;)
▲ Hass 2CA 로켓 - ARCA
위성이나 우주선을 지구 궤도나 혹은 그보다 더 멀리 발사하기 위한 로켓은 대부분 다단계 로켓이다. 이는 한 개의 로켓으로 충분한 속도를 얻기 힘들기 때문이기도 하지만, 고도에 따라 로켓의 효율이 크게 달라지기 때문이기도 하다. 로켓이란 기본적으로 연소실과 외부의 압력 차이에 의해 기체가 분사되면서 추력을 내는 구조다. 따라서 외부 기압이 높은 지상과 외부에 공기가 거의 없는 높은 고도의 엔진은 최적화된 구조가 다르다. 이 문제를 회피할 수 있는 가장 간단한 해결책이 다단계 로켓이다. 1단, 2단의 로켓 엔진을 다른 고도에서 연소시키면 되기 때문이다.
그런데 과거 하나의 로켓 엔진으로 모든 고도에서 최적의 효율을 확보하려는 시도가 있었다. 미국항공우주국(NASA)이 개발했던 X-33의 경우 독특한 길쭉한 모양의 XRS-2200 리니어 에어로스파이크 엔진을 이용했다. ‘리니어 에어로스파이크’(Linear Aerospike) 엔진은 전통적인 벨 노즐 모양의 로켓과 달리 하나의 엔진만으로도 모든 고도에서 최적의 효율을 낼 수 있다.
본래 이 엔진을 개발한 목적은 여러 번 재활용할 수 있는 일체형 우주 왕복선을 개발하기 위한 것이었다. 하지만 연료 탱크 개발이 지연되고 전체 비용이 증가하게 되자 2001년 취소됐다. 사실 이것 때문에 우주 왕복선을 대체할 차세대 우주 왕복선 계획이 취소된 것이다. 아무튼, 당시 문제가 되었던 것은 엔진보다는 다른 부분의 문제였다. 따라서 이 엔진을 부활시키려는 시도가 진행 중이다.
ARCA라는 기업에서 개발하는 Hass 2CA 로켓이 그 주인공인데 (사진) 한 개의 저렴한 1단 로켓을 이용해서 소형 상업용 위성 발사 시장에 뛰어들려는 것이 목적이다. 여러 개로 분리되지 않는 한 개의 동체를 사용하면 새로운 엔진을 사용해서 드는 추가 비용보다 더 큰 비용을 절감할 수 있다는 것이 이들의 생각이다. 물론 실제로 그런지는 확인이 필요하다.
우선 ARCA는 시험 발사체인 데몬스트레이터 3 로켓을 120km 고도까지 발사할 계획이다. 만약 개발이 순조롭게 이뤄진다면 1단 로켓만으로 인공위성 발사가 가능해질 것이다. 더 나아가 더 대형 로켓도 1단만으로 구성이 가능할 수 있다. 그러면 더 저렴하고 신뢰성 있는 로켓 개발이 가능해질 것이다. 과연 이 로켓이 기존의 전통적인 로켓이 자리 잡은 상업용 위성 시장에서 성공을 거둘 수 있을지 결과가 주목된다.
사진=ARCA
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
