[나로호 발사, 대한민국 우주시대 열다] (3) 액체연료엔진 개발이 관건이다

우리나라의 독자적인 한국형발사체 사업이 성공하려면 무엇보다 액체연료엔진 개발이 중요하다. 1단 액체엔진과 2단 고체모터로 제작된 나로호와 달리 앞으로 개발될 한국형 발사체는 3단 모두 액체엔진으로 구성된다.

■주요부품 3~10월 개발될 듯

한국형 발사체에 들어가는 액체연료 엔진은 총 6개다. 1단에 75t급 엔진 4개가 클러스터링 형태로 묶여 들어가고 2단에 75t급 엔진 1개, 3단에 7t급 엔진 1개가 들어간다. 한국항공우주연구원 박태학 한국형발사체사업단장은 "75t 액체연료엔진은 우리나라의 상황에 비춰볼 때 가장 실용적인 크기"라고 말했다.

3일 현재 국내에서 한국형발사체를 위한 액체연료엔진의 개발은 초기단계인 것으로 알려졌다. 엔진에 들어가는 부속품이 개발되고 있는 상태지만 주요 주품인 연소기와 터보펌프는 오는 3월과 10월 개발 완료될 예정이다. 이후 주요부품에 부수적으로 들어가는 기어 등이 추가 개발 완료되면 엔진 조립 완료는 7t급 엔진의 경우 내년 연말쯤에 가능할 것으로 전망된다.

박태학 단장은 "오는 2015년 초에 시험 엔진 테스트를 하려고 한다"며 "2014년 말 시험시설이 나로우주센터에 완료되는 것과 맞춰 엔진 개발과 시험도 이뤄질 수 있도록 계획 중"이라고 밝혔다. 75t급 엔진은 7t 엔진 개발과 조립이 완료된 후 연이어 개발 완료될 것으로 전망된다.

■왜 '액체연료엔진'인가

우주 발사체 개발은 국가 역량이 집약된 첨단 사업으로, 기본기술이 전략기술로 분류돼 선진 개발국이 기술이전을 기피한다. 특히 액체연료엔진은 선진 개발국이 기술이전을 가장 꺼리는 핵심기술이다. 한국항공우주연구원(항우연)의 한 관계자는 "나로호 사업 초기에도 러시아에서 우리에게 액체 엔진을 무상으로 줄 테니 엔진 개발을 늦추라고 할 정도로 만류했다"고 전했다.

나로호의 경우도 1단의 액체엔진 기술은 이전이 안 되도록 계약됐다. 이에 따라 한국형발사체에 들어갈 액체엔진은 지난 2002년 우주과학로켓3호(KSR-3)의 개발 중단 이후 약 8년 만에 독자적으로 개발해야 하는 셈이다. 기술개발의 공백에 대한 우려가 있지만 항우연 한국형발사체개발사업단 설우석 엔진개발실장은 "지난 시간 동안 액체엔진을 독자적으로 개발하기 위해 추력 30t짜리 엔진 등을 개발해 연소실험 가스펌프 실험 등을 진행했다"고 말했다.

액체엔진 개발은 우리나라가 대형 우주발사체를 개발하는데 필수적 요소다.

현재 미국과 맺은 한.미 미사일 협정에 따르면 우리나라는 고체연료를 기반으로 한 엔진개발을 총추력 100만파운드/초 이하급만 개발하도록 제한돼 있다. 이번 나로호 2단에 쓰인 고체 연료 엔진 규모가 최대인데 발사체를 지상으로부터 대기권 밖으로 밀어내는 데는 추력에 한계가 있다.

박 단장은 "한·미협정도 있지만 현재 항우연에서 개발하는 것은 민수용으로 만약 고체연료엔진을 개발할 경우 군사용으로 오해받을 수 있다"며 "현 상황에서 고체엔진 연료를 추가 개발하면 시간과 예산 등이 더 늘어 현실적으로 액체연료 엔진 개발에 집중하는 것이 낫다"고 설명했다.

[e-mail] 박지현 기자

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