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고체연료 우주발사체, 2∼4단 엔진 점화·연소까지 성공
독도신문  |  dokdotimes@daum.net
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승인 2023.01.03  01:28:45
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▲ 사진은 2일 국방부가 공개한 고체연료 우주발사체 발사 모습. 2023.1.2 [국방부 제공.]
 
2단 엔진만 연소한 3월 1차 시험보다 진일보…2025년 실제 위성 발사 목표
1단 엔진은 설계 완성 단계…북한 140tf 신형 엔진보다 추진력 강할 듯
"어민 조업 지장 최소화, 기상 상황 등 고려해 부득이 어두운 시간에 시험"
 
국방부는 지난달 30일 있었던 고체연료 추진 우주발사체 2차 시험비행에서 1차 시험비행 때보다 진일보한 성공을 거뒀다고 2일 평가했다.
 
국방부에 따르면 이번 2차 시험에서 국방과학연구소(ADD)는 총 4단으로 구성되는 발사체에서 1단을 제외한 2·3·4단 형상으로 시험했고, 2·3·4단 엔진의 실제 점화와 연소까지 시험했다.
 
국방부는 지난달 30일 있었던 고체연료 추진 우주발사체 2차 시험비행에서 1차 시험비행 때보다 진일보한 성공을 거뒀다고 2일 평가했다.
 
국방부에 따르면 이번 2차 시험에서 국방과학연구소(ADD)는 총 4단으로 구성되는 발사체에서 1단을 제외한 2·3·4단 형상으로 시험했고, 2·3·4단 엔진의 실제 점화와 연소까지 시험했다.
 
지난해 3월 30일 1차 시험때는 같은 형상에서 2단 엔진만 연소했다. ADD가 시험비행체(TLV)라고 부르는 이 발사체는 1∼3단이 고체연료를 쓰고 상단부(upper stage)에 해당하는 4단은 궤도 진입 정확성 확보를 위해 액체연료를 쓴다.
 
통상적으로 액체연료는 연료 분사량 조절 등을 통해 고체연료보다 추력을 더 용이하게 조절할 수 있다.
 
국방부 산하 연구기관 관계자는 "2차 시험에서 모든 이벤트가 정상적으로 작동했다"며 "어느 정도 진전이라고 구체적으로 말하기는 어렵지만, 상당 수준 진전이 있었다"고 평가했다.
 
이번 시험에서 2∼4단 연소뿐 아니라 페어링 분리, 단 분리, 상단부 자세제어, 더미(모의) 위성 탑재체 분리 등의 검증도 이뤄졌다.
 
국방부는 향후 추가 시험과 기술 검증을 거쳐 2025년께 500㎏ 초소형 합성개구레이더(SAR) 위성을 500㎞ 지구 저궤도에 올린다는 목표를 세워뒀다.
 
연구기관 관계자는 "상당한 수준이 되기는 했으나 100% 신뢰도가 필요하므로 많은 시험 발사를 더 해야 하고 위성체 개발 과정과도 잘 맞아야 한다"며 "2025년 실제 위성을 띄우는 것이 목표"라고 설명했다.
 
1·2차 시험에서 제외된 1단 엔진은 현재 설계가 완성된 단계다. 향후 일정에 따라 지상 연소시험 등이 있을 예정이다.
 
1단 엔진의 노즐(화염 분사구)은 1개로 전해졌는데 이에 따라 보조 엔진 등 없이도 추력 방향을 제어하는 '스러스트 벡터 컨트롤'(TVC) 기술을 적용한 형태일 것으로 전망된다.
 
고체연료 추진 엔진은 북한도 개발에 집중하고 있다. 북한은 지난달 15일 고체연료 로켓 엔진의 지상 분출시험에 성공했다고 밝힌 바 있는데 엔진 추력이 140tf(톤포스·140t 중량을 밀어 올리는 힘) 규모라고 공개했다.
 
연구기관 관계자는 "북한이 140tf를 만들었다고 발표했는데 그에 대해 평가하지는 않겠지만, 우주발사체를 궤도에 올리려면 140tf를 훨씬 능가하는 추력이 필요하다"고 말해 개발 중인 발사체 1단 엔진 추력이 더 강하다고 설명했다.
 
국방부는 "이번 고체연료 추진 우주 발사체의 2차 비행시험 성공은 우리 군의 독자적 우주 전력 건설의 기반을 다지는 중요한 이정표이자 제7대 우주 강국 도약을 위해 진일보한 것"이라고 자평했다.
 
이어 "군은 고체연료 추진기관과 관련된 기술력과 노하우를 바탕으로 수년 후 소형위성이나 다수의 초소형 위성을 지구 저궤도에 투입할 수 있는 우주발사체를 확보해 독자적 우주 기반 감시정찰 능력을 크게 발전시킬 것"이라고 밝혔다.
 
또 "확보된 기술은 민간으로 이전(스핀오프·Spin-off)돼 다양한 우주 발사 서비스를 제공할 예정이고, 민간을 주축으로 하는 우주산업 활성화에 기여할 것"이라고 기대했다.
 
국방부는 "군은 미래 우주 영역이 국가안보에 중대한 영향을 미치는 핵심 영역임을 인식하고 고체연료 추진 우주발사체를 비롯해 합동성에 기반을 둔 국방 우주전력을 조기에 확충해 나갈 것"이라고 밝혔다.
 
국방과학연구소(ADD)는 지난달 30일 안흥 종합시험장 인근 해상에서 순수 우리 기술로 개발한 고체연료 추진 우주발사체의 성능 검증을 위한 두 번째 비행시험에 성공했다. 발사체는 450㎞ 고도에 도달했다.
 
고체연료를 기반으로 하는 추진기관은 소형위성이나 다수의 초소형 위성을 지구 저궤도에 올리는 우주발사체에 사용할 수 있다.
 
액체연료 추진기관보다 상대적으로 가격이 저렴하고 간단한 구조여서 대량 생산이 쉽다. 액체 연료와 달리 사전에 주입해둘 수 있어 신속 발사의 장점도 있다.
 
소형위성이나 초소형 위성을 다수 발사해 위성을 군집 형태로 운용하면 한반도 감시 공백을 최소화할 수 있다.
 
이동식 미사일발사대(TEL) 등 북한 전력의 움직임을 실시간에 가깝게 파악함으로써 '킬체인'의 핵심인 탐지와 조기경보 능력을 확충할 수 있다.
 
한편 지난달 30일 시험 당일 저녁 무렵부터 전국 곳곳에서 미확인 비행물체와 섬광을 공중에서 목격했다는 신고가 이어졌다.
 
일몰·일출 시간대에 지상에서 로켓을 쏘면 성층권 이상에서는 아직 햇빛이 비치는 까닭에 햇빛이 로켓 배기가스에 반사돼 다양한 색상이 관측되는 '황혼 현상'이 나타난 것이다.
 
국방부는 "영공 및 해상 안전에 대한 사전 조치를 완료했다"며 "비행경로의 해상구역 안전을 확보하는 과정에서 어민 조업 지장을 최소화하고, 기상 상황 등을 종합적으로 고려해 부득이 어두워진 시간에 시험했다"고 해명했다.
 
연구기관 관계자는 "시험 준비요원 100명 이상이 해상에 바지선을 거치해 발사해야 하고, 고공 10㎞ 정도에 흐르는 제트기류 등의 기상 상황까지 고려해야 하다 보니 발사 직전에 시점을 바꾸기도 한다"고 설명했다.
 
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