‘유럽 자존심’ 아리안 6호 첫 발사 성공…스페이스엑스와 경쟁할까

곽노필의 미래창
4년 지연 끝에 발사…28년 만의 신형 로켓
아리안5호 퇴역 공백 해소…세계 신형 로켓 경쟁 가열

유럽우주국이 28년 만에 선보이는 신형 로켓 아리안 6호가 9일 오후 4시(현지시각·한국시각 10일 새벽 4시) 남미 프랑스령 기아나에서 처음으로 이륙하고 있다. 유럽우주국 제공

유럽의 우주기술 자존심을 담은 신형 로켓 아리안 6호가 데뷔 무대를 성공적으로 마쳤다. 2014년 개발 방침을 확정한 이후 10년 만에 첫 발사에 성공한 아리안 6호는 유럽우주국(ESA)이 28년 만에 선보이는 신형 로켓이다.

유럽우주국은 9일 오후 4시(현지시각·한국시각 10일 새벽 4시) 남미 프랑스령 기아나 쿠루에 있는 기아나우주센터에서 프랑스 아리안그룹이 개발한 아리안 6호를 발사했다. 아리안 6호는 일본의 H3, 미국의 벌컨 센토에 이어 올해 세번째로 선보이는 신형 로켓이다.

아리안 6호는 이륙 18분44초 후 궤도에 진입해, 1시간 후 미 항공우주국(나사)의 소형 위성을 포함한 11개의 탑재물을 저궤도에 배치하기 시작했다. 이날 발사는 코로나19, 기술적 문제 등으로 인해 애초 예정보다 4년 늦어진 것이다.

이로써 유럽우주국은 지난해 7월 발사를 끝으로 퇴역한 아리안 5호 이후의 로켓 공백 상태를 해소하게 됐다. 유럽우주국은 2022년 러시아의 우크라이나 침공 이후 러시아연방우주국(로스코스모스)과의 협력관계를 끊은 데다 같은 해 신형 소형 로켓 베가시(C) 발사에도 실패하면서 한동안 직접 이용할 수 있는 로켓이 없었다. 이에 따라 유럽우주국은 지난해 7월 유클리드우주망원경과 올해 4월 위성항법용 갈릴레오위성을 미국 스페이스엑스의 팰컨9에 실어 발사했다.

요제프 아슈바허 유럽우주국 사무총장은 “신세대 아리안호가 성공적으로 발사되어 유럽이 우주에 대한 접근성을 회복하는 역사적인 순간을 맞았다”며 “첫번째 시도에서 놀라운 성과를 거둔 것은 유럽의 엔지니어링과 기술 우수성을 입증한다”고 말했다.

남미의 프랑스령 기아나 우주센터에서 발사 대기 중인 아리안 6호. 유럽우주국 제공

아리안 6호에 거는 기대와 우려

아리안 6호는 높이 63m에 지름 5.4m의 2단 로켓으로, 지구 저궤도에 최대 21.6톤의 탑재물을 올려놓을 수 있다. 탑재 용량이 스페이스엑스의 22.8톤에는 다소 못 미친다. 추진제로는 액체수소와 액체산소를 쓴다. 아리안 5호에 비해 높이는 12.5m 커졌으나 화물 탑재 용량은 거의 비슷하다.

아리안 6호 개발의 주안점은 성능보다는 비용 절감과 생산 시스템의 간소화에 있다. 아리안그룹은 비용 절감을 위해 일부 부품을 3D 프린팅 기술로 제작했다. 또 위성 발사 수요 증가에 대응해 연간 최대 발사 횟수도 아리안 5호의 6회에서 12회까지 가능하도록 했다. 현재로선 올해 하반기에 1회, 내년 6회, 2026년 8회 발사가 예정돼 있다.

국제학술지 네이처는 아리안 6호의 중요한 기술혁신 가운데 하나로 빈치라는 2단 추진체 엔진을 꼽았다. 최대 4번 켜고 끌 수 있도록 설계된 이 로켓 엔진을 이용하면 발사 임무를 마친 뒤 로켓을 곧바로 지구 대기권으로 재진입시켜 우주 쓰레기로 남는 것을 방지할 수 있다.

네이처는 “그러나 스페이스엑스가 안전성을 훼손하지 않고도 재사용 가능한 로켓으로 발사 비용을 낮출 수 있다는 걸 보여준 시점에서 유럽우주국이 1회용 소모성 로켓을 개발하기로 한 선택에 대해 일각에서 의문을 제기하고 있다”고 지적했다. 재사용 로켓 개발이 대세인 상황에서 소모성 로켓은 경쟁력이 떨어진다는 것이다.

한국과학기술기획평가원(KISTEP)도 기술동향 보고서에서 “아리안 6호의 발사 단가는 아리안 5호보다 40% 낮추는 것을 목표로 개발됐으나 1단 추진체를 재사용하는 스페이스엑스에 비하면 경쟁력을 확보하기가 힘들 것으로 예상된다”고 분석했다.

아리안 6호 2단 추진체는 여러 차례 엔진을 켜고 끌 수 있는 기능이 있어, 임무를 마친 뒤 로켓을 곧바로 지구 대기권으로 재진입시켜 우주 쓰레기로 남는 것을 방지할 수 있다. 사진은 아리안 6호 2단 추진체 비행 상상도. 유럽우주국 제공

재사용 가능한 후속 로켓도 개발 시작

유럽우주국은 이런 비판을 의식해, 재사용 가능한 ‘아리안 넥스트’를 아리안 6호의 후속 로켓으로 개발하고 있다. 첫 발사 목표 시기는 2030년대다.

아리안 6호의 전신인 아리안 5호는 유럽우주국의 주력 우주발사체로 1996년 이후 27년 동안 117회에 걸쳐 발사됐다. 이 가운데 다섯 번을 제외하고는 모두 성공하는 96%의 성공률로 안정적인 발사체로 자리매김했다. 미 항공우주국(나사)이 2021년 역대 최대의 천문학 프로젝트인 제임스웹우주망원경 발사체로 아리안 5호를 선택한 것도 검증된 안전성 때문이다.

아리안 6호는 2026년 유럽우주국의 플라토(PLATO) 우주망원경을 비롯해 약 30회의 발사 임무를 예약해둔 상태다. 이 가운데 18회는 아마존의 프로젝트 카이퍼 인터넷위성 발사 임무다.

그러나 아리안 6호의 앞길이 순탄한 것만은 아니다. 2025년 기상 위성을 발사하는 유럽 기상위성개발기구(EUMETSAT)은 최근 아리안 6호와의 기존 계약을 취소하고 스페이스엑스의 팰컨9을 발사체로 선택했다.

아리안 로켓은 1979년 아리안 1호를 시작으로 지금의 6세대까지 명맥을 이어가고 있는 유럽의 대표적 우주발사체다.

베이조스의 뉴글렌, 올해 데뷔할 마지막 로켓

올해는 세계 우주발사체 시장을 주도하고 있는 미국 우주기업 스페이스엑스의 독주체제에 도전할 새로운 로켓이 쏟아지는 해다.

아리안6호에 앞서 미국 유엘에이(ULA)의 벌컨 센토는 지난 1월 첫 발사를, 30년 만의 일본 신형 로켓인 H3는 지난 2월과 7월1일 두 차례 발사를 성공적으로 마쳤다. 올해 첫 발사하는 신형 로켓 중 남은 것은 블루오리진의 뉴글렌뿐이다.

아마존 창업자 제프 베이조스가 이끄는 블루오리진의 뉴글렌은 지구 저궤도에 최대 45톤의 화물을 올려놓을 수 있다. 팰컨9 로켓(22.8톤)의 두 배에 이른다. 뉴글렌의 1단 추진체도 재사용이 가능하도록 설계됐다.

블루오리진은 잠정적으로 9월29일 첫 발사일로 잡아놓았다. 현재 유력한 첫 발사 후보는 화성의 자기권 연구를 목적으로 하는 나사의 소형 위성 ‘에스커페이드’(ESCAPADE)다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr