75t급 엔진 139번째 시험.. '누리호' 개발 순항

과기부·향우연 현장 공개 / 러 조립 기술 빌린 나로호와 달리 / 독자기술로 완성한 '국산 발사체' / 75t 4개 묶은 300t급 1단 장착 / 2020년 2·10월 두 차례 걸쳐 발사 / 발사대 공정률 93%.. 10월 완공

지난 15일 전남 고흥군 나로우주센터에서 누리호 75t급 엔진 연소 시험으로 연기가 분출되고 있다. 고흥=연합뉴스

지난 15일 전남 고흥의 나로우주센터. 정오가 되자 적막을 깨는 거대한 폭음과 함께 희뿌연 수증기가 상공을 향해 거침없이 뿜어져 나왔다. 내년 두 차례의 발사가 예정된 한국형 발사체 ‘누리호’(KSLV-Ⅱ)에 탑재될 75t급 엔진의 139번째 연소시험이다. 엔진은 연소과정에서 2000도에 달하는 열기를 내뿜는데, 초당 1400㎏의 물로 열기를 식히면서 생긴 거대한 수증기가 하늘을 뒤덮었다.

실제 발사될 누리호에는 이날 시험한 75t급 엔진 4개를 묶은(클러스터링) 추력 300t급 엔진이 1단 로켓에 장착된다. 한영민 한국항공우주연구원 엔진시험평가팀장은 “75t급 엔진은 앞으로 6회 정도의 추가 시험을 거치면 개발이 완료된다”고 설명했다.

지난 15일 전남 고흥 나로우주센터 조립동에서 한국형발사체 누리호 1단 체계개발모델이 공개되고 있다. 고흥=연합뉴스

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 내년 발사를 앞둔 한국형 발사체 누리호의 개발 현장을 이날 언론에 공개했다. 내년 2월과 10월 두 차례 발사를 앞둔 누리호는 1.5t짜리 인공위성을 고도 600~800㎞의 지구 저궤도까지 쏘아 올릴 수 있는 우주발사체다. 길이는 47.2m로 나로호(33m)보다 약 1.4배 길며, 무게는 200t에 달한다.

누리호의 핵심 기술은 이날 연소시험을 진행한 엔진에 있다. 누리호는 총 3단으로 구분되는데 1단과 2단에 75t급 엔진이, 3단에 7t급 엔진이 탑재된다. 그중에서도 1단에 들어가는 4기의 75t급 엔진이 누리호의 심장으로 꼽힌다. 75t급 엔진은 개발 초기 연소가 불안정해 난관을 겪었다. 그러나 138회에 걸쳐 누적 1만3065초의 연소 시험을 진행한 결과 다음달 ‘개발 완료’가 점쳐지고 있다.

지난 15일 나로우주센터에서 진행된 누리호 75t급 엔진의 연소 시험 모습. 고흥=연합뉴스

엔진 개발 과정만큼이나 1단 로켓에서 75t급 엔진 4기를 묶는 클러스터링 과정도 까다롭다는 것이 연구원의 설명이다.

고정환 항우연 한국형발사체개발사업 본부장은 “75t급 엔진을 클러스터링하는 핵심은 4기의 엔진이 동일한 추력으로 작동하도록 하는 것”이라며 “국제협력을 통해 클러스터링을 준비했고 연말 시험을 통한 검증을 남겨둔 상황”이라고 설명했다. 1단의 75t급 엔진 4기는 클러스터링을 통해 300t의 추력으로 대기권을 향해 날아가게 된다.

나로우주센터 내 조립동에서는 1단이 원통 형태로 조립을 기다리고 있다. 연구원은 각 단별 조립시험과 성능을 평가한 뒤 하반기부터 본격적인 조립에 착수한다. 전영두 항우연 발사체체계종합팀장은 “나로호의 경우 1단을 러시아에서 조립한 뒤 국내로 들여왔지만, 누리호는 순수 우리 기술로 조립하고 있다”며 “진정한 의미의 한국형 발사체라 볼 수 있다”고 설명했다.

지난 15일 전남 고흥군 나로우주센터에서 제2발사대 건설 작업이 진행되고 있다. 고흥=연합뉴스

이날 취재진에는 누리호 발사를 위해 건설 중인 제2발사대도 공개됐다. 누리호는 나로호보다 규모가 큰 만큼 같은 발사대를 사용할 수 없다. 제2발사대는 기존의 제1발사대 바로 옆에 건설 중이다.

강선일 항우연 발사대팀장은 “현재 제2발사대의 공정률은 93% 정도”라며 “4월까지 설치를 마무리하고 점검과 테스트를 거쳐 10월이면 완공될 것”이라고 말했다.

최호원 과기부 거대공공연구정책관은 “올해가 2021년 누리호 발사를 앞두고 핵심적인 연구개발이 진행되는 중요한 해”라고 강조했다.

임철호 항우연 원장은 “현재 진행 중인 누리호 개발에는 200여개의 기업이 협력해 참여하고 있다”며 “내년 누리호 발사가 성공하도록 최선을 다하겠다”고 말했다.

고흥=권구성 기자 ks@segye.com