[산경투데이 = 박시수 기자] 한국이 2032년까지 달과 화성 탐사가 가능한 차세대발사체(KSLV-3)를 개발한다. 누리호(KSLV-2)의 후속 모델인 이 로켓의 2단 형으로 개발기간은 10년(2023년-2032년), 총 사업비는 2조132억이다.
과기부는 이러한 내용의 차세대발사체 사업이 예비타당성 조사를 통과했다고 29일 밝혔다. 과기부는 “차세대발사체는 향후 우리나라 대형위성발사와 우주탐사에 활용할 발사체로, 누리호 대비 성능을 대폭 향상할 계획”이라고 했다.
누리호와 차세대발사체의 가장 큰 차이는 추력이다. 누리호는 발사체의 핵심인 1단 추진체에 75톤 추력을 내는 가스발생기 사이클 엔진 4기(총 300톤 추력)가 클러스터링 방식으로 설치됐다. 반면 차세대발사체의 1단에는 100톤 추력을 내는 다단연소사이클 방식 엔진 5기(총 500톤 추력)가 들어갈 예정이다. 차세대발사체 2단에는 10톤급 다단연소사이클 방식 엔진 2기가 장착된다. 엔진에는 향후 재사용 발사체로 개량할 수 있도록 재점화, 추력 조절 기술도 적용될 예정이다.
이처럼 개선된 추력을 보유한 차세대발사체는 누리호보다 더 많은 탑재물을 더 먼 곳까지 보낼 수 있게 된다. 과기부에 따르면 차세대발사체는 고도 200km 지구 저궤도에 최대 10톤, 고도 500km 태양동기궤도에 7톤, 고도 36000km 정지궤도에 3.7톤, 달전이궤도(LTO)에 1.8톤, 화성전이궤도(MTO)에 1톤의 탑재물을 보낼 수 있다. 지구 저궤도에 3.3톤 밖에 수송할 수 없는 누리호보다 성능이 월등하게 개량된 것이다.
누리호와 차세대발사체의 또 다른 차이점은 사용되는 엔진이다. 차세대발사체에 쓰일 다단연소 사이클 엔진은 누리호에 쓰인 '가스발생기 사이클' 엔진과 비교해 연소 효율과 성능이 높다. 누리호 엔진은 연소에 사용된 가스를 1회 사용 후 버리는 반면, 차세대발사체에 사용될 다단연소 사이클은 한번 사용된 가스를 연소기로 보내 다시 한 번 태워 추가적인 힘을 얻는다. 따라서 연소 효율이 높고, 성대적으로 더 먼 거리를 비행할 수 있다.
“체계종합기업과 공동 설계, 제작”
과기부는 차세대발사체는 한국항공우주연구원(KARI) 주도로 개발된 나로호, 누리호와 달리, 사업의 전 과정을 앞서 선정된 체계종합기업과 공동으로 진행될 것이라고 밝혔다. 공동작업을 통해 정부가 보유한 로켓 기술을 민간으로 이전하고, 이를 통해 국내 우주산업을 육성한다는 전략이다.
앞서 정부는 지난 10월 초 한화에이로스페이스를 누리호 반복발사 체계종합기업 우선협상자로 선정했다. 따라서 이변이 없으면 한화에이로스페이스가 차세대발사체 사업에 참여하게 될 것으로 보인다.
개발 중 3회 발사해 성능 검증
과기부는 차세대발사체를 개발 기간 동안 총 3회 발사를 실시할 것이라고 밝혔다. 2030년 첫 발사에는 로켓에 달궤도투입성능검증위성을 탑재하여 발사체 성능을 확인할 예정이다. 2031년 두 번째 발사에는 달착륙선 예비모델(Proto-Flight Model, PFM)을 발사하여 우리나라 최초 달착륙 임무 달성을 도울 예정이다. 개발 기간의 마지막 해인 2032년에는 달착륙선 최종 모델을 발사한다.
개발이 완료되면, 누리호와 함께 임무를 수행하게 된다. 누리호는 지구 저궤도 위성 발사에 사용되고 차세대발사체는 누리호로 발사가 어려운 대형 위성과 달, 화성 탐사선 발사 등에 사용될 예정이다.
과기정통부 권현준 거대공공연구정책관은 “독자적인 발사체 기술 없이는 세계 우주개발 각축전에서 살아남을 수 없다”며, “우리가 누리호를 개발하며 확보한 발사체 기술을 끊임없이 발전시켜 나가고, 대한민국이 명실상부한 우주강국으로 자리 잡을 수 있게 노력하겠다”라고 밝혔다.