기계항공공학부
지난달 25일 발사를 앞두고 작은 문제가 발생해 발사를 연기한 누리호의 시험발사체가 오는 28일 발사될 예정이다. 이 발사체는 그간 항공우주연구원에서 개발해 온 75톤 액체로켓엔진의 성능을 검증하기 위한 발사체다. 과거 2013년 발사에 성공한 나로호도 2번의 실패를 경험한 후 발사에 성공했는데, 우주로 가는 길은 사소한 문제도 용납하지 않는 어려운 과정이다. 그간 우주로 날아간 수많은 발사체가 있었지만 이번 발사체는 우리의 기술로 만든 로켓엔진으로 날아가기에 국민들이 거는 기대는 남다른 것 같다.
우주개발의 역사를 살펴보면, 1865년 쥴 베른의 『지구에서 달까지』라는 공상과학 소설은 당시 우주에 막연한 동경을 갖고 있는 많은 젊은이들에게 꿈과 희망을 불러 일으켰다. 이 소설의 영향을 받은 러시아의 지올코프스키는 현재 사용하고 있는 우주발사체의 개념을 정립했다. 1926년 미국의 고다드 박사는 세계 최초로 액체로켓엔진을 개발했고, 이 기술을 바탕으로 1969년 거대한 새턴로켓을 만들어 인간을 달에 보내는데 성공했다.
그러나 한번만 사용하는 로켓엔진으로 우주로 가는 방법은 너무나도 막대한 비용이 드는 사업이다. 이를 보완하고자 1981년 재사용 가능 수소엔진을 장착한 우주왕복선이 개발돼 400km 상공의 우주정거장까지 많은 우주인을 보내는데 사용됐다. 그렇지만 우주왕복선 역시 고비용이라는 근본적인 문제를 안고 있어 2011년 발사를 마지막으로 그 임무를 다했다.
좀 더 경제적인 방법으로 우주로 갈 수 있는 방법은 없을까? 이 질문에 답을 찾고자 세계는 저비용발사체 개발에 관심을 갖고 새로운 변화의 시대를 맞이하고 있다. 과거 국가주도의 우주개발이 민간주도로 서서히 바뀌면서 과감한 도전이 실행되고 있다. 이런 도전의 대표적인 민간업체로는 미국의 일론 머스크가 2002년에 창업한 ‘스페이스X’(SpaceX)가 있다. 일론 머스크는 인간을 화성에 보내고자 발사체 제작업체를 설립하고, 기존의 방식이 아닌 혁신적인 방식으로 저비용 팰콘 발사체를 시장에 내놓음으로써 우주발사체 시장의 판도를 바꿨다.
그는 2015년 발사체 1단 회수에 성공한 후 재사용발사체 실현에 도전하고 있다. 앞으로 스페이스X의 발사체로 과연 얼마나 많은 비용절감이 가능할지 궁금하다. 이와 더불어 요즈음 차세대엔진으로 메탄엔진에 대한 관심이 매우 높다. 재사용이 가능하려면 엔진 회수도 중요하지만 연료 자체가 환경친화적이며 수십 번 재사용이 가능해야 된다. 케로신 엔진은 연료 특성상 재사용에 한계가 있으며, 이 단점을 보완할 수 있는 연료가 메탄으로 알려져 차세대 재사용엔진으로 메탄엔진이 대세가 될 전망이다.
우리도 2021년 누리호를 성공적으로 개발하면 명실공히 자력으로 엔진 및 발사체 개발이 가능한 국가가 된다. 하지만 선진국에 비하면 아직 기술적으로 부족한 점이 많은 것이 사실이다. 더욱이 선진국에선 우주개발이 민간주도로 이뤄지면서 다양한 벤처 기업이 생기고, 서로간의 협력이 자연스럽게 이뤄지고 있다. 민간기업에서 재사용발사체 기술을 활용한 우주여행 상품을 내놓고 있으며, 대학에선 초소형위성을 개발하고, 벤처에서 개발한 초소형위성 전용발사체가 상업용 시장에서 저비용 발사서비스를 제공하고 있다.
멀기만 했던 우주가 좀 더 우리와 가까워지고 있는 느낌이다. 머지않아 우리도 우주여행이 가능할 것으로 생각된다. 앞으로는 우주 공간에 집을 짓고 살아가는 시대가 열릴 것으로 예상된다. 공상과학에서 나오는 상상의 세계가 현실로 다가오는 것이다. 다가오는 미래를 위해 우주에 대한 꿈을 갖고 있는 서울대의 많은 젊은이들이 우리나라 우주기술의 도약을 위해 과감히 도전하는 모습을 기대해 본다.
