[출발새아침] 우주발사체 고체연료 사용 허용으로 저궤도 인공위성도 올릴 수 있게 된다

YTN라디오(FM 94.5) [출발 새아침]

□ 방송일시 : 2020년 7월 30일 (목요일)
□ 출연자 : 궤도 과학커뮤니케이터

궤도 과학커뮤니케이터

- 저장성, 가벼운 무게, 저렴한 가격이 장점
- 고체연료 로켓 구조, 액체연료 로켓에 비해 단순
- 민간 기업에서도 로켓 개발 뛰어들 기회 생겨


* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다.

◇ 앵커 황보선(이하 황보선): 한미 미사일지침 개정에 따라 이제부터 우주발사체 고체연료의 사용 제한이 해제됐습니다. 이에 앞으로 우주로 쏘아 올릴 발사체의 개발과 생산에 탄력이 붙을 전망인데요. 김현종 청와대 국가안보실 2차장은 브리핑에서 "이번 개정으로 우주산업 인프라 개선의 토대가 마련돼 한국판 뉴딜이 우주로 확장되는 길이 열렸다"고 언급했는데요. 우리 우주산업의 발전이 기대되는 이유가 무엇인지에 대해 알아보도록 하겠습니다. 누구보다 쉽게 과학을 전달해주시는 분이시죠. 과학커뮤니케이터 궤도 연결되어 있습니다. 궤도님, 안녕하세요?

◆ 궤도 과학커뮤니케이터(이하 궤도): 네, 안녕하세요.

◇ 황보선: 일단 먼저 청취자 분들을 위해서 ‘궤도,’ 이렇게 이름을 지으신 이유가 뭡니까?

◆ 궤도: 네, 제가 인공위성 궤도를 전공하고 있다 보니까 궤도라는 이름으로 과학 커뮤니케이터로 활동을 지금 하고 있습니다.

◇ 황보선: 괴도 루팡이 아니고 인공위성 도는 궤도.

◆ 궤도: 네, 맞습니다.

◇ 황보선: 그동안 기존의 한미 미사일 지침으로, 이게 거의 40년 넘었죠? 이게 우리나라에서만 고체연료 사용이 제한되어 왔고요. 그런데 이제 풀리게 되었고. 이 고체연료가 왜 좋은 건지 설명을 부탁드립니다.

◆ 궤도: 네, 연료 형태에 따라서 액체연료, 고체연료, 이렇게 나뉘게 되는데요. 고체연료는 연료와 산화제가 고체 덩어리로 섞여 있는 형태입니다. 그래서 고체연료의 장점은 저장하기가 굉장히 좋다는 건데, 액체연료와는 다르게 습기와 온도 변화만 주의를 해주면 거의 10년 이상 저장도 가능하고요. 그리고 바로 사용이 가능합니다. 쉽게 말해서 연료를 주입하는 시간이 필요 없이 언제든지 발사 준비를 하고 있을 수 있다는 말이죠. 만화나 영화 보시면 스위치만 누르면 바로 발사되는 로켓이 있지 않습니까? 이게 전부 고체연료를 사용하는 로켓입니다. 그리고 무게도 가볍고, 부피도 적고, 가격도 저렴합니다.

◇ 황보선: 그러면 액체연료하고 비교하면 또 어떻게, 이를테면 비용이라든지, 어떻게 볼 수 있을까요?

◆ 궤도: 사실 액체연료도 많은 장점을 가지고 있습니다. 우선 엔진에 들어가는 연료의 양을 조절하는 게 고체보다 훨씬 간단합니다. 물줄기 나오는 호스 들고 있으면 원하는 만큼 끊어서 사용할 수 있지 않겠습니까? 그렇게 생각하시면 될 것 같고요. 이것을 통해서 로켓의 궤도를 정교하게 제어할 수 있고, 그리고 연료 무게에 비해서 추진력이 액체가 고체보다는 강합니다. 그런데 문제는 액체연료 로켓이 구조가 굉장히 복잡합니다. 아주 작은 오차만 발생해도 순식간에 폭발해버릴 수 있다는 거죠. 결국, 로켓에 들어가는 연료도 폭발물이기 때문에 굉장히 위험할 수 있는데, 그에 비해서 고체연료 로켓 같은 경우는 구조가 굉장히 단순하다고 하는 장점을 가지고 있습니다. 이 말은 다루기가 액체연료보다는 상대적으로 쉽다, 이렇게 말씀드릴 수 있을 것 같아요. 액체연료나 산화제는 로켓 내부 연료 탱크 안에 오래 보관하는 게 굉장히 어렵습니다. 액체연료 같은 경우는 오래 두면 변질될 가능성이 굉장히 높아져요. 그리고 산화제 같은 경우는 이게 부식성이 굉장히 강하기 때문에 오래 보관을 하면 연료탱크나 관이나 이런 쪽이 부식될 수가 있고요. 그런데 고체연료 같은 경우는 별도의 주입시간이 필요가 없고, 그리고 미리 연료를 채운 상태에서 보관이 가능하기 때문에 일단은 신속하게 발사가 가능하죠. 한참 연료를 주입할 시간이 필요 없어지는 거고요. 그리고 액체연료처럼 연료 저장 탱크나 주입설비 같은 그런 별도의 시설을 갖출 필요가 없기 때문에 운영비용이 굉장히 적게 듭니다.

◇ 황보선: 그동안은 그런데 고체연료 사용이 제한되어 왔습니다. 우리 우주 산업을 당연히 많이 제한했죠?

◆ 궤도: 네, 그렇죠. 1979년에 미사일 지침이 만들어진 이후에 개정이 계속 됐어요. 그런데 결국은 사거리나 탑재되는 탄두의 중량의 제한이 걸려 있었던 건데 뭔가를 탑재하고 발사하는 것을 발사체라고 하거든요. 보통 여기에다가 파괴의 목적을 가지고 유도 기능을 가지고 있으면 미사일이고, 인공위성이나 사람을 태우고 우주로 날아가는 데 도움을 주는, 뭔가 인류의 과학기술에 공헌할 수 있는 도움을 주는 건 로켓이라고 보통 많이 하는데요. 그동안 제한은 고체로켓 자체에 강하게 걸려 있었죠. 그래서 이게 어떤 상황이나 환경을 고려하지 않고 무조건 액체연료로 쓸 수밖에 없었어요. 예를 들어서 우리가 온라인 마켓에서 이어폰처럼 가볍고 작은 것을 구매하면 간혹 편지봉투 같은 데에 넣어서 보내주는 경우도 있거든요. 그런데 물건이 작고 가볍기 때문에 거기에 맞는 효율적인 배송방법을 사용하는 건데, 그런데 무조건 액체연료 로켓만 사용하는 것. 이것은 사실 이어폰처럼 작은 택배를 보내야 하는데, 이것을 냉장고 박스 같은 데에다가 겹겹이 싸서 가장 비싼 퀵서비스로 보내는 거랑 비슷한 겁니다. 효율적이라고 보기는 어려운 거죠.

◇ 황보선: 로켓을 쏘아 올릴 때 액체연료만 쓰면 안 되고, 사실상. 여러 단계로 나눠서 올라가지 않습니까? 그래서 단계별로 나눠서 쓰는 그런 패턴으로 사용하는 것으로 알고 있는데 이게 맞습니까?

◆ 궤도: 네, 일단 보조 역할로 고체연료를 많이 쓰고, 하이브리드 형태로도 많이 사용을 합니다. 그런데 저희는 제한이 걸려 있다 보니까 이거를 저희가 적합하게 적재적소에 사용하지 못하고, 그냥 우리한테 주어져서 할 수 있는 선택을 해야 하는데 말씀드린 것처럼 액체 로켓 자체가 굉장히 어렵기 때문에 그 어려우 것을 하기 위해서는 굉장히 많은 과학기술 투자가 필요하고, 그다음에 그렇기 때문에 사실은 지금은 효율적으로 우주산업을 진행하고 있다고 보기는 어려운 상황인 거죠.

◇ 황보선: 앞으로 우리 우주산업 발전, 제한이 풀린 부분이 어떤 효과를 줄 수 있을까요?

◆ 궤도: 이번 개정을 통해서 군 사용 고체로켓 개발에만 제한을 두면 우리는 연구용 고체로켓을 발사할 수 있게 되는 겁니다. 어떻게 보면 보다 효율적인 방식으로 지금까지와는 다르게 저궤도 인공위성을 올릴 수 있게 되는 거죠. 그런데 그렇다고 해서 이번 결정 때문에 당장 고체연료 방식을 전면 교체해서 우주개발 계획이 완전히 바뀐다, 이렇게 말씀드릴 수는 없어요. 왜냐하면 지금 이미 계획되어 있는 것들, 개발되는 것들이 있기 때문에. 대신에 로켓 설계 단계부터 우리가 쓸 수 있는 카드가 늘어난다는 거죠. 우주개발 계획에 맞춰서 상황에 따라서 적절한 기술을 골라서 선택할 수 있게 되면 굉장히 효율적으로 우리가 산업을 개발할 수 있게 되고, 사실 딱 잘라 이야기하기에는 어려운데 고체연료 로켓이 액체연료 로켓보다는 기술 난이도가 낮습니다. 이 말은 예산이 제한되어 있는 민간 기업에서도 로켓 개발에 뛰어들 수 있는 기회가 생긴다는 거죠. 그리고 구조도 단순하기 때문에 개발 기간이 짧고, 그래서 다른 선진국 기업들도 고체연료를 굉장히 많이 사용해서 우주산업에 진출하고 있고요. 아마도 소형 위성산업에서 굉장히 높은 활용도가 있을 것이다, 대학이나 기업에서 활발하게 개발할 수 있게 될 것이다, 이렇게 보고 있습니다.

◇ 황보선: 네, 알겠습니다. 오늘 말씀 여기까지 듣겠습니다. 감사합니다.

◆ 궤도: 네, 감사합니다.

◇ 황보선: 지금까지 과학커뮤니케이터 궤도였습니다.