한국이 우주개발에 나선 것은 1992년 첫 인공위성 ‘우리별 1호’가 유럽의 아리안 발사체 V52에 실려 브라질 북부 프랑스령(領) 가이아나 쿠르기지에서 발사되면서부터입니다. 러시아의 전신인 옛 소련이 1957년 세계 첫 인공위성 스푸트니크 1호를 우주궤도에 올린 지 35년이 지나서입니다. 우리별 1호는 영국 세레이대학의 기술을 전수받아 제작한 48.6㎏의 소형 인공위성입니다. 고도 1300㎞ 궤도에서 영상 촬영 등 임무를 수행했죠. 1993년에는 순수한 우리 기술로 설계 제작한 ‘우리별 2호’가 발사됐고, 이후 20여개의 우리 위성이 우주에 올려졌지만 모두 다른 나라의 발사체에 실려서였습니다.
첨단기술의 총합 우주발사체
발사체 기술은 국가 간 기술 이전이 엄격히 금지된 분야여서 우리가 독자 개발하기 어려웠습니다. 특히 1979년 체결된 한·미 미사일지침(MTCR)이 우리 로켓 기술 개발에 족쇄가 됐습니다. 일본에는 액체 로켓기술을 이전해준 미국이 1978년 한국의 비행거리 200㎞ 백곰 미사일 발사 성공에 놀라 미사일 개발 중단을 요구하면서 이 지침이 생겼죠. 당시 비행거리 180㎞, 탄두중량 500㎏으로 제한된 미사일 지침은 몇 차례 완화되다가 지난 5월 한·미 정상회담을 통해 42년 만에 종료됐습니다. 그동안 우리는 1993년 1단계 과학로켓(KSR-Ⅰ) 등 수차례 소형 발사체 개발을 추진하는 수준에 머물러야 했습니다. 과학로켓 1호는 화물중량 150㎏, 최고고도 75㎞였고, 이후 고도 258㎞까지 개량에 성공했지만 여전히 미흡한 수준이었죠.
우주개발을 국가적 과제로 삼은 한국은 급기야 미국 대신 러시아와 기술협력을 하게 됐습니다. 2003년 3단계 과학로켓(KSR-Ⅲ)을 러시아와의 협력으로 쏘아올린 한국은 2008년 첫 한국인 우주인 이소연을 러시아 소유스 우주선에 태워 우주정거장(ISS)에 보냈고, 이어 본격적인 발사체 개발에 착수했습니다. 한국형발사체(KSLV-Ⅰ) 나로호는 1단을 러시아에서 통째로 들여왔고 2단은 우리가 자체 개발했습니다. 두 차례의 실패 끝에 2013년 100㎏의 소형위성을 궤도에 올려놓는 데 성공했죠.
지난달 21일 700㎞ 상공에 쏘아올린 누리호는 ‘KSLV-Ⅱ’로 순수 우리 기술로 개발했습니다. 나로호 개발 과정에서 러시아 엔지니어가 흘리고 간 종이를 주워 밤새워 번역하고 그들이 버린 기름까지 몰래 분석하는 등 개발진의 눈물겨운 노력의 결과입니다. 누리호에 들어간 부품 37만 개 중 압력 센서, 온도 센서처럼 기성품을 쓸 수 있는 것을 빼고는 94.1%를 국산화했죠.
우주개발은 과학기술의 최첨단입니다. 자동차에 2만 개의 부품(전기차 7000개), 비행기에 10만 개의 부품이 사용된다면 우주발사체에는 30만 개 이상의 부품이 들어갑니다. 특히 3400℃ 불꽃을 쏟아내며 지구 중력을 거슬러 올라가야 하고, 진공 상태에 초저온(대략 -270℃)인 우주공간에서도 제대로 작동하려면 정밀한 기술이 필요합니다. 예를 들어 연료를 태우는 데 필요한 액체 산소(산화제)를 담는 누리호의 탱크는 높이 10m, 지름 3.5m로 부품 가운데 가장 크지만 두께는 2㎜에 불과합니다.
발사체 무게를 줄이기 위해 얇고 가벼우면서도 대기압의 6배 정도인 내부 압력과 비행 중 외부에서 가해지는 힘을 견딜 정도로 강해야 합니다. 주성분은 알루미늄인데 이를 용접하는 것은 조선업 강국인 한국이 세계 최고 용접 기술을 갖고 있어 가능했습니다. 연료인 등유(추진제)와 초고온 가스가 흐르는 배관은 -200℃까지 견뎌야 하고 단 0.1㎜ 크기의 이물질이라도 혼입되면 오작동할 수 있어 극한의 정밀성을 요구하죠. 전자레인지 정수기 내비게이션 진공청소기 등은 그동안 우주개발과정에서 만들어진 제품입니다.
한화에어로스페이스 현대중공업 등 300개 국내 기업의 500여 명 연구자들이 누리호 개발에 참여한 것은 첨단 기술 개발과 그에 따른 경제적 파급 효과를 기대한 측면도 있습니다.
아직 갈 길이 먼 한국 우주개발
누리호를 지상 700㎞까지 쏘아올리는 데는 성공했지만 우리의 우주개발은 아직 갈 길이 멉니다. 정부는 내년 5월 실제 위성을 실어 2차 발사에 나서는 등 2027년까지 다섯 차례 추가 발사를 통해 성능을 고도화한 뒤 달 탐사 등 차세대 우주개발 프로젝트를 추진할 계획입니다. 당장 내년에는 달 탐사선을 미국의 팰컨9 로켓에 실어 달 궤도에 보내고 2030년에는 달 착륙을 시도할 예정입니다. 830㎏짜리 달 탐사선은 약 38만㎞를 날아가야 하는 험난한 여정이죠.
