우리나라 첫 우주 발사체 '나로호(KSLV-Ⅰ)'의 발사가 이틀 앞으로 다가왔다. 발사 시점은 19일 오후 4시40분부터 2시간 이내로 잡혀있으며 당일 기상조건 등을 감안해 구체적 발사 시각이 결정된다.

나로우주센터의 한국항공우주연구원 연구원들은 휴일인 16일에도 막바지 준비작업을 위해 대다수 출근했다. 현재 1,2단 발사체가 결합된 상태로 조립동에서 대기하고 있는 나로호는 17일 오전 8시께 트랜스포터를 이용해 발사패드까지 수평으로 이송된 후 발사패드에 수직으로 세워질 예정이다. 하지만 발사일이 가까워질수록 연구원들 못지않게 긴장하고 있는 사람들이 있다. 바로 나로호와 나로우주센터 개발에 참여한 160개 기업의 관계자들이다.

◆연소시험장 폭발하는 경험도

우리나라가 독자개발한 2단 발사체는 화약을 터뜨려 추진력을 얻는 고체연료 로켓.한화는 30년 동안 쌓은 고체추진기관 설계와 제작 경험을 바탕으로 2단 발사체 킥모터를 개발했다. 5년 전 항우연으로부터 턴키 베이스(일괄수주) 방식으로 개발과제를 받아 나로호 2단 발사체 추진기관 개발에 나섰다. 항우연 측은 1단과 2단 발사체가 분리되는 300㎞의 고도에서 60초 동안 연소하며 100만파운드의 추력을 갖는 추진기관을 개발해 달라고 주문했다. 내용은 간단해 보였지만 국내에서 한번도 해보지 않은 시도였기 때문에 개발과정은 험난했다.

우선 고체추진기관을 60초 동안 태우면 발생하는 고온,고압을 견딜 수 있는 내열조건을 지닌 구조물 설계가 쉽지 않았다. 개발 초창기 시제품으로 지상 연소시험을 하는 과정에서 내열기능 문제로 시험장이 폭발하는 아찔한 사고도 있었다. 서혁 한화 상무는 "공기가 거의 없는 고공환경 연소시험을 지상에서 해야 한다는 어려움이 있었다"며 "선진국들이 발간한 자료와 문헌을 바탕으로 국내 최초로 고공환경 모사 설비를 구축하고 총 3회에 걸쳐 고공 환경 연소 시험을 마쳤다"고 말했다. 그는 또 "축소형 모터로 10회 이상 시험을 수행한 뒤 1.5m 크기의 실제 킥모터로 15회 이상 연소시험을 반복하며 문제점을 모두 해결한 만큼 실제 발사에서도 성공할 것"이라고 자신했다.

대한항공 항공기술연구원은 나로호의 총 조립을 담당했다. 항공기 개발과 조립에서 베테랑인 대한항공도 우주발사체 조립은 처음 시도해본 낯선 경험이었다. 대한항공은 나로호를 발사대까지 끌고 올라가는 트랜스포터 2기도 특별 제작했다.

◆항공우주소재 확보가 관건

발사체 2단에 탑재되는 인공위성을 보호하는 덮개인 노즈페어링은 방위산업 전문 중소기업인 두원중공업이 개발했다. 이 회사는 우리나라가 독자개발해 쏘아올린 과학관측로켓 KSR-Ⅰ(1993),Ⅱ(1998),Ⅲ(2003) 개발에 모두 참여한 경험이 있지만 나로호에 사용되는 구조물은 이전보다 훨씬 까다로운 조건들을 필요로 했다.

이 회사의 강석봉 구조체 개발담당 과장은 "무엇보다 국내에는 항공우주쪽에 사용되는 소재가 전무하기 때문에 소재 확보가 가장 큰 관건이었다"며 "선진국들은 항공우주소재가 대륙간탄도미사일(ICBM)용으로 전용될 수 있다는 우려를 갖고 있기 때문에 기본적인 원자재도 구하기가 쉽지 않았다"고 털어놨다. 그는 또 "튼튼하게만 만들라고 하면 두껍게 하면 그만이겠지만 최대한 얇으면서도 가벼워야 한다는 조건 때문에 정밀기술을 총동원해 고강도합금을 가공, 기체를 제작했다"고 설명했다.

발사체의 경우 1단 기체를 러시아에서 통째로 들여와 국내 기업의 참여가 2단 발사체에 국한된 반면 나로 우주센터는 80% 이상을 국내 기술로 건설했다. 현대중공업은 발사장과 발사대를 건설했다. 발사체가 중력을 이겨내고 우주로 올라가기 위해서는 견고함과 정밀함을 갖춘 발사대가 버팀목이 돼야 한다. 발사대 지하에는 대기압의 400배를 견디는 초고압 배관이 거미줄처럼 깔려 있다. 이 배관을 통해 영하 276도의 액체 헬륨이 나로호로 주입된다.

이들 기업 외에도 2단 기체의 엔진을 만든 비츠로테크,터보펌프를 제작한 삼성테크윈,특수 소재를 개발한 한국화이바 등이 나로호의 발사 성공을 기다리고 있다. 항우연 관계자는 "나로호 개발에 참여한 160개 기업들은 5년간 축적된 노하우를 바탕으로 2018년 100% 독자기술로 개발할 KSLV-Ⅱ 개발에서도 중추적인 역할을 담당하게 될 것"이라고 말했다.

황경남 기자 knhwang@hankyung.com