로켓 재활용 ‘비용 절감시대’ 열리나

美 우주항공사, 야심찬 시도
‘팰컨9’ 로켓 10일 쏘아올려 해상 착륙장 ‘1단’ 안착 실험

‘팰컨9’ 로켓을 재활용하기 위해 실험용으로 만든 로켓 ‘그래스호퍼’. 이를 토대로 스페이스X는 지난해 세차례 지구 귀환 실험에 모두 성공했다. 스페이스X 제공

‘무인 로켓, 궁극의 후진주차 시도’ ‘스페이스X, 완벽한 착륙 계획’.

이번 주 해외 언론의 관심이 온통 미국 플로리다 주 케이프커내버럴 공군기지에 쏠렸다. 미국항공우주국(NASA)은 6일 오전 6시 20분(현지 시간) 이곳에서 국제우주정거장(ISS)에 배달할 화물을 ‘팰컨9’ 로켓에 실어 발사할 예정이었다.

NASA가 팰컨9으로 ISS까지 화물을 보내는 건 벌써 다섯 번째. 하지만 이번에는 특별한 의미가 있었다. 로켓 1단을 상공 80km에서 분리시킨 뒤 바다로 떨어뜨려 폐기하지 않고 지구로 귀환시키기로 했기 때문이다. 이번 발사가 성공하면 세계에서 처음으로 ‘로켓 재활용’이라는 역사적인 기록을 세우게 된다. 현재 팰컨9은 두 차례 발사가 미뤄져 10일 오후 6시 47분(한국 시간) 우주로 향할 예정이다.

지금까지 전 세계 모든 로켓은 ‘일회용’이었다. 인공위성을 쏘아올리든 ISS로 날아가든 우주로 날아가는 과정에서 분리된 1, 2단 로켓은 바다에 떨어지거나 대기권에 진입해 불타 없어졌다. 하지만 팰컨9을 개발한 미국의 민간 우주항공업체 스페이스X는 2011년 로켓을 재활용하겠다고 선언한 뒤 관련 연구를 진행해왔다.

스페이스X의 계획대로라면 팰컨9의 1단 로켓은 상공 80km에서 분리된 뒤 엔진 9개 중 3개에 다시 불을 붙이고 상단에 날개를 펼친 뒤 마치 후진주차하듯 지상으로 내려오게 된다. 시속 4600km로 추락하던 로켓은 착륙 지점에 다다를 때쯤에는 시속 7.2km까지 속도를 줄인다.

착륙 직전에는 로켓 바닥에서 다리가 4개 나와 사뿐히 내려앉을 수 있도록 돕는다. 최종 착륙지는 플로리다 주 잭슨빌에서 동쪽으로 약 320km 떨어진 대서양 위에 떠 있는 해상 착륙장. 착륙장은 3380m² 정도로 축구장 절반 넓이다. 스페이스X는 지난해 세 차례에 걸친 후진 실험에서 목표 지점에서 10km 이내에 로켓을 모두 귀환시켰고, 실제 발사와 동일한 상공 80km까지 치솟았다가 다시 내려오는 실험에도 성공했다. 일론 머스크 스페이스X 최고경영자(CEO)는 “이번 발사에서는 오차범위 10m 안에 로켓을 착륙시킬 것”이라며 “성공 가능성은 50%”라고 말했다.

로켓 1단뿐만 아니라 2단까지 재활용할 수 있게 되면 발사 비용은 기존의 10분의 1 수준인 500만∼700만 달러(약 55억∼77억 원)로 확 줄어든다. 장영순 한국항공우주연구원 발사체구조연구팀장은 “로켓 제작비는 엔진 개수에 비례한다”며 “팰컨9의 경우 1단에 엔진이 9개 달려 있기 때문에 이들을 재활용하는 것이 비용 절감의 핵심”이라고 말했다.

최영준 동아사이언스 기자 jxabbey@donga.com