우리 손으로 만든 첫 로켓, 10월 말 하늘로 솟구친다

‘누리호’ 시험발사체 공개

6일 전남 고흥 나로우주센터 발사체조립동에서 연구원들이 시험발사체 비행모델(FM)을 점검하고 있다. 10월 말로 예정된 비행시험 때 실제로 날아오를 발사체다. 원래는 길이가 KTX 차량 한 개 반과 비슷한 약 26m이지만 질량 시뮬레이터가 없어 실제보다 9m 짧다. 고흥=윤신영 동아사이언스 기자 ashilla@donga.com

6일 오전 전남 고흥군 나로우주센터. 방진복을 착용하고 에어샤워를 한 뒤 발사체조립동에 들어섰다. 입구 좌우로 서로 다른 두 시간대의 풍경이 펼쳐졌다. 왼쪽에는 한 달여 앞으로 다가온 비행시험을 앞두고 조립이 완료된 한국형발사체 ‘누리호’의 시험발사체가 고고한 모습을 드러내며 누워 있었다. 날짜만 잡히면 바로 창공으로 날아오를 준비가 된 완성품(비행모델·FM)이다. 오른쪽에서는 연구자들이 분주히 움직이며 앞으로 3년 동안 새롭게 만들어야 할 누리호의 최상단(3단) 로켓을 조립하고 있었다.

한국항공우주연구원은 누리호 완성에 앞서 일종의 ‘중간고사’로 독자 개발한 75t 추력의 액체엔진이 원하는 비행 성능을 발휘하는지 시험할 계획을 세웠다. 이것이 10월 말로 계획된 비행시험이다. 누리호에 사용될 것과 동일한 엔진 1기를 이용해 길이 약 26m, 무게 52t의 시험발사체를 약 200km 상공까지 쏘아 올린다.

완성된 시험발사체는 보기에도 매끈했다. 아직 개발 초기 단계라 많은 연구원이 정신없이 움직이고 있는 오른쪽 3단 로켓 개발 현장과는 달리, 단 두 명의 연구원만이 엔진 노즐 부근에서 작업을 하고 있었다. 원유진 발사체체계종합팀 책임연구원은 “엔진이 점화되면 2000도 이상의 고온이 발생하기에 단열재를 추가하는 작업을 하는 것”이라고 설명했다. 막바지 보강 작업이었다.

발사체 윗부분이 마치 칼로 싹둑 자른 듯 뚝 끊겨 있는 모습이 독특했다. 로켓이라고 하면 흔히 떠올리는 돌고래 머리처럼 생긴 유선형 구조가 아니었다. 원 책임연구원은 “2단에 해당하는 ‘질량 시뮬레이터’ 9m를 분리했기 때문”이라고 설명했다. 시험발사체는 2단 로켓으로 설계됐는데, 엔진이 잘 날아가는지 성능을 확인하는 것이 목적이기 때문에 2단부는 실제 로켓이 아니라 무게와 모양을 똑같이 맞춘 정교한 모형 로켓을 올린다. 원 책임연구원은 “이 모형 로켓(질량 시뮬레이터)은 현재 조립동 인근에 위치한 발사대에서 연료 주입 시험을 진행하는 복제품(인증모델)에 옮겨 장착돼 있다”고 말했다.

조립이 끝나 엔진은 직접 볼 수 없었다. 하지만 엔진시험동에서 시험 중인 똑같은 엔진을 볼 수 있었다. 김승한 항우연 엔진시험평가팀 책임연구원은 “현재까지 (조금씩 성능이 개선된) 10기의 엔진을 개발했고 지금 10번째 엔진을 시험 중”이라며 “시험발사체에는 7번째 엔진이 탑재돼 시험을 준비하고 있다”고 말했다. 엔진 하나당 일주일에 두 번씩 총 15번 연료를 연소시키는 실험을 한다. 김 책임연구원은 “앞으로도 누리호를 개발하는 기간 내내 새롭게 만들어진 엔진을 시험하는 과정을 반복한다”고 말했다.

세계적으로 75t급 중대형 엔진을 독자 개발해 비행시험까지 마친 나라는 10개국이 채 안 된다. 그만큼 어려운 기술이다. 한국도 불과 몇 년 전까지만 해도 엔진 기술이 전무했다. 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장은 “2015년 시험발사체를 본격적으로 개발하기 시작할 때까지만 해도 엔진도, 연료와 산화제를 담는 탱크도 우리 손에 없었다”고 말했다

이제 비행시험을 거치면 명실상부한 발사체 엔진 보유국이 된다. 옥호남 항우연 발사체기술개발단장은 “시험발사체는 2021년 발사될 누리호의 2단과 동일하다”며 “(완성된 누리호와 같은) 발사 신뢰도를 갖도록 만반의 준비를 다하고 있다”고 말했다.
　
고흥=윤신영 동아사이언스 기자 ashilla@donga.com