[전문가 포럼] 소형위성 발사체 개발 병행해야

2021년 본발사 앞둔 누리호 개발과 함께
소형 우주발사체 개발계획도 세우고 실행
세계 시장변화 좇으며 국내 산업 키워야

류장수 < 한국우주기술진흥협회장·AP위성 대표 >

누리호로 명명된 한국형 우주발사체의 75t 엔진 시험발사체가 작년 11월 성공적으로 발사됐다. 2021년의 본발사를 앞두고 우주발사체 개발 방향에 대해 심도 있는 계획 수립에 나서야 할 때다. 우주발사체 개발에는 막대한 예산이 들고 개발 기간 또한 길기 때문이다.

최근 소형 위성이 폭발적으로 증가하는 등 세계 우주발사체 수요 형태가 바뀌고 있다. 지금까지 세계 우주발사체 시장은 대형 우주발사체가 주도해왔다. 대부분 통신방송위성은 지구정지궤도를 돌기 때문에 가능한 한 큰 인공위성을 올려놓을수록 경제성이 좋아지기 때문이다. 그러나 수백 개 이상의 소형 위성군으로 이뤄지는 원웹(OneWeb)이나 O3B 같은 지구저궤도 통신위성서비스 사업과 소형 관측위성 사업이 본격적으로 등장하면서 지구저궤도 중심의 소형 위성 발사 수요가 새롭게 태동하고 있는 것이다.

이런 소형 위성 발사 수요도 현재는 대형 우주발사체가 담당할 수밖에 없기 때문에 한 번에 수십 개의 위성을 탑재해 발사한다. 당연히 위성사업자가 요구하는 발사 시기와 특수 조건을 맞추기 쉽지 않다. 소형 우주발사체가 필요한 이유다. 소형 우주발사체가 상용화되면 기존의 대형 우주발사체는 대형 인공위성 발사와 달 및 화성 기지 건설용으로 발전할 전망이다. 이런 수요를 고려하면 우주발사체의 세계시장은 기존 대형 위주에서 소형, 중형, 대형으로 세분화할 것으로 예측된다.

2021년에 발사될 누리호는 1.5t급 인공위성을 지상 600~800㎞ 궤도에 올릴 수 있는 중형 우주발사체다. 많은 국민이 기대하는 대로 누리호 개발이 성공적으로 이뤄진다면 한국은 우주발사체 개발 능력에서 세계 10위권 국가에 진입할 것이다. 이에 만족할 것이 아니라 다양한 수요에 맞춰 서비스해야 하는 우주발사체 상업화 시대에 대비할 필요가 있다. 이를 위해서는 한국만의 특색 있는 우주발사체 개발전략이 요구된다.

그렇다면 어떤 전략이 한국에 최적일까. 더 많은 조사와 분석이 필요하겠지만 필자는 ‘우주발사체 다양화 정책’을 우선적으로 제안하고 싶다. 즉, 현재의 중형 우주발사체인 누리호는 그대로 발전시켜나가면서 소형과 대형 우주발사체 개발을 병행하는 것이다. 정부와 한국항공우주연구원의 우주발사체 개발 계획에는 누리호 개발 이후 대형 우주발사체 개발에 관한 청사진도 있다. 여기에 소형 우주발사체 개발계획을 포함하는 것이다.

무엇보다 중요한 점은 시장 수요에 선제적으로 대응하려면 시간과의 싸움에서 이겨야 한다는 것이다. 조속한 계획 수립과 시행이 필요한 까닭이다. 이를 위해서는 누리호를 개발한 다음에 소형 우주발사체 개발에 나서기보다는 소형 우주발사체 개발단계를 1, 2단계로 세분화한 뒤 1단계는 곧바로 착수해 수년 내 개발 및 시험발사를 끝내고, 2단계부터 본격적인 시장 수요에 의한 개발단계로 진입하는 것이다. 그렇게 하면 누리호 개발 과정에서 어렵사리 습득한 고난도 기술을 적극 활용할 기회도 놓치지 않을 수 있다.

개발에 필요한 예산을 짚어보면 소형 발사체의 개발 예산은 누리호에 비하면 매우 적을 수 있다. 이미 개발한 누리호 75t 엔진을 1단으로 쓰고, 누리호 3단인 7t 엔진을 3~4t 규모 엔진으로 축소 개발한다면 500㎏급 인공위성을 지상 500㎞ 지구궤도에 올릴 수 있을 것으로 생각한다. 물론 100㎏급 소형 위성이라면 5개를 한 번에 발사할 수 있을 것이다. 이쯤 되면 양산 시 생산단가를 낮춰 국내 수요는 물론 세계시장에도 도전해볼 수 있다.

누리호 개발에 참여하고 있는 국내 기업체들의 한결같은 걱정은 누리호 발사 이후다. 정부 계획에 의하면 매년 1기 정도는 추가 수요가 예상돼 있지만 국내 수요만으로는 우주발사체산업 활성화는 요원할 것이다.세계시장 진출이 유일한 답이다. 세계 우주산업 변화 추세에 적극 대응하는 틈새전략으로, 소형 우주발사체 개발사업에 들어가길 기대해본다.