확보하게 되면 2단계로 독자적인 달 탐사를 추진된다. 달 탐사선의 개발과 운용 뿐 아니라 발사까지 모두 국내 기술로 추진할 예정이다.