나로호 발사 경험을 토대로 발사체 설계부터 제작과 운용까지 전 과정을 순수한 우리 기술로 구축하는 것은 2021년께 가능할 전망이다.
2010년 3월 착수한 `한국형 발사체 개발 사업`은 1.5톤급 실용위성을 지상 600~800㎞ 지구 저궤도에 올릴 수 있는 독자적 우주 발사체를 개발하는 것이 목표다. 지난해 국가우주위원회에서는 `우주개발진흥기본계획`에 따라 11년간 1조5449억원의 예산을 투입하기로 결정했다.
발사체·엔진·추진시험설비 등 한국형 발사체 개발에 필요한 모든 기술을 확보하기 위해서는 전략적 계획이 필요하다. 한국항공우주연구원 측은 “나로호 2단 개발과 발사 경험을 활용해 발사체 기술을 얻고 러시아 중심 국제협력 전략을 병행해 액체엔진 개발 기술을 확보할 방침”이라며 “30톤급 엔진과 부가시스템은 선행연구로 국산화를 추진하고 75톤급 액체엔진은 기술 협력이 가능한 풀(Pool)을 확보해 점차적으로 진행할 방침”이라고 밝혔다.
한국형 발사체는 200여톤에 달한다. 1.5t의 위성을 탑재할 수 있다. 높이는 47.5m 수준이다. 발사체 가장 아랫부분에 위치한 1단은 75톤급 액체엔진(터보펌프방식) 네 기를 묶어서 하나의 클러스터로 구축한다. 2단과 3단은 각각 75톤급 액체엔진 한 기씩 부착한다.
지난 2011년 8월 한국항공우주연구원과 산학연이 참여해 체계적 한국형 발사체 개발 사업을 수행하는 `개방형사업단`이 출범했다. 교육과학기술부가 정책 수립, 예산 지원과 사업 관리·감독을 수행하고 우주발사체개발사업추진위원회, 전담평가단 구성으로 객관적 평가와 점검 관리 체계를 구축했다.
대학과 연구소는 기초·요소기술 연구와 우주개발 인력 양성 역할을 담당한다. 산업체는 발사체 공동 설계와 하드웨어(HW) 제작·조립·시험 및 발사 운영에 참여한다.
1단계(2010~2014년)에는 발사 시스템 설계와 예비 설계를 실시한다. 중·소형 시험 발사를 위해 7톤급 액체엔진을 개발한다. 미리 액체엔진 성능을 확인하는 과정이다.
2단계(2015~2018년)에는 상세한 설계와 실제 제작에 들어가고 발사체를 시험하는 기간이다. 추진기관 시스템 시험설비를 구축하고 75톤급 액체엔진을 만들어 인증한 후 시험 발사체를 발사할 예정이다.
마지막 단계(2019~2021년)는 3단형 발사체시스템 기술 개발을 완료하고 실제 발사 운영에 들어간다. 2020년과 2021년 두 차례에 걸쳐 한국형 발사체를 발사하며 우주개발 기술 자립화의 꿈을 현실로 만든다.
한국형 발사체는 나로호보다 탑재위성과 발사체 규모가 크다. 이 때문에 현재의 나로우주센터 시설을 확장해야 한다. 발사지원 장비 성능 보완도 필요하다.
홍기범기자 kbhong@etnews.com