[고흥(나로우주센터)=뉴스핌] 김영섭 기자 = 한국형발사체(누리호) 개발이 중대 고비를 넘었다. 누리호의 주력 엔진인 75톤급 액체엔진 1기로 구성된 시험발사체가 28일 '정상적으로 발사'됐기 때문이다.

앞으로의 최대 과제는 75톤급 엔진을 4개로 묶는 누리호 1단부 엔진 개발이 될 것으로 관측된다. 

과학기술정보통신부 이진규 1차관은 이날 브리핑에서 “발사체의 핵심기술이자 개발 난이도가 가장 높았던 75톤급 엔진은 오늘 발사를 통해 검증됐다”며 이번 시험발사체의 ‘정상적 발사’가 갖는 의미를 밝혔다.

누리호 개발 주무기관인 한국항공우주연구원의 임철호 원장도 “가장 중요한 엔진의 비행성능이 검증된 만큼 앞으로 누리호 1단부, 3단부 개발도 차질 없이 진행할 계획”이라고 강조했다.

이처럼 이번 시험발사체 발사는 본 발사체인 누리호에 사용되는 2단부 엔진과 동일한 75톤 액체엔진의 비행시험을 통해 비행성능 및 구조, 전자, 제어 등 서브시스템을 점검하는 목적을 담고 있다.

한마디로 시험발사체는 누리호 개발의 중간점검 과정이라고 할 수 있다.

다행히, 이날 시험발사체는 엔진연소 목표 기준치인 140초 이상을 넘어 151초를 '초과 달성'했다.

이번 액체엔진 개발에서는 연소불안정 문제로 당초보다 개발 일정이 약 10개월 지연되면서 어려움을 겪기도 했다.

하지만 항우연은 설계변경과 지속적 시험을 통해 연소불안정을 해결했다. 연소불안정은 현재 기술로도 해석적인 접근과 예측이 '지극히 어려운' 영역으로, 해결 과정에 상당 기간 소요가 불가피한 것으로 알려져 있다.

따라서 이날 시험발사체의 정상적 발사에 따라 발사체 전반에 관련된 기술의 확보 여부를 확인하게 됐고, 시험발사체 엔진 4개의 묶음(클러스터링)을 통해 개발되는 누리호 1단부 엔진 제작도 탄력을 받을 전망이다.

항우연 연구진은 향후 누리호 1단부 클러스터링 성공 여부에 대해서는 “선진국에서 많이 도입하는 방식이고 비용도 절감할 수 있는 만큼 성공할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝히고 있다.

다만, 묶는 엔진 4개의 추력을 맞추는 작업이 기술적으로 간단한 문제는 아닌 것으로 알려져 앞으로 최대 변수가 될 전망이다.

이번에 발사된 시험발사체는 무게 52.1톤, 총길이 25.8m, 최대지름 2.6m의 1단형 로켓이다.

한국형발사체는 3단형 발사체로, 1단은 75톤급 액체엔진 4기를 묶은 300톤급으로 구성하고, 2단에는 75톤급 액체엔진 1기, 3단에는 7톤급 액체엔진 1기가 사용된다.

이를 위한 한국형발사체 개발사업은 총 3단계로 추진되고 있다. 발사체 시스템 및 예비설계 검토, 추진기관 시험설비 구축, 7톤급 액체엔진 지상 시험 등을 목표로 한 1단계(2010.03∼2015.07) 사업을 성공적으로 마치고, 현재 2단계(2015.08∼2018.12) 사업을 수행중에 있다. 이번 시험발사체는 2단계의 마지막 관문인 셈이다.

3단계는 오는 2021년 2월까지 3단형 발사체 시스템 기술개발을 마치고 2회의 발사로 성공 여부를 최종 확인하게 된다. 누리호의 본발사는 2021년 2월과 10월 이뤄질 예정이다.

이와 관련해 2조원대에 달하는 누리호 개발 전체 예산의 안정적 지원도 중요하다고 항우진 연구진은 강조한다. 누리호 개발 사업은 총예산 1조9572억원으로 추진되고 있다.

앞으로 항우연 연구진은 75톤급 엔진 39기를 제작해 약 200회의 연소시험을 수행하고 한국형 발사체 1단 구성을 위한 엔진묶음(클러스터링) 및 시험을 2020년 수행할 예정이다. 7톤급 엔진은 14기 제작, 약 150회의 연소시험을 진행할 계획이다. 

kimys@newspim.com