[뉴있저] '누리호' 발사 성공..세계 7번째 '우주강국' 도약의 의미는?

■ 진행 : 함형건 앵커

■ 출연 : 이복직 / 한국연구재단 우주기술단장

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다.

[앵커]

누리호 발사 성공의 의미에 대해서 이복직 한국연구재단 우주기술단장과 함께 더 자세한 얘기 나눠보겠습니다. 어서 오세요.

오늘 누리호 발사 과정 함께 지켜보셨겠습니다마는 아까 이종호 과학기술정보통신부 장관이 발표를 하면서 대한민국 역사의 기념비적인 순간이라고 표현하기도 했습니다. 박사님께서는 어떻게 보셨습니까?

[이복직]

저도 오늘 굉장히 두근거리고 긴장되는 마음으로 발사를 마음 졸이면서 또 응원하면서 지켜봤고요. 오늘 발사는 모든 과정이 계획했던 대로 순조롭게 잘 진행돼서 저희가 비로소 스스로 개발한 발사체로 지금 저희 영토에서 저희가 개발한 위성을 우주에 투입하는 굉장한 이정표를 세운 날이라고 생각이 됩니다.

[앵커]

단장님께서도 이 연구개발 사업에 직접 참여를 해 오신 거였죠?

[이복직]

저도 관련해서 저희 발사체를 개발하다 보면 엔진 내부에서 연소 불안정이라는 굉장히 도전적인 문제가 발생하고요. 그 문제를 사실은 저희 누리호를 개발하는 과정에서, 75톤 엔진을 개발하는 과정에서도 겪었는데요. 그런 연소 불안정을 해석할 수 있는 소프트웨어적인 해석 툴을 개발하는 과정에 참여한 적이 있습니다.

[앵커]

워낙 누리호 개발 사업 자체가 다른 나라에서부터의 기술 이전 없이 독자적으로 개발을 하다 보니까 굉장히 많은 시행착오를 겪으면서 저희가 오랜 세월 끝에 오늘 이렇게 그야말로 감격적인 성공을 하게 된 건데요. 하나하나 짚어보겠습니다. 일단 지난해 1차 발사 때하고 비교하면 지난해 1차 때는 사소한 설계 오류가 궤도 안착의 실패로 이어졌는데요. 오늘 발사 깔끔하게 성공한 것을 보면 실패의 원인에 대해서 정확하게 진단할 수 있었던 것 같아요.

[이복직]

저희가 굉장히 아쉬운 부분이었습니다마는 어떻게 보면 비행시험이라는 취지가 시험을 통해서 나중에 발사 서비스로 가기 전에 시험을 통해서 저희가 잠재되어 있는 문제들을 확인하는 과정이기도 하거든요. 그래서 1차 비행시험은 어떻게 보면 아쉬운 과정이고 어떻게 보면 또 굉장히 이슈를 조기에 찾아낼 수 있었던 의미 있는 과정이라고 볼 수 있겠고요.

저희가 11월, 12월 두 달여에 걸쳐서 저희가 개발한 발사체이기 때문에 문제도 저희가 쉽게 찾아낼 수 있었고. 그래서 그 문제를 이번에 3단 산화제 탱크 부분의 설계 실수라고 할 수 있겠는데요. 그 부분을 보완해서 문제가 없음을 오늘 확인할 수 있게 된 것 같습니다.

[앵커]

오늘 발사 자체도 사실은 발사 시점을 두 번 연기한 끝에 오늘 발사할 수 있었는데 기상이라든가 날씨라든가 여러 가지 우려되는 지점들이 있었습니다마는 결과론적으로 발사에 별 문제없이 성공적으로 순조롭게 진행됐는데요. 어떻습니까? 원래는 발사 시점이 연기되면서 이게 이렇게 되면 가을에 발사되는 거 아닌가 이런 걱정도 있지 않았습니까? 생각보다 빨리 앞당길 수 있었어요.

[이복직]

저희가 이미 조립이 끝나서 발사를 하려고 기립까지 했던 우리 누리호에 1단 산화제 탱크의 센서 부분에 문제가 있음을 찾아냈기 때문에 우려가 컸죠, 말씀하신 대로 만약에 1, 2단 부분을 다시 분리해서 해체를 하고 작업을 해야 되는 과정이라면 간단히 끝날 수 있는 문제가 아니기 때문에 최소한 두 달 이상 정도 순연이 될 것으로 우려가 있었습니다마는 운이 좋았다고 할까요. 저희가 문제를 정확히 식별해내기도 했습니다마는 공교롭게도 문제의 위치에 작업자가, 우리 연구자가 실제로 들어가서 작업을 할 수 있는 공간이 있음을 확인했고요.

그리고 그 센서가 일종의 두 가지 부품이 결합되어 있는 형태인데요. 산화제 탱크 안에 있는 부품도 있고 코어 부분은 산화제 탱크 바깥에서 체결을 통해서 결합이 되는 형태입니다. 그런데 문제가 있는 부분은 코어 부분이었기 때문에 실제로 저희가 우려했던 단 해체 과정을 거치지 않고 점검창을 통해서 연구진이 비어 있는 공간으로 들어가서 길이 1.2m 정도 되는 코어 부분에 센서가 있거든요. 그 부분을 굉장히 운이 좋은 과정을 거쳐서 빠르게 교체를 할 수 있었기 때문에 지금 저희가 23일까지 받아놨던 예비일 내에 오늘 발사를 할 수 있었습니다.

[앵커]

오늘 발사 성공 시간을 거슬러 올라가서 우주개발의 역사를 쭉 살펴보면 사실 90년대부터 이미 저희가 위성 발사를 시작했었던 거죠. 90년대 초, 그때부터 계산해 보면 한 30년 만에 저희가 오늘 성공하게 된 건데 여러 가지 발사체가 있지 않았습니까? 초기에는 외국 발사체에 위성을 실어 보내기도 했고 누리호에 앞서서는 나로호도 있었고요. 나로호하고 누리호하고 비교하면 어떤 차이가 있는 건가요?

[이복직]

저희가 발사체를 개발하면서 처음부터 발사체 자체도 개발하고 또 발사기술도 획득하는 부분이 굉장히 어렵다고 판단했었습니다. 그래서 잘 알고 계시는 나로호는 사실은 1단의 주된 엔진은 러시아의 기술을 저희가 빌려온 셈이 되겠고요. 그때 당시에는 2단, 지금 화면에 보고 계시는 대로 2단형의 로켓이었습니다. 그래서 상단부는 고체 엔진을 적용했었고요. 당시에 러시아 기술을 이용해서 발사체를 저희가 2009년, 2010년에 실패를 하고 2013년에 3차 발사에서 성공을 했던 기억이 있고요.

[앵커]

두 번 실패했었군요.

[이복직]

그때 당시에 저희가 여러 가지 우여곡절을 겪고 마지막으로 나로과학위성이라고 하는 100kg급의 위성을 저희가 궤도에 투입한 적이 있습니다. 그에 비해서 지금 약 한 10년 정도가 흐른 뒤에 지금 저희가 괄목할 만한 성장을 할 수 있다고 볼 수 있겠는데요. 당시의 페이로드가 100kg급이었던 것에 비해서 저희 지금 오늘 보셨던 누리호는 저궤도에 1.5톤을 수송하는 능력을 갖추고 있기 때문에 그리고 75톤이라는 중대형급 액체로켓 엔진을 독자적으로 개발해서 동일한 엔진 5기가 들어가 있는데요. 4기는 1단의 클러스트링으로 쓰이고 있고 나머지 하나는 2단 추진체로 쓰이고 있고 3단에는 7톤 엔진을 개발해서 쓰고 있고 발사체에 들어가는 모든 요소를 자력으로 개발했고 나로호 발사 당시 얻었던 발사 운용 기술을 경험 삼아서 지금 저희가 발사 운용 또한 순조롭게 진행을 해서 오늘 성공에 이르게 되었습니다.

[앵커]

나로호 발사 때도 두 번 실패 끝에 세 번에 성공할 수 있었다고 말씀하셨는데 그러면 그 당시 실패를 밑거름으로 삼아서 계속 기술 습득을 했던 거 아닙니까? 당시 러시아와 협업을 했다고 했는데 기술이전이 잘되지 않는 상황에서 실패의 원인을 진단하고 이럴 때 러시아 연구진과 좀 더 머리를 맞대고 좀 더 협력할 수 있는 계기가 되었던 건가요, 오히려 실패 자체가.

[이복직]

저희가 그 실패를 통해서 얻었던 주요 레슨이라고 하면 저희가 발사체를 직접 개발하지 않고는 실패의 원인을 밝히는 일조차 어렵다는 장벽에 부딪쳤다고 볼 수 있겠습니다. 그것이 러시아의 기술 잘못인지 또는 그 기술을 이용해서 발사체를 만들었던 저희 쪽 기술의 잘못인지 이런 아규도 있었고요. 러시아는 그때 당시에 많은 정보를 저희에게 공개하지 않았습니다. 그래서 저희는 그때 아쉽지만 발사 운용 기술을 터득한 것을 발판으로 삼고 주요한 교훈으로는 앞으로는 발사체를 우리 기술로 개발해야만 문제 또한 우리가 스스로 해결할 수 있겠구나라는 경험을 했고요.

그 부분이 지난번 이미 1차 발사 시험에서 생겼던 이슈를 저희가 두 달 만에 해결해서 설계 보완을 했고 세계적으로 유례가 드물 정도로 빠르게 문제를 수정해서 8개월 만에 지금 두 번째 발사에 성공하게 된 것이거든요. 그런 것을 돌아본다면 저희의 기술 자립 노력이 의미가 있었다고 봅니다.

[앵커]

이번에 실은 위성모사체와 실제 위성 같이 실었죠. 그 중량이 1톤이 넘는 그런 중량인 거죠.

[이복직]

중량의 합산이 1.5톤 정도가 되고요. 그중에서 중량을 모사하기 위해서 저희가 1.5톤 수송 능력을 확인하기 위해서 중량을 모사하는 모사위성체가 1.3톤을 차지하고 있고요. 성능검증위성은 약 162kg이 됩니다.

[앵커]

그 정도의 무게를 가진, 중량을 가진 위성을 탑재하고 우주로 날아오를 수 있는 발사체를 만들 수 있는 국가가 지금 전 세계에서 우리나라를 포함해서 7개 국가가 된다는 것이고 그 국가가 바로 쭉 나열해 보면 어떤 국가인가요?

[이복직]

주요 국가 우주 선진국들이 되겠습니다. 미국, 러시아, 일본, 중국, EU, 인도까지 들어갈 것 같습니다.

[앵커]

그 외에도 저희가 북한도 위성 발사체를 쏘아올렸다고 자체 발표한 적도 있었고 이란이나 이스라엘도 발사체를 쏘아올린 것으로 알고 있습니다마는 그런 국가들은 중량 자체가 1톤에 못 미치는, 훨씬 적은 작은 규모의 그런 위성인 것이고요. 알겠습니다. 그러면 아까 발사체의 종류도 액체연료가 있고 고체연료가 있다고 말씀하셨는데 나로호 같은 경우는 액체와 고체 연료를 결합한 형태라고 하셨는데 어떤 차이가 있는 겁니까?

[이복직]

로켓 기술에는 추진력을 발생시키는 엔진이 필요하고요. 그 엔진 기술은 크게 두 가지로 볼 수 있는데 말씀하신 것처럼 고체연료를 쓰는 부분이 있고 또 액체연료를 쓰는 부분이 있겠습니다. 고체연료는 저희가 흔히 말해서 자동차의 연비라고 표현할 수 있겠는데요. 어떤 추력을 내기 위한 단위 중량으로 나눠보면 그 부분에서 비추력이라고 하는 성능이 액체로켓보다는 살짝 떨어지게 되는데요. 그럼에도 불구하고 사실상 많은 저희가 흔히 미사일이라고 부르는 무기체계들에는 고체로켓 기술이 거의 지배적으로 쓰이게 됩니다. 그 이유는 오늘 발사에서도 지켜보셨겠지만 액체로켓 같은 경우 산소를 극저온으로 만들어서 액화 상태로 주입을 해 주기 위해서 발사 전날 우리 액화 산화제를 충전하는 것이 불가능하거든요. 충전을 하면서 기화가 일어나기 때문에 발사가 임박해서 연료를 충전해야 하는 단점이 있습니다.

[앵커]

준비 과정이 번거롭군요.

[이복직]

그렇게 생각을 해 보시면 만약에 무기체계로서 전쟁 상황에서 이것이 기술이 적용된다고 하면 언제 미사일 또는 유도무기를 활용해야 되는지를 예측이 불가능한 상태에서 준비 과정이 길다는 것이 단점이 될 수가 있겠죠.

[앵커]

그렇다면 고체연료 로켓을 사용할 것이고 누리호처럼 상당히 중량이 되는 위성을 싣고 우주로 쏘아올릴 때는 액체연료가 훨씬 효율성이 좋다는 것이죠.

[이복직]

고체연료 같은 경우는 연료하고 산화제가 이미 섞여서 고체 상태로 굳어 있는 상태거든요. 그래서 한 번 연소를 시작하면 거의 제어가 불가능합니다. 그러나 액체로켓 같은 경우에는 연료와 산화제의 분사를 통해서 연소를 시키기 때문에 그 분사를 조절함으로써 연소를 중단시키거나 제어를 할 수 있는 방법이 생기게 되는 거죠.

[앵커]

오늘 저궤도 한 700km 정도의 저궤도에 안착을 했다고 하는데 내일까지도 지상 기지와 계속 교신을 하면서 궤도에 정확하게 안착됐는지를 점검하는 과정이 계속된다고요?

[이복직]

제가 오면서 보도에서 봤습니다마는 이미 대전 지상국을 통해서 두 번째 교신이 성공했다는 소식을 봤고요. 오늘 쏘아올렸던 성능검증위성은 지구를 한 바퀴 도는 데 약 100분이 걸립니다.

[앵커]

2시간이 안 걸리는군요, 지구 한 바퀴 도는 데.

[이복직]

1시간 반이 조금 넘는 정도가 될 텐데요. 그러니까 발사 후에 비교적 짧은 시간에 발사 후로 약 42분 정도 지났을 때 지구를 4분의 1 바퀴 이상 돌아서 남극세종기지에서 첫 번째 교신이 이루어진 걸 확인했고요. 그다음에 반 바퀴 이상을 거기서부터 더 돌아서 다시 한 번 발사했던 위치 근방으로 돌아와서 대전 지상국에서 교신이 조금 전에 이뤄졌고요. 그러고 나면 위성은 약 1시간 반에서 1시간 40분 정도의 주기로 지구를 돌고 있습니다마는 지금 지구가 자전하고 있기 때문에 우리가 교신할 수 있는 범위를 벗어나게 됩니다. 그래서 12시간 후에 반대쪽에서, 지금 위성이 한 바퀴를 계속 돌고 있고요. 저희가 발사한 위치에서 12시간이 지나고 나면 지구가 정확히 반바퀴를 자전하게 되는데 그러면 반대 쪽에서 한번 다시 저희 성능검증위성을 조우하게 됩니다. 그래서 12시간 후쯤에 또 대전 지상국에서 교신을 시도하게 될 것입니다.

[앵커]

앞으로도 누리호 발사를 계속 진행하면서 좀 더 신뢰성을 높이는 그런 작업을 하게 된다고 하는데 어떤 계획이 준비가 되어 있습니까?

[이복직]

오늘 보셨던 누리호 2차 비행시험은 한국형 발사체 개발사업에서 이루어진 일종의 시험 과정입니다. 시험 과정을 총 2회를 계획했었고요. 이제 한국형발사체 개발 사업은 오늘 발사로서 성공이 확인됨과 동시에 사업이 종료가 되는 셈이고요. 후속 발사를 위해서 한국형발사체 고도화사업이라는 것을 올해부터 착수했습니다. 그래서 2027년까지 성능이 검증된 누리호의 기술을 국내 민간체계종합 기업을 선정해서 기술을 이전하고 4회 반복 발사를 더 반복시켜서 누리호 기술과 발사 운용 기술의 신뢰도, 경제성 등을 향상하는 작업을 하게 됩니다.

[앵커]

8월에는 저희가 달 탐사선도 발사한다고 하지 않습니까? 최종 목표는 뭔가요, 그러면. 달 탐사선 그리고 나중에는 달 착륙선까지 가게 되는 건가요?

[이복직]

8월 3일에 저희 다누리라고 이름이 붙여진 국내 최초의 달 탐사선이 발사가 되게 되는데요. 아쉽게도 그 탐사선은 해외 발사체를 통해서 발사하게 됩니다. 그래서 저희가 본격적으로 달에 착륙을 해서 달의 지질 또는 달의 자원을 탐사하기 전에 달 탐사선에 착륙을 어느 지점으로 해야 될까를 탐색하는 임무를 갖게 되는데요. 달 궤도선을 저희가 보내게 되고요. 실제로 2031년쯤이 되면 저희가 달 착륙선을 보내서 실제 착륙하고 탐사 임무를 본격적으로 수행하게 됩니다.

그런데 그것은 저희가 희망하기로는 차세대 발사체라고 부르는 누리호 다음 버전의 좀 더 체급이 대폭 향상된 발사체를 저희가 지금 개발할 계획을 올려놓고 있거든요. 그래서 그것이 약 2030년쯤에 개발이 완료되면 그때는 달 탐사를 저희 발사체로 다시 한 번 제대로 수행할 수 있게 되겠습니다.

[앵커]

저희가 시간이 다 돼서 더 자세히 얘기 나누기 어렵겠습니다마는 저희가 이런 우주개발 기술을 계속 발전시키는 이유 중의 하나는 또 여러 가지 다른 산업에도 파급효과가 있기 때문이기도 하겠죠. 우리가 얘기하는 4차 산업혁명이라든가 흔히 얘기하는 자율주행차 같은 것과 저런 우주로 쏘아 올리는 위성이 깊은 연관관계가 있다라는 얘기도 들었습니다.

[이복직]

잘 아시겠습니다마는 일론 머스크라는 혁신가가 지금 우주에 3000개 가까운 위성을 쏘아올려서 전 세계의 인터넷을 중단 없는, 지역과 상관 없는 인터넷 서비스를 제공한다는 계획을 갖고 있고요. 이미 그것이 하나의 비즈니스가 되고 있는데 앞으로 우주산업의 시장 규모가 약 1000조 정도의 규모가 될 것으로 예상하고 있습니다. 그래서 새로운 경제의 모멘텀으로 작용할 것인데요. 우리나라가 오늘 누리호 발사를 성공시키면서 그러한 우주개발산업 전쟁에 뒤처지지 않을 출발점을 마련했다고 볼 수 있겠습니다.

[앵커]

알겠습니다. 우리 국내 산업 그리고 우리 일상으로도 우주시대가 성큼 다가오고 있는 것 같습니다.

이복직 한국연구재단 우주기술단장과 함께했습니다. 고맙습니다.

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