이노스페이스, 한빛 발사체 '메탄엔진' 연소시험 성공

이노스페이스 위성발사체 ‘한빛’ 상단부 추력 3톤급 메탄엔진 연소기 연소시험 장면

국내 우주발사체 기업 '이노스페이스'가 자사의 위성발사체 ‘한빛’에 메탄엔진을 달아 진행한 연소시험에 성공했다. 기존 하이브리드 엔진을 포함해 한빛에 탑재할 엔진이 다양해진 것으로 발사 서비스 경쟁력이 높아졌다는 의미가 있다. 

이노스페이스는 위성발사체 한빛 상단부 엔진 포트폴리오에 기존 하이브리드 엔진에 더해 메탄엔진을 채용하고 엔진 다변화를 통한 고객 맞춤형 우주 수송 사업화 전략을 본격적으로 추진한다고 29일 밝혔다. 메탄엔진을 한빛에 적용함으로써 다중 미션이 요구되는 발사에서는 메탄엔진을 적극 채용해 고객만족을 실현할 예정이다.

이노스페이스의 기존 하이브리드 엔진은 파라핀 기반 고체연료와 액체산소를, 메탄엔진은 액체 메탄과 액체산소를 추진제로 사용한다. 특히 메탄엔진은 내열성과 내구성이 뛰어난 인코넬 소재를 사용해 금속 3D 프린팅 기반의 적층 제조 방식을 적용함으로써 제조 비용 절감 및 제작 시간 단축, 복잡한 구조의 3차원 형상 구현과 경량화에 이점이 있다.

발사체의 상단엔진으로 적용할 수 있는 메탄엔진은 하나의 발사체로 고객의 여러 위성을 각기 다른 궤도에 정확하고 효율적으로 배치해주는 다중 임무수행에 장점이 있다. 다중 재점화와 정밀 추력제어가 상대적으로 간단해 발사 시 우주 영역에서 엔진을 수차례 껐다 켜며 다수의 위성을 고객이 원하는 궤도에 투입할 수 있기 때문이다. 이는 전 세계적으로 증가하는 군집형 위성발사 수요에 발빠르게 대응하고 고객의 다양한 임무 요구사항을 충족시키는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대한다.

이노스페이스는 2022년부터 2년여 간 메탄엔진 연소기를 독자 개발하고 있었으며 연소시험을 진행 중이었다. 지난 5월에는 금속 3D 프린팅 기반 적층 제조방식으로 개발한 추력 0.4톤급 메탄엔진 재생냉각 연소기의 연소시험에 성공했다.

한빛의 170kg급 탑재중량 모델인 ‘한빛-마이크로(HANBIT-Micro)’ 발사체에 사용되는 킥스테이지(Kick-stage)용으로 237초(3분 57초)의 장기 연소시간을 달성한 것이다. 킥스테이지는 우주공간에서 로켓 2단 엔진 분리 후 위성을 목표 궤도에 정확하게 배치하기 위해 사용되는 엔진 모듈이다. 

이어서 7월부터 이노스페이스는 자사의 또 다른 위성발사체 ‘한빛-나노(HANBIT-Nano)’ 발사체에 메탄엔진을 달아 연소시험을 성공적으로 완료했다. 2단(상단부)에 추력 3톤급 메탄엔진 연소기를 달아 연소시험을 진행했다. 현재는 기존 개발모델에 메탄엔진의 소형화 및 경량화 설계를 적용해 신뢰도, 안정성 등의 성능검증을 위한 연소시험을 수행 중이다.

추력 0.4톤급 메탄엔진 연소기(한빛-마이크로 킥스테이지용), (오) 추력 3톤급 메탄엔진 연소기(한빛-나노 상단부) 개발모델 실물. 이노스페이스 제공

김수종 이노스페이스 대표이사는 “이번 메탄엔진 도입으로 고객의 요구에 따라 설계된 발사 임무의 특성에 맞춰 하이브리드 엔진 또는 메탄엔진을 선택적으로 적용할 수 있게 돼 고객에게 더욱 유연하고 효율적인 발사 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대한다”면서 “앞으로도 세계 우주시장 변화에 신속히 대응할 수 있는 기술을 선행 개발하고, 새로운 시장 진출과 지속성장을 목표로 끊임없이 노력할 것”이라고 말했다.

[이채린 기자 rini113@donga.com]