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우주발사체 '고체연료' 족쇄 풀리나? "우주개발 청신호"

한·미 당국 물밑 접촉, 미사일 지침 개정에 공감
국내 우주 전문가 "액체·고체 장점만 취사선택 가능"
한·미 당국이 미사일 지침 개정을 본격 추진하는 것으로 알려지면서 그동안 우주발사체 개발에 족쇄로 작용하던 '고체연료' 사용 제한이 풀릴 전망이다. 그동안 선택지가 액체연료 하나밖에 없던 한국이 고체연료를 사용하게 되면, 액체·고체 장점만을 취사 선택할 수 있어 우주 개척은 물론 국방·안보 분야에도 여러가지 긍정적 측면이 예상된다. 

한·미 미사일 지침은 1979년 체결됐다. 초기 목적은 미사일 개발 규제다. 당시 개발 사거리를 180km로 제한했다. 초기에는 국방 분야에 쓰이는 로켓을 규제하기 위해 만들어졌지만, 우주 개척에 나서면서 해당 지침은 걸림돌이 됐다. 이후 2001년·2012년·2017년 세 차례 개정을 거쳤지만, 사거리 800km와 고체연료 총추력 100만파운드·초(lb·sec)에 묶였다. 고체연료 수준은 선진국의 10분의 1이다.

하지만 최근 지침 개정에 난색을 표하던 미국이 민간 부문에 한해 고체연료 사용을 해제하는 내용에 공감을 표현한 것으로 알려지면서, 우주발사체를 개발하는 한국항공우주연구원 등 현장도 이를 반기는 분위기다. 내년 2월과 10월 발사를 앞둔 한국형발사체(누리호) 개발의 유·불리를 떠나 옵션이 다양해진다는 분석이다. 

액체연료와 고체연료는 각각 장단점이 있다. 액체연료는 연소 효율이 좋아 큰 에너지를 내고 우주발사체를 하늘로 쏘아올리는 힘과 속도 조절이 가능한 장점이 있다. 하지만 액체인만큼 주입 시간이 필요하고, 개발 과정에서 연료·산화제 탱크가 필요하다. 이런 시설을 운용하면서 들어가는 비용도 크다.  

이와 달리 고체연료는 구조가 간단하고, 즉각 점화가 가능하다. 이런 특성에서 우주발사체 2·3단에 쓰인다. 액체연료처럼 별도의 시설을 운용할 필요가 없으니 비용도 적게 든다. 개발 비용에 비해 추력이 높다. 고체연료가 국방·안보 분야에 활용되는 이유다. 민간 분야에선 고체연료 기반 소형 발사체를 대학이나 기업에서 개발해 과학탐구 목적으로 활용할 수 있다. 

우주 전문가 A 씨는 "동일한 추진제로 발생시킬 수 있는 비추력(ISP)은 액체연료가 일반적으로 우수하기 때문에 고성능 발사체의 메인 엔진으로 액체연료가 많이 사용되고 있다"면서 "고체연료는 1단의 보조부스터 또는 상단엔진으로 사용되는 경우가 많다"고 말했다.

이어 그는 "고체연료는 1단 보조 부스터로 활용해 발사 성능을 향상시키거나 행성 탐사용 상단을 고체연료로 개발할 수 있다"며 "여러 가지 우주 임무를 수행하는데 분명히 큰 도움이 될 것"이라고 기대했다. 

민간 분야의 활용도 기대된다. 그는 "고체연료 기반 소형 발사체를 대학이나 기업에서 개발해 과학 탐구 목적으로 활용할 수 있는 여지도 생긴다"면서도 "다만 현재 액체연료 수준까지 민간에서 고체연료 기술 수준을 확보하려면 적지 않은 비용·시간이 들어갈 것"이라고 예상했다.

한국형발사체(누리호)를 그래픽으로 구현한 모습. 내년 2월과 10월 발사를 앞두고 있다. 고체연료 족쇄가 풀리지만, 누리호 발사에는 많은 영향을 미치진 않을 것으로 예상된다. 사진은 기사 내용과 관계 없음. <사진=한국항공우주연구원 제공>한국형발사체(누리호)를 그래픽으로 구현한 모습. 내년 2월과 10월 발사를 앞두고 있다. 고체연료 족쇄가 풀리지만, 누리호 발사에는 많은 영향을 미치진 않을 것으로 예상된다. 사진은 기사 내용과 관계 없음. <사진=한국항공우주연구원 제공>
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