작지만 큰 꿈 싣고.. 국내서도 '사운딩 로켓' 붐

KAIST-서울대 공동 개발 로켓.. 28일 고흥나로우주센터서 발사

[동아일보]

KAIST와 서울대가 공동으로 개발한 사운딩 로켓 ‘SNUKA-Ⅱ’. KAIST 제공

로켓은 꽁무니로 불을 내뿜으며 허공을 날아가는 장치다. 인공위성이나 우주탐사선 등의 물체를 지구 밖으로 쏘아 올리는 우주발사체도 이 원리를 이용해 만든다. 미사일 등 무기 제조에도 자주 쓰인다.

순수하게 연구 목적으로 발사하는 실험용 로켓도 있다. ‘사운딩 로켓(Sounding Rocket)’이다. 우주 밖으로 달아나지 못하고 일단 하늘로 올라갔다가 다시 지상으로 떨어진다.

사운딩 로켓의 비행시간은 짧게는 수십 초에서 길어도 수십 분 정도다. 고작 이 시간 동안 하늘을 날아서 뭘 하겠다는 걸까. ‘사운딩’은 본래 항해 용어다. 물의 깊이를 측정하기 위해 밧줄을 던지는 행위를 뜻한다. 사운딩 로켓은 말 그대로 ‘측정을 하기 위해 하늘로 던진 로켓’이라는 뜻이다. 비행시간 중 로켓의 비행 데이터는 모두 지상으로 전송되고, 로켓 내부의 데이터 저장 장치에 저장된다. 개발 과정을 통해 로켓 추진기관 기술, 비행 데이터 등 우주발사체 관련 기반 기술을 확보할 수 있다.

고성능 사운딩 로켓은 40∼100km의 고도를 관측하는 데 유용하다. 풍향, 기압, 온도, 태양 활동에 따른 방사선량, 전자나 이온의 밀도, 지구 자기장의 요동 등을 측정할 수 있다. 지상에서 약 40km까지는 주로 풍선을 이용해 관측하고, 100km 이상의 고도는 인공위성으로 관측하고 있다.

국내에서도 사운딩 로켓을 개발한 경험은 있다. 한국항공우주연구원이 개발한 KSR-I, Ⅱ, Ⅲ다. 1993년 두 차례 발사된 KSR-I은 1단 고체 로켓으로 150kg의 계측 장비를 싣고 고도 40km까지 올라갔다. KSR-Ⅱ는 2단형 고체연료 로켓으로 1997, 1998년 두 번 발사돼 로켓의 관성항법장치와 자세제어시스템을 시험했다. 2002년 발사된 KSR-Ⅲ는 최초의 액체추진 로켓으로 꼽힌다. 이때 확보한 기술들은 우주발사체 나로호(KSLV-Ⅰ)나 현재 개발 중인 한국형 우주발사체(KSLV-Ⅱ) 개발의 토대가 됐다.

사운딩 로켓을 수없이 발사하면서 경험을 쌓아온 우주기술 선진국에 비하면 국내 경험은 아직 턱없이 부족하다. 해외에선 민간 로켓 연구자들 사이에 사운딩 로켓 발사 대회가 열릴 정도로 인기가 있다.

다행히 국내에서도 최근 대학 동아리, 민간기업 등을 중심으로 사운딩 로켓 붐이 불고 있다. 10대 후반에서 20대 초반 한국 청년 17명으로 이뤄진 우주발사체 기업 ‘페리지 로켓’은 사운딩 로켓 연구부터 시작해 초소형 인공위성을 우주 궤도로 쏘아 올릴 수 있는 소형 로켓 개발에 도전하고 있다.

대학에서도 관련 연구가 진행 중이다. KAIST 항공우주공학과 권세진 교수팀은 서울대 로켓 동아리 하나로(지도교수 윤영빈)와 공동으로 개발한 소형 사운딩 로켓 ‘SNUKA-Ⅱ’를 28일 ‘고흥나로우주센터’에서 쏘아 올릴 계획이다. 길이 3.5m, 직경 0.2m, 무게 58kg의 소형으로 주 엔진은 꼭 10초 동안만 작동한다. 이후 20여 초간 관성 비행을 해 30초 남짓한 시간 동안 하늘을 난다. 최대 고도 3km까지 도달한 뒤 낙하산을 이용해 지상에 착지한다.

권 교수는 “비록 소규모지만 대학에서 실험용으로 만든 사운딩 로켓 중에선 가장 클 것”이라며 “이번 연구를 토대로 대형 로켓 개발에 도전할 것”이라고 말했다.

전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com

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