[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 순수 국산 기술로 달에 착륙선을 보낼 차세대발사체 개발이 가능하게 됐다.

2조원의 예산을 투입, 기존 누리호의 성능을 높여 오는 2031년 우리나라 최초로 달 착륙을 시도할 수 있게 됐다.

◆ 3차례 발사…2031년 달착륙선 예비모델·2032년 최종모델 착륙

과학기술정보통신부는 29일 국가연구개발사업평가 총괄위원회를 열고 '차세대발사체 개발 사업'의 예비타당성 최종 통과 결과를 발표했다. 이 사업의 개발기간 10년(2023~2032년), 총 사업비 2조132억4000만원 규모로 예비타당성 조사를 통과했다고 밝혔다. 

차세대발사체는 향후 우리나라 대형위성발사와 우주탐사에 활용할 발사체로, 누리호 대비 성능을 대폭 향상할 계획이다. 이를 위해 1단은 100톤급 다단연소사이클 방식 액체엔진 5기를 클러스터링해 구성한다. 2단은 10톤급 다단연소사이클 방식 액체엔진 2기로 구성한다. 향후 재사용 발사체로의 개량이 용이하도록 엔진에는 재점화, 추력조절 기술을 적용한다.

[고흥=뉴스핌] 사진공동취재단 = 순수 국내 기술로 설계 및 제작된 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 21일 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에서 화염을 내뿜으며 우주로 날아오르고 있다. 실제 기능이 없는 모사체(더미) 위성만 실렸던 1차 발사와 달리 이번 2차 발사 누리호에는 성능검증위성과 4기의 큐브위성이 탑재됐다. 2022.06.21 photo@newspim.com

1단의 총 추력은 누리호의 경우 75톤급 4기로 300톤이었고 차세대발사체 는 100톤급 5기로 500톤에 달한다. 누리호가 3단 발사체로 구성된 것과 달리 차세대발사체는 2단으로 제작된다.

한국항공우주연구원 주도로 개발했던 나로호, 누리호와 달리 차세대발사체는 사업 착수 시부터 체계종합기업을 선정, 공동 설계에 돌입한다. 기업이 설계·제작·조립·시험·발사 등 발사체 개발, 운용의 전 단계에 참여하며 독자적인 발사체 개발 능력을 체계적으로 확보할 수 있게 될 것으로 보인다.

차세대발사체는 개발 기간 동안 모두 3회 발사될 예정이다. 오는 2030년 달궤도에 투입되는 성능검증위성을 발사, 발사체 성능을 확인한다. 2031년에는 달착륙선 예비모델을 발사해 우리나라 최초의 달착륙 임무 달성을 도울 예정이다. 개발 기간의 마지막 해인 2032년에는 달착륙선 최종 모델을 발사한다.

차세대 발사체 개발이 완료되면, 현재 민간기업으로 기술이전 중인 누리호와 함께 우리나라의 대표적인 발사체로서 임무를 수행하게 된다. 누리호는 지구 저궤도 위성(약 1.9톤 이하) 투입, 차세대발사체는 누리호로 발사가 어려운 대형 위성 투입은 물론 달·화성 탐사선 발사 등 우주탐사에 적극적으로 활용될 예정이다.

권현준 과기정통부 거대공공연구정책관은 "독자적인 발사체 기술 없이는 세계 우주개발 각축전에서 살아남을 수 없다"며 "우리나라가 누리호를 개발하며 확보한 발사체 기술을 끊임없이 발전시켜 나가고 대한민국이 명실상부한 우주강국으로 자리 잡을 수 있게 노력할 것"이라고 강조했다.

◆ 아르테미스 프로젝트 경험 토대로 달 표면 탐사 본격화

반세기만에 재개된 미국의 달 탐사의 목적은 근본적으로 지구 이외의 행성에서 인류가 생존할 수 있는 지에 대한 연구다. 실제 미국 항공우주국(NASA)은 달 남극 표면에 물이 얼음 형태로 저장됐을 것으로 판단하고 있다. 물이 있다면 인류가 살아갈 수 있는 터전이 마련됐다는 얘기다. 

이와 함께 달에는 핵융합에 적합한 헬륨3가 상당량 존재하는 것으로 알려진다. 이를 활용하면 향후 청정 에너지 확보에 기여할 수 있다. 이를 활용하면 지구에서 소모되는 화석연료를 기반으로 하는 에너지원을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

이번 차세대발사체 예타 통과는 이같은 달 탐사에 우리나라도 적극적으로 나설 수 있는 기회를 제공한다. 자국 기술로 실제 달 탐사까지 진행할 수 있다는 데서 우주 강대국 반열에 올라서게 된다는 얘기다.

달 탐사를 통해 우리나라가 얻게 될 다양한 가능성에도 초점을 맞춰야 한다는 조언도 들린다.

한국항공우주연구원 연구자들이 오는 8월 발사를 앞둔 다누리에 대한 최종 점검 작업을 수행하고 있다. [자료=한국항공우주연구원] 2022.06.04 biggerthanseoul@newspim.com

이미 우리나라는 미국의 아르테미스 프로젝트에 동참했다. 자체 개발한 달 탐사선 다누리가 지난 8월 5일 오전 8시 9분(한국시간) 미국 케이프커네버럴 우주군기지 40번 우주발사대에서 스페이스X사의 발사체 '팔콘-9'에 탑재돼 발사됐다. 

발사 이후 4.5개월간 이동한 후 다음달 달 궤도에 진입한다. 정상적으로 달 궤도에 안착하게 되면 내년 2~12월까지 임무를 수행하게 된다. 달 상공 100km의 임무 궤도를 하루 12회 공전하며 달 관측, 과학기술 임무 수행, 안테나 통한 관측 데이터 수신 등의 임무에 나선다. 과학기술 임무는 달 착륙 후보지 탐색을 비롯해 달 과학연구(자기장, 방사선 관측 등), 우주인터넷 기술 검증 등이다.

이같은 경험은 향후 달 탐사와 달 착륙, 달 표면 연구 등에도 상당한 도움이 될 것으로 기대된다.

뿐만 아니라 우주경제 시대를 맞이하며 심우주로 향하는 글로벌 프로젝트에 직접 우리나라가 개발한 발사체를 활용할 수도 있다. 

한 우주기업 대표는 "누리호 이후 수많은 기술 및 연구진이 안정적인 여건 속에서 새로운 도전에 나설 수 있게 됐다는 점에서 안심이 된다"며 "실제 차세대 발사체가 개발되면 지구 궤도(누리호)와 심우주에 이르는 우주 산업 전체를 아우르는 사업 모델이 끊임없이 나올 것"이라고 말했다.

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