“발사체 재사용으로 탐사비용 대폭 절감”

우주 강국들의 새 도전

미국 스페이스X의 재사용로켓 ‘팰컨9’이 발사 후 지상으로 돌아와 다시 착륙하는 모습. 스페이스X 제공

한국이 30년간 우주 분야에서 괄목할 만큼 성장할 동안, 기존의 우주강국들도 쉬고 있지는 않았다. 어떤 기술을 발전시키고 있을까.

발사체 분야에서는 재사용 기술 개발 경쟁이 뜨겁다. 이제까지 발사체는 한 번 쓰면 버리는 게 기본이었다. 러시아 로스코스모스의 소유스(길이 46m), 유럽 아리안스페이스의 아리안5(53m), 일본 미쓰비시중공업의 H-IIB(56m) 등 대부분의 중대형 발사체는 길이가 50m를 넘는 거구였다. 이런 거대한 기기가 ‘1회용’이다 보니 발사 비용은 그야말로 천문학적 수치였다.

이 문제를 극복하고자 등장한 아이디어가 재사용 발사체다. 위성 등 탑재체를 원하는 궤도에 올린 뒤 낙하해 버려지는 게 아니라, 다시 회수해 재사용하는 것이다. 스페이스X는 이 방법을 상용 발사에 적용해 가장 앞서 나가고 있다. 2011년 처음으로 재활용 방침을 밝혔고, 연구 끝에 2017년 3월부터 실제로 상업 발사에서 재사용 로켓을 활용하고 있다.

4일 한국의 차세대 소형위성을 우주로 싣고 간 팰컨9은 세 번째 사용되는 로켓이다. 일론 머스크는 2016년 트위터에서 “부품의 거의 모두는 100회 이상, (열에 의한 손상 위험이 큰) 열 차폐막 등은 10회 이상 재사용할 것”이라고 밝힌 적이 있어 3회 재사용은 시작에 불과하다는 평가다.

2020년 발사를 목표로 차세대 발사체 ‘아리안6’를 개발 중인 유럽의 아리안스페이스는 발사 비용을 40% 줄이기 위해 고군분투 중이다. 비용을 줄이기 위한 후보 기술로 핵심 부품 일부를 회수해 재활용하는 것도 고려 중이다. 마티외 셰즈 아리안스페이스 아리안6개발 프로그램 담당 엔지니어(연구원)는 올 10월 독일 브레멘에서 개최된 제39회 국제우주대회에서 “발사체에서 엔진이 차지하는 비용이 3분의 2를 차지하기 때문에 엔진만 재활용해도 발사 비용을 크게 줄일 수 있다”며 “관련 기초연구를 진행하고 있다”고 설명했다. 다만 아리안6에 바로 재사용 기술이 도입될지는 미지수다.

윤신영 동아사이언스 기자 ashilla@donga.com