한미 미사일협정 개정했지만 '누리호' 즉각 반영 어려운 이유는

[이데일리 강민구 기자] 한미 미사일협정이 28일 개정되면서 한국이 우주개발에서 고체연료를 사용할 수 있게 됐다. 기술적 난이도와 비용이 높은 액체로켓에서 벗어나 고체로켓을 혼용해 사용할 수 있게 돼 우주개발에서 선택폭이 증가할 전망이다.

다만 국가 주도로 추진하는 한국형발사체 ‘누리호’나 누리호 후속 사업 등에 즉각 반영하기는 쉽지 않아 보인다. 해당 사업들이 액체엔진 중심으로 이미 발사를 준비중이거나 차세대 액체엔진을 개발하는 방식으로 준비를 마쳤기 때문이다.

항공·우주 전문가들은 이번 미사일지침에 따른 민간 우주개발 가속화를 비롯해 다양한 발사체 개발 옵션 증가를 환영하면서도 국가 우주개발에 반영해 효율성을 높이기 위해 전문가 논의와 정책·예산 반영을 서둘러야 한다고 조언한다.

한국형 발사체 누리호는 독자 개발한 75톤급 액체엔진을 기반으로 한다.<사진=이데일리 강민구 기자>

누리호·누리호 후속사업계획은 액체엔진 중심

한국은 지난 1970년대 한미미사일지침에 따라 고체로켓 개발을 제한적으로 수행했다. 고체로켓을 사용해도 우주발사체 추진력이 ‘100만 파운드·초’로 제한됐다. 러시아와 협력해 만든 첫 우주발사체 ‘나로호’ 발사에서 2단 로켓에 제한적으로 고체연료를 활용했다.

이러한 제한 요소에 전 세계적인 발사체 개발 동향이 맞물리면서 한국은 누리호에 케로신과 액체산소를 혼합한 75톤급 액체엔진을 개발해 활용하고 있다. 한국항공우주연구원은 지난 2018년 시험비행을 통해 검증한 엔진을 기반으로 올해 하반기 1~3단별 로켓 총조립에 착수해 내년 2월과 10월 발사를 목표로 하고 있다.

다음 달 중순 예비타당성조사를 재신청할 누리호 후속사업도 액체엔진 성능 개선이 핵심이다. 위성투입 성능을 높여 오는 2030년을 목표로 830kg급 달탐사선 발사 성능을 확보하는 내용이 포함됐다. 엔진을 고도화하고, 3단 다단연소사이클 엔진, 구조 경량화 등을 진행할 예정이다.

‘3차 우주개발 진흥 기본계획’에도 액체엔진이 핵심이다. 국가 우주개발 계획과 비전을 다룬 계획안은 지난 2018년 제정돼 2023년 새로 수립될 예정이다. 마찬가지로 액체연료 중심의 우주개발이 구성됐다.

허환일 충남대학교 항공우주공학과 교수는 “국가 위성, 발사체 개발을 위해선 예비타당성 조사를 통한 사업 예산 확보가 필요하며, 기본적으로 우주개발진흥기본계획에 반영돼 있는지 여부를 확인하는 과정을 거친다”며 “2018년에 발효된 3차 계획 수립 당시 발사체 부문장을 맡아 미사일지침개정 필요성을 제기하고, 계획을 수립했지만, 당시에는 고체로켓을 고려하지 못했다”고 설명했다.

혼합해 사용하면 추진력 향상 등 효율적으로

전문가들에 의하면 액체엔진으로도 우주개발은 충분히 가능하다. 액체엔진은 고체엔진보다 안전성, 기술적 우수성 등이 뛰어나지만 비용이 높다. 고체엔진을 병행해 사용하면 우주개발 비용을 줄이면서 추진력 향상 등이 가능하다. 가령 로켓에 고체부스터를 장착해 성능을 높일 수 있다.

고정환 한국항공우주연구원 한국형발사체개발사업본부장은 “일본의 H2A 로켓, 미국의 델타로켓의 사례처럼 고체부스터를 2기 또는 4기를 장착해 추진력을 높인 사례들이 있다”며 “그동안 제한됐던 고체 연료를 활용하면 사거리를 높일 수 있다는 점에서 발사체 개발에서 선택할 옵션이 늘었다”고 설명했다.

고 본부장은 “나로호 발사 이후 고체로켓 연구개발이 멈췄기 때문에 이를 활용하려면 관련 연구 재개도 필요하며, 시간이 걸릴 것으로 예상한다”며 “민간 우주개발 활용 등을 고민하면서 적용할 부분을 찾아야 한다”고 덧붙였다.

허환일 교수도 “누리호 1단 로켓에 보조로켓으로 활용하거나 2단 로켓 전체를 고체로켓으로 만드는 등 방법은 다양하며, 이를 기반으로 달 등에 보낼 대형 로켓 제작도 가능할 것”이라며 “독자개발한 액채로켓에 고체로켓을 더해 더 먼 우주로 보낼 가능성도 있다”고 말했다.

이어 그는 “우주개발에서 미사일 지침 개정이라는 큰 변수가 발생했기 때문에 과기부 등을 중심으로 전문가들이 테스크포스팀을 구성해 ‘4차 우주개발진흥기본계획’ 등에 반영할 부분을 미리 찾아야 한다”고 조언했다.