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[IT뉴스][우주개발 나침반] ②한화 지재권 리스크 없앤 차세대발사체…"개발 30% 진행"

온카뱅크관리자

2026-10-27 06:07:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 2032년까지 '재사용' 기술 실제 검증 없어…"후속 사업이 판가름" 
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 <img alt="한국형 발사체 누리호가 7일 오후 전남광주 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. 한국항공우주연구원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/27/dongascience/20261027060158357mjng.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="3v7Yb5NdJJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/27/dongascience/20261027060158357mjng.jpg" width="658">
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 한국형 발사체 누리호가 7일 오후 전남광주 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. 한국항공우주연구원 제공
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 [편집자주] 누리호 5차 발사 성공으로 한국 독자 개발 우주발사체의 신뢰성 확보의 토대가 만들어졌다. 글로벌 우주개발 경쟁에서 존재감을 서서히 드러내고 있는 셈이다. 누리호 반복발사와는 별개로 달, 화성에 이르는 심우주 탐사를 위한 차세대발사체 개발 목표 밑그림도 그려졌다. 한국형 위성항법시스템(KPS) 등 굵직한 우주개발 프로젝트도 이어진다. 동아사이언스는 이같은 우주개발에 오랜 시간과 천문학적인 비용이 투입되는 만큼 국내 우주개발의 방향을 차분히 짚어보고 국내 우주산업의 미래를 함께 가늠해본다. 
 7일 누리호 5차 발사에 성공하며 누리호를 이을 '차세대발사체'에 대한 관심도 커진다. 2030년대 '자주적 우주탐사 역량'을 확보하겠다는 목표로 2032년까지 총 2조2921억원을 투입해 '메탄 기반 재사용' 발사체를 개발하는 사업이다. 
 차세대발사체는 개발 단계에 본격 진입하기까지 적지 않은 우여곡절을 겪었다. 지난해 12월 추진제를 '케로신'에서 '메탄'으로 바꾸고 일회성 발사가 아닌 재사용 발사체로 사업계획을 대폭 수정하면서 사업 일정이 지연됐고 체계종합기업 '한화에어로스페이스'와의 지식재산권 갈등으로 불필요한 소모적 논란도 불거졌다.
 26일 관계기관에 따르면 한화에어로스페이스는 차세대발사체 지식재산권 이의를 더이상 제기하지 않고 당초 계약 원안대로 사업을 이어가기로 한 것으로 확인됐다. 지재권 갈등과 함께 차세대발사체의 연료를 메탄으로 전환하고 재사용 발사체로 개발한다는 사업계획 변경이 이뤄지며 차세대발사체 개발이 당초 일정대로 진행되기 어렵지 않겠느냐는 분석이 나온다. 
 실제로 전체 사업 완료 시점은 2032년으로 유지됐지만 내부 개발 일정에는 변화가 생겼다. 당초 2027년까지 마무리할 예정이던 시스템 상세설계가 2028년으로 1년 늦춰졌다. 2030~2032년 매년 한 차례씩 발사할 예정이었으나 변경 계획에서는 2031년 첫 발사 이후 2032년 두 차례 발사한다.
 또 '메탄 기반 재사용' 차세대발사체가 사업기간 내 실제 발사체를 귀환·착륙시키는 재사용 비행시험은 진행하지 않는다. 2031~2032년 예정된 세번의 발사는 모두 발사체를 회수하지 않는 일회성 소모성 발사로 진행된다. 발사체 엔진을 재사용하는 데 필요한 기술을 이번 사업에서 개발하기 시작하지만 실제 재사용 발사체 완성은 2033년 이후 후속 사업에 달려 있는 셈이다.
 ● "차세대발사체 개발 30% 진행…일정 차질 없을 것"
 한국항공우주연구원(항우연)은 메탄 추진제 기반 재사용 발사체로 개발 방향을 전환하면서 일정 지연 우려가 제기됐던 차세대발사체가 현재 변경된 계획에 따라 개발되고 있다고 평가했다. 항우연은 전체 사업의 약 30%가 진행됐으며 현재까지 개발 일정에 큰 차질이 없다는 입장이다.
 '차세대발사체개발사업'은 당초 케로신 추진제 기반 소모성 발사체로 개발할 예정이었지만 우주항공청(우주청)은 지난해 메탄 추진제 기반 재사용 발사체로 개발 방향을 전환했다. 같은 해 12월 사업계획 적정성 재검토를 거쳐 변경 계획을 확정했다.
 한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 올해 2월 공개한 '차세대발사체개발사업 사업계획 적정성 재검토 보고서(재검토 보고서)'에서 기존 사업 착수 지연과 사업계획 변경 준비로 연구개발이 약 2년 지연됐다고 분석했다. 기술개발 목표 상향과 시험 인프라 부족 등으로 2032년까지 개발 일정을 준수하는 데 어려움이 있을 것으로 평가했다.
 사업 변경 이후 약 9개월이 지난 현재 항우연은 "변경된 사업계획에 따른 개발 일정에 큰 차질은 없다"고 설명했다. 박창수 항우연 차세대발사체사업단장은 사업 진척도에 대해 "숫자로 나타내기는 어렵지만 전체적으로 약 30% 수준에 왔다고 볼 수 있을 것"이라고 평가했다.
 현재 차세대발사체는 시스템 예비설계 단계다. 우주청은 지난 3월 시스템설계검토회의(delta SDR)를 열고 예비설계 단계 진입 여부를 검토했다. 박 단장은 "개념설계와 시스템설계가 마무리됐다"며 "예비설계 단계로 진입해도 된다는 검토 결과를 받아 현재 예비설계 단계라고 보면 된다"고 설명했다.
 차세대발사체 개발은 크게 두단계로 나뉜다. 1단계인 2028년까지 시험설비를 구축하고 발사체 설계를 완료한다. 2단계에서는 실제 엔진과 탱크 등 발사체 구성품을 제작·조립하고 시험한 뒤 발사체와 발사대를 결합하는 시험을 거쳐 발사한다.
 올해는 메탄 엔진 개발에 집중한다. 우주청은 오는 11월 메탄 엔진 예비설계 검토를 진행하고 엔진 연소시험설비의 기본설계도 수행할 예정이다. 박 단장은 "발사체 전체 개발이 함께 진행되고 있지만 엔진이 먼저 나와야 하기 때문에 올해는 엔진에 집중하는 것"이라고 설명했다.
 내년에는 발사체 전체와 발사대까지 포함한 시스템 예비설계 검토를 진행하고 2028년 말 상세설계를 완료한 뒤 2029년부터 구성품을 본격적으로 제작할 계획이다.
 압축된 발사 일정에 대응하기 위해 생산체계도 변경한다. 기존에는 연간 1기를 제작하는 환경을 구축할 예정이었지만 현재는 연간 2기까지 생산할 수 있도록 제조 환경을 설계하고 있다. 차세대발사체 설계는 항우연이 주도하고 체계종합기업인 '한화에어로스페이스'는 제작을 중심으로 참여한다.
 박 단장은 "한화에어로스페이스가 세부 구성품을 제작할 업체를 선정하며 관련 업체 선정은 1단계 기간 안에 완료될 것으로 예상한다"고 말했다.
 발사 임무도 이미 정해졌다. 2031년 첫 발사에는 성능검증위성을 탑재해 발사체가 위성을 정상적으로 궤도에 투입하는지 확인한다. 2032년에는 달 연착륙 검증선과 달 착륙선을 각각 발사한다. 첫 발사에 탑재할 성능검증위성은 아직 개발 주체와 구체적인 규모가 확정되지 않았다.
 기술적인 난도가 반드시 높아진 것만은 아니라는 평가도 나온다. 한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 메탄 추진제 기반 가스발생기 방식 엔진이 기존 계획의 다단연소 방식보다 개발 난도가 낮아 비용과 일정 측면에서 유리하다고 분석했다. 다만 메탄 추진제 개발 경험이 부족하고 재사용을 고려한 발사체 설계가 추가되면서 전체적인 기술개발 위험은 커질 수 있다고 평가했다.
 대학의 한 우주항공학과 교수는 "케로신에서 메탄으로 연료가 바뀐 것뿐 근본적인 발사체 설계 방식이 바뀐 것은 아니다"라며 "오히려 다단연소 방식을 사용하지 않는 것으로 변경돼 누리호 개발 경험을 활용할 수 있다"고 설명했다.
 이어 "설계를 변경하는 데 시간이 다소 걸릴지 몰라도 큰 기술적 장벽이 있다고 생각하지 않는다"며 "현재 일정에 반드시 맞춰야 한다"고 강조했다. 해외에서도 발사체 개발이 빠르게 진행되고 있어 추가로 일정이 지연되면 경쟁력을 잃을 수 있다는 우려다.
 ● '재사용' 차세대발사체, 2032년까지 실제 회수 검증 안해
 여러 우여곡절 끝에 개발의 약 30% 지점까지 도달한 차세대발사체는 이제 실제 제작과 시험을 앞두고 있다. 2031년 첫 발사와 2032년 달 탐사 임무를 성공적으로 수행하더라도 재사용 기술의 실제 검증은 후속 과제로 남는다. 계획된 일정에 맞춰 발사체를 완성하는 동시에 이후 재사용 실증으로 연결할 수 있을지가 차세대발사체 개발의 주요 과제가 될 전망이다.
 우주청은 지난 7월 발표한 '대한민국 우주항공 산업육성 전략안'에서 차세대발사체 재사용 기술을 신속하게 실증해 저비용·다빈도 발사체계를 조기 구축하겠다는 목표를 제시했다. 재사용 발사체 핵심기술 확보도 추진 목표에 포함됐다.
 그러나 이번 사업에서 확보하는 재사용 기술의 범위는 제한적이다. 박창수 단장은 "재사용 구성품은 모두 적용할 수 있도록 개발하지만 1~3차 발사는 전부 소모성 방식으로 진행할 예정"이라며 "재사용 검증은 2033년부터 이어서 추진한다"고 설명했다. 
 이번 사업에서 재사용 관련 기술 개발과 검증은 일부 진행된다. 재사용 구성품을 기술성숙도(TRL) 6단계까지 개발·시험해 실제 발사체 회수에 앞서 성능을 검증할 예정이라는 복안이다. 차세대발사체를 이용한 달 탐사 임무에서는 발사 성능을 최대한 확보하고자 재사용 관련 구성품을 제외하고 발사한다.
 항우연은 지난달 재사용 기술 시연체 비행모델 1호기 조립에 착수했다. 2028년 저고도 수직 이착륙 비행시험으로 재사용 핵심기술을 검증할 계획이다. 다만 시연체 시험 결과가 이번 차세대발사체개발사업에 곧바로 적용되지는 않는다.
 KISTEP도 이번 사업의 목표가 완성된 '재사용 발사체 확보'가 아닌 '재사용화 가능한 발사체 체계개발'이라고 평가했다. KISTEP의 재검토 보고서에 따르면 재사용 요소기술의 개발 목표인 TRL 6단계로는 이번 사업을 통해 재사용 기술의 일부를 확보하는 수준에 그친다고 판단했다. 박 단장도 "바다에 완전히 착륙하기 전까지 기술이 모두 확보됐다고 볼 수는 없다"고 설명했다.
 재사용 핵심기술을 확보하는 것과 재사용 기술을 일부 확보하는 것, 실제 재사용이 가능한 발사체를 완성하는 것은 모두 별개의 문제다. 항우연에서도 개발 범위 차이를 구분하기 위해 '재사용'화' 가능한 발사체'라는 표현을 사용한다는 설명이다.
 재사용 발사체 완성은 아직 확정되지 않은 후속 개발에 달려 있는 셈이다. 우주청이 제시한 로드맵은 2033~2035년 재사용 기술을 실증하고 2035년 이후 상업 발사서비스에 진입하는 것이다. 우주청은 2033~2035년 재사용 실증에 약 6000억원을 추가 투입하는 방안도 제시한 바 있다.
 KISTEP은 보고서에서 후속 개발 로드맵이 '선언적 수준'에 머물러 있다고 평가했다. 실증 사업을 책임질 주관기관과 민간기업의 역할, 예산 확보 방안 등이 불명확하고 후속 사업 승인과 예산 확보 여부에 따라 개발이 지연되거나 무산될 위험이 있다는 지적이다.
 KISTEP은 "당시 재사용 발사체 개발의 필요성은 인정하면서도 실제 기술 완성을 위해서는 후속 개발 단계까지 고려한 구체적인 기술개발 로드맵이 필요하다"며 "2032년까지 재사용 요소기술을 확보하더라도 실제 발사체 회수·재발사로 이어지기 위해서는 후속 개발사업의 추진체계와 재원 확보가 필요한 상황"이라고 밝혔다.
 [문혜원 기자 moony@donga.com]
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