한국항공우주연구원, 75t 우주발사체 엔진 연소실험 성공

6일 전남 고흥군 나로우주센터에서 진행된 한국형 발사체 엔진 연소시험. 한국항공우주연구원 제공

“오늘로 한국이 우주발사체 엔진을 확보한 나라가 됐다.”

김진한 한국항공우주연구원(항우연) 발사체엔진개발단장은 6일 오후 전남 고흥군 나로우주센터에서 진행된 비행시험용(FM) 엔진의 연소시험을 성공적으로 마치자 흥분을 감추지 못했다.

이날 나로센터에선 지축이 흔들리는 굉음과 함께 40초간 연소시험이 진행됐다. 연구진은 FM 엔진이 설계대로 안정적인 출력이 나오는 것을 확인하고, 이 엔진을 발사체에 실제로 조립할 발사체체계종합팀에 납품할 것을 최종 결정했다.

FM 엔진은 내년 10월 진행될 ‘시험 발사’ 때 실제로 사용된다. 우주로 솟구쳐 올라갈 엔진의 신뢰성을 마지막으로 점검한 것이다. 75t 추진력으로 길이 25.8m, 무게 52t의 시험용 발사체를 약 200km 고도까지 밀어 올릴 수 있다. 이 높이면 발사체가 우주공간까지 튀어 올라간 것이다. 한국이 독자적으로 만든 우주발사체가 지구 밖으로 튀어나가는 첫 이벤트가 될 예정이다. 김 단장은 “이 엔진 하나만 써서 발사체를 만들어도 소형 인공위성을 발사할 수 있다”고 말했다.

엔진은 우주발사체의 핵심 부품이다. 항우연은 만전을 기하기 위해 약 2년간 총 4대의 1단 엔진을 만들며 수십 회의 연소시험을 했다. 여기에 더해 연구진은 최종적으로 2대의 엔진을 더 준비했다. 그중 한 대가 FM 엔진이다. 완전히 같은 구조의 연소시험용(QM) 엔진도 함께 만들었다. 엔진 개발은 일단락됐지만 발사체에 연결한 다음 연료 공급 등이 원활한지 확인하려면 여러 번의 추가 연소시험이 필요하다. 이때 FM 모델로 실험을 반복하면 부품이 노화돼 막상 발사 당일에 성능이 떨어질 수 있다.

엔진과 발사체 조립을 담당하고 있는 이창배 항우연 발사체체계종합팀 책임연구원은 “QM 모델로 안전성 검증을 계속하고, 그 데이터를 참고로 FM 모델의 발사를 이뤄내는 것”이라고 말했다.

항우연은 독자 개발한 75t 엔진을 4대 묶은 300t 추력의 한국형발사체를 2020년 이후 쏘아 올릴 계획이다. 1t 이상의 대형 인공위성을 발사할 수 있고, 성능을 보완하면 달에 소형 탐사선을 보낼 수도 있다.
　
고흥=전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com