한국 '발사체기술 개발' 국제사회 제약에 '지지부진'

국제사회 제약에'지지부진'

미사일 사거리 300㎞·추진체연료도 액체로 국한

인공위성 독자기술 불구 로켓개발 마음대로 못해

한국 '발사체기술 개발' 국제사회 제약에 '지지부진'

국제사회 제약에'지지부진'미사일 사거리 300㎞·추진체연료도 액체로 국한인공위성 독자기술 불구 로켓개발 마음대로 못해

이철균 기자 [e-mail]

북한의 미사일 발사로 한반도의 긴장이 고조되고 있다. 98년과는 달리 인공위성이냐 미사일이냐를 따지는 논란도 없다. 98년 사정거리 2,500km 안팎으로 알려진 대포동1호를 쏜 뒤, 북한은 인공위성 '광명성1호'를 발사했다고 주장했다.

이 같은 주장은 국제사회의 제재를 피하기 위한 제스쳐였지만 어찌 됐건 사정거리 2,500km에 달하는 미사일을 쏘아 올릴 수 있는 발사체 기술을 보유했다는 사실을 과시한 것 만으로도 북한은 충분한 성과를 거둔 셈이다.

북 미사일 발사로 인해 우리나라의 발사체 기술 수준에 대한 관심도 커지고 있다. 인공위성이건 미사일이건 이를 쏘아 올릴 수 있는 게 바로 로켓이다. 로켓에 위성을 달면 인공위성용 로켓이 되고, 탄두를 장착하면 미사일이 된다. 그러나 우리는 현재 로켓기술 개발에 국제사회에서 제약을 받고 있다. 이 때문에 기술 개발에 상당한 애로를 겪고 있다.

◇로켓개발 능력은= 로켓기술의 핵심은 사거리다. 인공위성을 우주로 쏘아 올리기 위해서는 공중으로 최소 100km 이상은 띄워야 한다. 이 같은 로켓은 미사일로 따지면 수천km 사정거리에 해당한다. 추진체를 개발할 수 있는 기술이 중요한 이유다. 그러나 우리나라는 추진체 기술 개발을 마음대로 할 수 없는 상황이다.

우리나라가 미사일 개발을 제한하는 미사일기술통제체제(MTCR)에 가입해 있기 때문이다. 이와 별도로 2001년 한미 미사일 협상을 통해 '사거리 300㎞, 탄두중량 500kg 이내의 미사일만 개발한다'는 미사일 지침에도 합의했다.

이에 따르면 시제품 개발과 시험발사를 하지 않는 조건에서는 300㎞이상의 군사용 미사일도 연구할 수 있지만 실제 개발할 수는 없다. 당초 180km 이하로 제한 돼 있던 사거리는 2001년에야 사거리 300km로 늘었다.

추진체에 들어가는 연료도 제한이 있다. 민간분야에도 적용된다. 민간용 로켓의 경우 사거리 규제 없이 무제한 개발, 시험발사, 생산은 가능하다. 그러나 연료방식은 액체로 국한돼 있다.

장거리 미사일, 혹은 인공위성을 쏘아 올리는 데 주되게 사용되고 있는 고체연료 방식의 추진체 개발은 할 수 없는 상태다. 인공위성은 독자적으로 만들 기술을 보유하고 있지만 추진체는 외국산을 써야 한다. 물론 액체연료 추진체를 개발하는 기술도 미국, 러시아 등에 비해서도 한창 뒤져 있다.

우리나라는 이 달 말 쏘아올릴 다목적 위성 아리랑 2호를 포함해 99년 발사한 지구관측위성 아리랑1호 등을 보유하고 있을 뿐 추진체기술 개발의 한계로 인해 우주개발에도 제약을 받고 있다.

물론 인공위성 개발 기술은 보유하고 있어, 카이스트의 우리별1호(92년), 우리별2호(93년), 우리별3호(99년), 한국항공대의 한누리1호 등은 모두 국내 대학이 독자적으로 개발한 것들이다. 한누리1호는 28일 발사된다.

◇인공위성과 미사일은 이란성 쌍둥이= 북한이 98년 대포동1호를 인공위성이라고 한 데는 나름의 이유가 있다. 로켓 상단부에 장착된 게 위성인지, 탄두 인지 확인이 되지 않은 상태에서 수 천 km를 날린 물체를 위성이라고 주장하면 증명할 방법이 없기 때문.

여기에서 공통점은 한 가지. 바로 로켓이다. 로켓에 탄두를 장착하면 미사일이 되고, 위성을 실으면 인공위성이 된다. 결국 장거리 미사일 발사도 인공위성 발사도 결국 로켓이 없으면 불가능한 셈이다.

인공위성은 지구의 궤도를 초속 7.9km로 돌아야 한다. 그렇지 않을 경우 지구로 떨어진다. 우주선은 지구를 탈출, 다른 행성으로 가기 위해서는 초속 11.1km가 되야 한다. 이 속도로 움직이도록 하는 게 바로 로켓이다.

지상에서 최소 100km는 밀어 올려야 이 정도의 속도를 가속시킬 수 있다. 때문에 인공위성 또는 장거리 미사일용 로켓은 3단 또는 4단으로 구성된다. 발사전 우주선의 형체가, 장거리 미사일의 전체 길이가 긴 것도 바로 로켓 때문이다.

3ㆍ4단 로켓은 고체연료, 1ㆍ2단 로켓은 액체 연료를 사용한다. 고체연료는 먼 거리를 가속도가 붙으면서 비행할 수 있기 때문에 인공위성, 장거리미사일에 사용되고 있다.

최무선 제작'走火'가 최초

● 한국 로켓기술 개발 역사

우리나라에서 로켓을 맨 처음 만든 사람은 고려 말엽, 1377년 왕립화약무기 연구소라고 할 수 있는 화통도감에서 화약을 비롯한 18가지의 화약무기를 연구하여 제작한 최무선이다.

그가 18가지의 무기 중에는 주화(走火)라는 것이 있다. 주화는 '달리는 불'이라는 뜻을 가지고 있다. 이 주화는 지금의 로켓과 같은 얼개, 같은 동작 원리를 갖추고 있기 때문에 한국 최초의 로켓인 셈이다. 주화가 이 땅에 처음으로 모습을 보인 정확한 해는 알 수 없지만, 최무선이 화통도감에서 활약한 시기를 1377년부터 화통이 문을 닫은 1387년까지로 본다면, 이 사이에 우리나라 최초의 로켓인 주화가 만들어졌다고 추측할 수 있다.

이 기술이 발전한 것이 바로 조선시대의 신기전(神機箭)이다. 신기전의 종류에는 대, 중, 소의 세종류가 있었다. 신기전 중 제일 큰 것은 대신기전인데 추진제를 담았던 통(propellant case)은 종이를 말아서 만들었으며 전체길이는 5.5 m로 약 2km정도를 비행했다.

종이로 로켓의 추진제통을 만드는 것은 18세기까지 전세계적으로 사용한 방법이며 우리나라의 대신기전은 종이로 만든 로켓 중에서는 세계에서 가장 큰 규모의 로켓이다. 우리의 대신기전과 비슷한 규모의 로켓이 외국에서는 1800년대 이후에나 등장한다. 신기전은 세종28년 3만3,000발을 만들어 북방의 4군6진을 개척하는 데도 사용됐다는 기록이 남아있다.

그러나 조선시대의 로켓개발 기술은 맥이 끊긴 채 중단되고 말았다. 그리고 1970년에 이르러서야 현대적인 로켓개발을 시작했다. 결국 98년에는 2단형 로켓을 개발했고, 2007년에는 전남 고흥의 150만평 부지에 우주선 발사기지를 건설, 본격적인 로켓개발 연구에 착수한다. 그러나 우리나라의 경우 로켓은 액체연료 추진체 개발만 허용되고 있어 한계가 있다. 물론 액체연료를 통해 로켓을 개발, 인공위성은 띄울 수 있다.

고체 추진제는 오랫동안 보관하여도 아무런 문제가 없으며 연소할 때까지 재질이 변하거나 폭발할 위험이 거의 없다. 또 액체 추진제와 달리 펌프 및 주입 장치가 따로 필요로 없다. 다만 연소를 멈추거나 시작하는 데는 어려움이 있다. 대부분 군사용 미사일 등에는 고체 추진체를 사용하고 있다. 반면 액체 추진체는 동일 시간 추진력이 고체연료에 비해 높다.

또 조종사들이 로켓의 연소를 쉽게 조절할 수도 있다. 그러나 액체 추진제는 다루기가 굉장히 까다롭다는 단점이 있다. 만일 연료와 산화제가 연소 되지 않은 상태로 섞이게 되면 폭발하는 경우가 발생한다. 액체연료 추진체 밖에 만들 수 없는 우리나로서는 넘어야 할 기술적인 벽인 셈이다.

입력시간 : 2006/07/12 16:08