군사·무기

[최현호의 무기 인사이드] 순수 韓기술로 만든 고체로켓 시험발사 성공

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▲ 3월 30일 발사된 국산 고체추진 우주발사체 성능 시험 비행체. 출처 국방부 유튜브

3월 30일, 국방과학연구소 종합시험장에서 순수 우리 기술로 개발한 고체추진 우주발사체(이하 고체로켓)의 성능 검증을 위한 첫 시험 발사가 있었다.

고체로켓은 해상에 마련된 발사대에서 발사되어 페어링을 분리하고 단 분리, 그리고 모의 탑재체 분리까지 성공적으로 마쳤다.

고체로켓은 고체 추진체를 사용하는 로켓을 말한다. 반대로 액체 추진체와 산화제를 사용하는 것을 액체로켓이라고 하는데, 국산 우주발사체 누리호가 여기에 속한다. 고체로켓은 구조가 비교적 단순하고 보관도 용이하지만, 추력 조절이 어렵다는 문제가 있다. 고체로켓은 주로 탄도미사일에 많이 사용되지만, 저고도에 위성을 올려놓는 용도로도 사용된다. 

우리나라는 그동안 미국과 맺은 미사일 지침 때문에 우주 발사체를 위한 고체로켓 개발이 제한되었다. 이에 비해 일본은 1990년대에 M-V 로켓을 개발했고, 2013년부터는 이보다는 작은 엡실론 이라는 고체로켓을 사용하여 각종 우주 임무를 수행하고 있다. 

▲ 저궤도에서 단 분리중인 모습. 출처 국방부 유튜브

2021년 5월 한미 미사일 지침이 종료되었고, 누리호 개발로 확보한 기술과 함께 연구를 통해 고체로켓의 핵심 기술이 더해져 빠른 속도로 개발에 나섰다. 2021년 7월에는 고체 추진기관 연소시험에 성공했고, 8개월 만에 첫 시험 발사에 성공하면서 국산 기술의 우수성을 확인했다. 

고체로켓은 연료가 이미 탑재되어 있고, 발사 준비 기간도 짧다. 이런 장점 때문에 저궤도 위성 발사체로 각광받고 있다. 이번 시험 발사도 고도 약 2,000km 이하의 지구 저궤도(LEO)에 500kg 정도의 위성을 운반하기 위한 국산 고체로켓을 개발하기 위한 것이다. 국산 고체로켓은 지구 저궤도에 저궤도 정찰위성, 통신위성, 초소형 군집위성 등을 올려놓기 위해 개발되고 있다. 

▲ 국방과학연구소(ADD)가 개발한 고체연료 우주발사체용 엔진 연소시험.국방과학연구소

군사적 목적으로 사용되는 정찰위성과 통신위성은 일반적으로 고도 약 3만 6000km의 정지궤도를 사용하지만 크고 무겁다. 정지궤도를 도는 방송통신위성 무궁화 5호는 무게가 4.5t에 이른다. 이에 비해 저궤도를 도는 위성은 이보다 작은데, 다목적 실용위성 아리랑 3호는 직경 2.0m, 높이 3.0m, 중량 980kg으로 상대적으로 작은 편이다. 그 대신 저궤도를 도는 위성은 수명이 짧기 때문에 주기적으로 발사해야 한다. 

현재 세계 각국은 지구 저궤도에 소형 위성들을 올려놓는데 혈안이 되고 있다. 우크라이나 전쟁에서 활약하고 있는 미국 스페이스X의 스타링크는 무게가 260kg 정도인 위성 1만 2000개를 저궤도에 올려놓을 계획이다. 이 밖에도 다양한 국가가 저궤도에 위성을 올려놓고 있다. 

▲ 2021 서울 아덱스에 국내 업체가 전시한 저궤도용 초소형 SAR 위성 모형. 출처 최현호

저궤도는 군사적으로도 중요하다. 기술이 발전하면서 다양한 탑재물을 담을 수 없는 작은 위성들을 여러 개 모아 군집 위성으로 만들어 활용하려는 시도가 늘고 있다.

미 국방부는 저궤도에 항법, 감시, 네트워크용 위성들을 올려놓을 계획이다. 우리 군도 정지궤도 위성을 많이 보유할 수 없어 생기는 감시 공백을 저궤도 군집위성으로 메우려 하고 있다. 

지구 저궤도를 포함한 우주 영역은 국가 안보에 중대한 영향을 미치는 핵심 영역이다.


우리 군도 미국 등 군사 선진국들이 추진하고 있는 다영역 작전을 위해 준비하고 있는 만큼 우주를 어떻게 활용할지 고민하고 있다. 우리 군의 우주 작전을 위해 필수적인 국산 고체로켓 개발이 순항하길 기원한다.

최현호 밀리돔 대표ㆍ군사칼럼니스트

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