韓 우주시대 개막... 세계 7번째 '스페이스 클럽' 가입

21일 오후 4시 한국형 '누리호' 시험발사체 발사 성공 쾌거 이뤄

이종호 과기부 장관 "韓 우주의 하늘 활짝 열려... 위대한 진전"

29일 큐브위정 사출, 소형 위성 발사 시작... 향후 누리호 민간화 추진

민간 우주항공 산업 '퀀텀 점프' 이룰 듯... 정부·민간·대학 협업 확대

순수 국내기술로 제작된 발사체 누리호(KSLV-IⅡ)의 2차 발사에 성공했다. 누리호는 21일 오후 4시 예정대로 정확히 발사됐다. 누리호의 성공적인 발사로 우리나라는 세계 7대 우주 강국, 즉 ‘스페이스 클럽’에 가입하게 됐다. 세계 7번째의 쾌거다.

지난 해 10월 21일, 1차 시험발사를 진행하였으나 엔진 3단부에서 문제가 생겨 완전성공에 도달하지는 못했다. 이후 1차 시험발사에서 발견한 문제점을 보완, 이날 사전 계획대로 한 치의 오차 없이 성공했다.

누리호는 이날 오후 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사돼 897초 뒤 성능검증위성 분리에 성공했다. 이후 967초 뒤에는 위성모사체 분리까지 완료하면서 실용급(1톤 이상) 위성을 독자적으로 발사 능력을 보유한 세계 7번째 국가가 됐다.

지금까지 실용 인공위성 자체 발사 능력을 보유한 국가는 러시아, 미국, 프랑스, 일본, 중국, 인도 등 6개국뿐이었다.

지난해 1차 시험발사에서는 모사체 분리는 성공했으나, 궤도 진입에는 실패한 바 있다. 하지만 이번 시험발사에선 성능 검증위성과 모사체 분리 성공은 물론 궤도 진입에도 성공해 완벽한 결과를 만들어낸 것이다.

과학기술정보통신부 이종호 장관은 이날 오후 5시 10분 전라남도 고흥 나로우주센터에서 "오늘 오후 4시 발사된 누리호는 목표궤도에 투입돼 성능검증위성을 성공적으로 분리하고 궤도에 안착시켰다"며 "한국형 발사체 누리호 성공을 발표한다"고 밝혔다.

그러면서 "대한민국 우주의 하늘이 활짝 열렸다"며 "대한민국 과학기술이 위대한 전진을 이뤘다"고 평가했다. 인공위성을 쏘아 올릴 능력과 우주개발 사업에 참여할 수 있는 역량을 가졌음을 전 세계에 당당하게 과시한 것이다. 이번 2차 시험발사는 누리호 개발 사업의 마지막 단계이자 마지막 시험발사다. 실제 기능이 없는 모사체(더미·모형) 위성만 실렸던 1차 발사와 달리 이번 2차 발사 누리호에는 성능검증위성과 4기의 큐브위성이 탑재됐다. 모든 미션이 성공적으로 완료 될 경우 3차 발사부터는 실용 위성을 쏘게 된다.

누리호는 당초 5월 19일에 발사될 예정이었지만 1차 시험발사에서 발견된 문제를 해결하기 위한 헬륨탱크 하부지지부의 고정 장치 강화와, 맨홀덮개 두께 보강 등의 작업으로 인해 발사 예정일이 6월 15일, 그리고 같은달 21일로 두 차례 변경됐다.

한국형 발사체 누리호의 2차 발사 성공으로 한국형 뉴스페이스(New Space) 시대에도 속도가 붙을 것으로 기대된다. 8일 뒤 큐브위성이 사출되면서 독자적인 소형 위성 발사가 시작되며 내년부터는 누리호 발사의 민간화도 추진되기 때문이다.

누리호는 총 길이 47.2미터, 중량 200톤 규모의 발사체로 2010년 3월부터 개발돼 1.5톤 급 실용위성을 지구 저궤도(600∼800킬로미터)에 투입할 능력을 갖추도록 설계됐다. 우주항공 전문가들은 이날 발사 성공을 두고 한국이 독자적 우주 발사체를 보유하게 됐다는 점에서 큰 의의가 있다고 평가했다.

1차 발사용 나로호의 경우 1단 엔진을 러시아로부터 수입해 사용했지만, 이번 누리호는 100% 한국형 독자 모델로 개발된 것이기 때문에 그 의미가 다르다는 설명이다.

정부는 향후 ‘누리호 고도화 사업’에 따라 2023년부터 2027년까지 4차례 반복 발사할 계획이다. 이번 누리호 발사엔 1.3톤짜리 위성 모사체와 초소형 큐브위성이 실렸는데, 최종적으로 1.5톤 실용위성을 쏘아 올린다는 게 목표라는 설명이다.

이번 누리호 발사 성공으로 민간 우주항공 산업도 ‘퀀텀 점프(quantum jump)’할 것으로 전망된다. 이번 누리호 개발엔 정부의 연구개발(R&D) 자금이 대부분 투입됐으나 민간의 역할도 매우 컸다.

정부와 민간기업은 누리호의 개발 초기 설계단계부터 산연 공동설계센터를 구축해 기술력 향상을 이뤘다. 300여개 기업이 참여해 독자 개발에 필요한 핵심부품 개발과 제작을 수행했다. 2020년 12월 기준으로 모두 10개의 기업, 40명이 한국항공우주연구원에 상주하며 협업했다.

실제 총 사업비 약 1조 9000억원 중 약 80%인 1조5000억원이 산업체에서 집행됐다.

항우연이 누리호 발사체 개발과 발사 전체를 총괄했지만 민간기업인 한국항공우주산업(KAI)의 역할도 컸다. KAI는 누리호의 체계총조립은 물론 탱크, 동체 등의 구조체 개발에 참여했고, 한화에어로스페이스는 누리호의 엔진 총조립을 주도, 터보펌프를 비롯해 추진기관 공급 장치, 구동장치시스템, 추력기 시스템, 시험설비 설비구축 등 누리호 전반의 제작을 맡았던 것으로 알려졌다.

현대중공업, 한양이엔지, 제넥, 건창산기 등은 국내 기술로 발사대 개발을, 성능검증위성은 AP위성이 개발을 맡았다.

한국과학기술원(KAIST·카이스트), 서울대, 연세대, 조선대 등 대학들도 위성개발팀을 꾸려 이번 큐브위성 발사에 참여했다. 오는 29일부터 진행되는 큐브위성의 사출에 대한 기대감도 크다.

누리호의 발사 성공으로 오는 8월 발사 예정인 한국 최초 달 탐사선 ‘다누리’에도 관심이 모아진다. 달 관측과 과학기술 임무 등을 수행할 ‘다누리’는 8월 3일 오전 8시 20분 미국에서 스페이스X의 로켓에 실려 우주로 발사될 예정이다.

이번 누리호 시험발사 성공으로 세계 7번째 실용 위성 발사 역량을 갖춘 우리나라는 향후 우주항송 산업분야에서 괄목할 성장을 보일 것으로 전망된다. 탁민제 카이스트 항공우주공학과 명예교수는 이날 오후 YTN라디오 ‘생생경제’에 출연해 이번 시험발사 성공에 대해 "굉장히 큰 의미가 있다"고 평가했다.

탁 명예교수는 이날 인터뷰에서 '누리호가 2차 발사에 성공을 하면 우주 개발에는 어떤 의미가 있나'는 질문에 이같이 답한 뒤, "실용 위성을 자력 발사할 수 있는 발사체를 보유한 7번째 국가가 되는 것"이라면서 "미국, 러시아, 유럽(프랑스)과 중국, 일본, 인도만 되고, 다른 나라는 작은 로켓으로 아주 작은 한 100kg짜리 위상을 올린 적은 있었지만 아직 이런 발사체를 가지고 있지 못하다"고 높이 평가했다.

그는 '오늘 누리호가 성공할 경우 그다음 목표는 뭐냐'는 질문에는 "우선 발사체를 개발만 하면 안 되는 것이고, 많이 쏴야 된다"면서 "미국에서는 우주부품을 팔 때 수출 승인을 받아야 되는 품목이 있다. 그런데 그 조건이 그 부품을 사서 만든 위성은 미국에서 승인하는 발사체로만 쏠 수 있다"고 설명했다.

이어 중국 발사체는 살 수가 없고, 인도 발사체도 부분적으로만 승인이 된다는 점을 언급한 뒤, "우리나라는 이번이 처음이니까 이 문제를 미국하고 풀어야 되는데, 지금 한미관계가 예전보다는 더 개선되는 상황이라 큰 문제는 없을 거"라면서 "우선은 큐브 위성이라든가 제3세계 위성들을 많이 쏘아 주면서 발사 횟수가 많을수록 점점 신뢰도가 올라가는 거"라고 부연했다.

우리 자체 발사체를 통한 위성 발사 횟수가 쌓여야 신뢰가 쌓이게 되고 발사 보험 등도 들 수 있어 우리의 우주항공 역량이 더 올라가게 된다는 점을 강조한 것이다.

그러면서 그는 "빨리 실현화를 하는 것이 중요하고, 또 하나는 너무 발사체가 작다"라면서 "한 10톤 정도 올릴 수 있는 발사체가 필요하다"고 향후 고도화를 제안했다.

나아가 "그게 있어야지만 우리가 통신 위성 또는 방송 위성도 올릴 수 있고, 그다음 탐사선도 좀 실용적인 거 올릴 수 있고, 화성에 작은 탐사선도 보낼 수 있다"고 힘줘 말했다.

누리호 시험발사를 통해 우리나라는 대형·소형 발사체 개발에 지속적으로 활용할 수 있는 75t급 엔진의 성능을 성공적으로 입증해 앞으로의 우주항공산업 개발을 주도할 발판을 마련했다는 평가다.

1990년대부터 과학로켓 개발에 본격적으로 뛰어든 우리나라는 30여년 만에 75t급 액체 엔진을 탑재한 시험발사체 성공에 이르렀다.

이번 성공을 계기로 항우연이 2027년까지 총 6천874억원을 들여 추진 중인 ‘한국형 발사체 고도화 사업’도 탄력을 받을 전망이다.

누리호를 향후 4차례 더 발사해 기술의 신뢰성을 제고하고, 발사체 기술을 민간에 이전해 미국의 ‘스페이스X’와 같은 국내 우주산업체를 육성·지원하는 것이 사업의 주 내용이다. 누리호 3차 발사는 내년 상반기로 예정돼있다.