#<누리호 발사 D-14일…민간이 주도하는 뉴 스페이스> <우주로 가는 대한민국의 독자기술...최초의 한국형 발사체 누리호와 한화>
대한민국 독자기술로 개발한 최초의 한국형 발사체인 누리호(KSLV-2)! 국내 우주 산업에 관심 있는 분들이라면 한 번쯤 들어봤을 이 자랑스러운 누리호가 2021년 10월 21일 오후 4시로 발사 일정이 결정됐다.발사 당일 오전 기상조건과 우주환경 변수 분석을 통해 기상 혹은 우주 환경에 문제가 없다면, 대한민국이 독자 개발한 한국형 우주 발사체가 우주로 날아오르게 된다.한국 기술로 만든 한국형발사체 누리호의 1차 발사일이 오는 21일로 확정되면서 사업에 참여한 한화에어로스페이스와 한국항공우주(KAI) 등 방산업체의 우주사업 확대에 대한 기대감이 커지고 있다. 업계에서는 누리호 개발에 따른 경제유발 효과가 약 3조원에 이를 것으로 추산하고 있다.누리호 발사 D-14일…민간이 주도하는 뉴 스페이스우주로 가는 대한민국의 독자기술...최초의 한국형 발사체 누리호와 한화등을 포스팅 한다.
1.누리호 발사 D-14일…민간이 주도하는 뉴 스페이스
❶방산업계에 따르면 오는 21일 발사 예정인 누리호는 3만여개의 부품 개발 과정에 국내 300여개의 기업들이 참여했고 누리호는 2010년부터 ‘한국형발사체 개발사업’이라는 이름으로 2조원에 육박하는 예산을 투입해 만들어졌으며 모든 기술을 국내 업체와 기관들이 자체 개발했다.
❷누리호 사업에 참여한 대표 방산기업은 한화에어로스페이스와 KAI며 한화에어로스페이스는 세계에서 7번째로 75톤급 엔진 개발·생산에 성공했고 각 로켓의 비행제어 및 자세제어시스템과 엔진 공급계 밸브도 한화에어로스페이스가 개발해 누리호에 사용되는 총 6기의 엔진을 납품했다.
▲누리호는 길이 47.2m, 무게 200톤의 3단형 우주발사체로 설계됐고 1단 로켓은 75톤급 액체엔진 4기를 묶어 300톤급 추력을 내고, 2단은 75톤급 액체엔진 1기, 3단은 7톤급 액체엔진 1기가 장착된다.
❸한화그룹은 지난 3월 그룹 내 우주산업을 총괄하는 ‘스페이스 허브’를 출범했고 스페이스 허브는 그룹 내 주요 항공우주 계열사인 한화시스템과 한화에어로스페이스, 쎄트렉아이 등이 참여하고 김동관 한화솔루션 사장이 팀장을 맡아 주도하고 있다.
❹한화시스템은 기존의 통신·레이다 기술과 연계성이 높은 저궤도 위성통신 안테나 사업부문에 진출해 저궤도 위성 안테나 원천기술을 확보했고 최근엔 ‘우주인터넷’ 기업 원웹(OneWeb)에 3억달러(약 3527억원)를 투자해 이사회에 합류했다.
▲한화그룹 관계자는 “아직 이익이 발생하는 단계는 아니지만, 미래 성장 가능성을 보고 우주산업에 적극 투자하고 있다”고 했다.
❺KAI는 300여개 기업이 납품한 제품 조립을 총괄했다. 1단 연료탱크와 산화제탱크제작도 담당했고 KAI는 2014년부터 누리호 사업에 참여해 조립설계, 공정설계, 조립용 치공구 제작 등을 담당하며 사실상 사업을 주도했다.
▲KAI는 지난 2월 뉴스페이스 태스크포스(TF)를 구성하고 항공우주체계 종합업체로 도약하겠다는 비전을 제시했고 2030년까지 무인항공기와 위성, 우주발사체 등에서 매출 3조원을 달성한다는 계획이다.
❻방산업계에서는 이번 누리호 발사가 ‘뉴 스페이스(New Space)’ 시대로 진입할 수 있는 중대한 계기가 될 것으로 보고 있다.
❼우주산업 선진국들은 이미 정부가 개발 사업을 제시하고 기업이 따라오던 ‘올드 스페이스‘ 방식에서 벗어나 민간이 우주개발을 주도하는 뉴 스페이스 시대로 돌입했다.
❽미국의 민간 우주탐사 기업인 스페이스X를 비롯해 블루 오리진, 버진 갤럭틱 등이 성과를 내고 있다.
❾무엇보다도 지난 5월 한국의 미사일 사거리를 800㎞로 제한한 한·미 미사일 지침이 종료되면서 우주개발에 활용할 수 있는 한국형 발사체 개발 여건도 마련됐다.
❿업계 관계자는 “한국이 당장 우주개발 사업에 뛰어들진 못하더라도 이와 관련된 부품 및 기술 산업에선 경쟁력이 있다며 “이번 사업에 참여한 업체들이 대부분 누리호 발사 성공 이후를 준비하고 있다”고 말했다.
2.우주로 가는 대한민국의 독자기술...최초의 한국형 발사체 누리호와 한화
❶대한민국은 1989년부터 한국 최초 위성인 우리별1호의 위성체계 개발을 시작하며 약 40년가량 늦은 시작을 했는데 기술 이전이 불가한 탓에 늦은 시작에도 기반이 되는 기술 확보는 여전히 어려웠고 이에 당시 우리나라 연구원들은 영국의 서리대학교(University of Surrey)에서 유학하면서 연구소 쓰레기통까지 뒤져가며 우주 기술 개발에 열정을 쏟았다.
❷이후 2000년대에 접어들며 민간 기업과 개인이 우주사업에 적극적으로 참여하고 산업을 이끌어가는 ‘민간 주도’ 우주개발 시대인 뉴스페이스 시대(New Space)가 도래했고 많은 민간 기업이 우주사업에 적극적으로 참여하며 더디던 대한민국의 우주 관련 기술력 진보에도 가속도가 붙기 시작했는데 국내 최고의 항공 엔진 전문 회사인 한화 또한 우주개발에 적극적으로 참여하며 대한민국의 우주 독자기술 확보를 위한 노력을 지속해왔다.
❸㈜한화는 1990년에 대한민국의 본격적인 로켓 개발의 시작을 알린 우리나라 최초의 과학 관측 로켓, KSR-1(Korean Sounding Rocket-1) 개발에 참여했고 그 이후 지금까지 꾸준한 기술 기여로 함께 성장해왔는데 2003년에 도입된 최초의 한국형 발사체 나로호(KSLV-1)의 개발에도 참여해 2013년, 3번째 시도 만에 발사 성공을 이뤘다.
❹하지만 나로호는 러시아와 국제 협력을 통해 개발된 로켓으로 우리나라는 2단 고체 모터 개발과 나로우주센터 구축만을 담당했고 이외에 1단 로켓 및 관련 장비 설계와 개발은 러시아 기술에 의존할 수밖에 없었는데 ㈜한화는 위성을 본궤도에 진입시키는 고체 모터인 ‘킥모터’를 국내 최초로 개발에 성공하며 대한민국의 위상을 지켰으며 또한 발사체 구동장치, 파이로테크 시스템 등 핵심 부품 개발에 큰 역할을 해내며 우리나라 발사체 기술 자립에 대한 희망을 검증해 보였다.
❺발사까지 한 달의 시간만을 남겨둔 한국형 발사체 누리호는 나로호와는 달리 대한민국 독자기술로 개발된 그 자체만으로도 큰 의미를 가지고 ㈜한화는 액체로켓 누리호를 구성하는 핵심 부품인 파이로시동기, 1단/2단 역추진 모터, 2단 가속모터와 더불어 페어링 분리장치, 위성분리장치 및 단분리장치, 가속모터 점화기, 비행종단장치 등의 개발, 공급을 이어오고 있디.
❻㈜한화는 이 중에도 모터 분야의 파이로시동기는 터보펌프의 시동이 가능할 정도로 충분한 에너지를 내면서 터빈 손상을 피하기 위한 제한 요건까지 충족해야 하는 까다로운 조건을 모두 만족해야 하고 또한 발사체의 무게를 줄이기 위해 여러 차례의 설계 변경을 거쳐 티타늄 소재의 파이로시동기를 개발해 이로 인해 최초에 13kg에 육박했던 무게를 10kg까지 줄이는 획기적인 중량 감소를 성공시켰다.
❼오랜 기간 탄탄한 기술력과 노하우를 축적해온 ㈜한화는 로켓에 들어가는 고체연료 기술을 확보한 국내 유일의 기업으로 독보적인 입지를 구축하고 있고 기술력과 더불어 ㈜한화의 지속적인 추진력과 폭넓은 전략적 리더십은 장기 프로젝트인 우주개발에서 빛을 발하며 앞으로의 행보에 기대감을 불러일으킨다.
❽또한,국내 유일 항공우주 엔진 기업인 한화에어로스페이스는 나로호 개발 착수 때부터 현재까지 대한민국이 우주 강국으로 나아가기 위한 발사체 개발에 핵심적인 역할을 해왔으며 한화에어로스페이스는 나로호 상단 추진기관의 개발과 제작에 참여하여 누리호 발사체의 심장인 엔진을 개발했다.
❾누리호에는 1단의 75톤 급 엔진 4기와 2단의 75톤 급 엔진 1기, 3단의 7톤 급 엔진 1기, 총 3개의 엔진이 탑재되며 이는 차례로 추력을 발생시키며 총 300톤 급 추력의 3단 누리호가 1.5톤 급 실용위성을 지구 상공 600~800km 저궤도에 투입하도록 하는 핵심 기술이고 그중 1, 2단에 사용되는 75톤 급 중대형 엔진 기술은 현재 전 세계에서 러시아와 미국, 프랑스, 일본, 중국, 인도, 총 6개 나라만 보유하고 있는 기술인데 이번 누리호 발사가 성공적으로 이뤄진다면 대한민국이 세계 7번째 중대형 액체엔진 기술 보유국으로 등극하게 된다.
❿75톤 급 액체 엔진 개발은 나로호 개발 당시부터 선행 연구한 30톤 급 액체 엔진 기술을 바탕으로 추진되었고 액체로켓엔진은 고체로켓엔진 대비 상대적으로 복잡한 시스템과 정교한 설계 기술이 요구되어 개발이 어렵고 비용이 많이 드나 점화와 소화를 반복하여 유연하게 제어할 수 있으며 재사용이 가능하다는 강력한 장점이 있다.
▲한편,고체로켓엔진은 단순한 구조와 저렴한 비용, 연료를 보관한 채 오랫동안 대기가 가능하여 발사 준비에 유용하다는 장점이 있지만, 한번 점화하면 제어할 수 없다는 단점이 있다.
⓫각각의 장단점이 뚜렷한 만큼 발사체 성질에 따른 선택적 활용이 필요한데 한화는 액체연료와 고체연료 로켓까지 두 가지 기술을 모두 갖춘 국내 유일의 기업인 만큼 각 연료의 특성을 살려 엔진 기술을 더욱 강화할 예정이며 또한 한화는 발사체뿐만 아니라 위성체, 지상체 그리고 위성 서비스까지 우주사업 수직계열화를 이루고 있기 때문에 이를 기반으로 누리호 후속 사업인 한국형발사체 고도화 프로젝트에도 적극적으로 참여할 계획이다.
⓬항공우주 분야는 일반 기업이 쉽게 범접할 수 없는 고도의 산업이며 과학계에서도 최고의 정점으로 꼽히며 아직 개척하지 못한 부분이 많은 만큼 매 순간이 도전의 연속일것이나 한화의 도전을 응원하며 본격적으로 형성되고 있는 국내외 항공우주 기술 시장에서 파괴적인 혁신을 기대한다.