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한국의 우주기술 현황과 전망
< 기고문> 한국항공우주연구원 김승조 원장
2013년 06월 15일 (토) 14:40:53 편집팀 bds21@
   
▲ 한국항공우주연구원 김승조 원장

2013130, ‘나로호가 세 번의 도전 끝에 드디어 위성을 우주궤도에 올릴 때의 기억이 아직도 생생하다.

나로호 발사 성공으로 우리나라는 자국에서 자국의 위성 발사에 성공한 나라로 우주개발 역사에 기록됐다.

발사체 개발과 발사를 통해 우리의 우주개발 역량을 국제적으로 인정받는 계기가 됐고, 연구원들은 발사체 개발에 대한 자신감을 갖게 되었다.

나로호개발에서 발사에 이르는 과정을 통해 다른 분야의 기술과 산업에 미친 파급효과 또한 적지 않은 것으로 평가되고 있다.

그리고 무엇보다 국민에게 자긍심을 되찾게 하고 우주강국에 대한 희망을 다시 심어줄 수 있게 된 것이 가장 기쁘고 다행스런 일이다.

대한민국의 국격을 높이고, 과학의 대중화와 이공계 활성화에도 기여할 수 있을 것이다. 이제 나로호 개발과 발사 과정에서 얻은 경험과 기술력을 바탕으로 독자 발사체 개발에 주력하는 것이 우리에게 주어진 가장 큰 과제다.

우선 가장 중요한 목표는 1.5톤급 실용 위성을 발사할 수 있는 한국형발사체 독자 개발을 앞당겨 2019년경에 시험 발사함으로써 완전한 우주기술 자립의 발판을 마련하는 것이다.

우선 2017년경에 75톤급 액체로켓엔진을 시험 발사한 , 75톤 엔진 4기를 묶어서(클러스터링) 1단으로 하고, 75톤 엔진 1기를 2으로 하며, 7톤 엔진을 3단으로 하는 3단형 발사체를 2019년경에 발사할 계획이다.

한국형발사체는 1.5톤급 실용위성을 지구저궤도에 투입할 수 있는 3단형 발사체로서 독자적 액체 엔진 및 추진 시스템 개발에 필요한 시험설비 구축을 우선적으로 진행하고 있다.

75톤 엔진(가칭 우레)은 이미 대부분의 핵심부품인 연소기, 터보펌프, 가스발생기 등이 설계제작되어 시험을 기다리고 있다.

나로우주센터는 추가시설과 장비를 구축하고 운용기술을 개발해 한국형 발사체 개발에 활용할 계획이다. 나로호 개발과 발사를 통해 얻은 기술과 경험, 그리고 자신감이 한국형발사체개발에 좋은 밑거름이 될 것이다.

개발을 완료하여 우리나라의 자주적인 우주개발 능력을 전 세계에 과시한 이후, 2020년 달탐사에 이어, 해외시장에서의 저궤도 실용위성 발사 서비스 등 위성 상업발사도 이룰 수 있을 것이다.

이러한 한국형발사체 개발 계획은, 최근 국내 위성 발사 수요 증가와 세계 상업 발사 시장 패러다임 변화를 기회로 상용 발사국으로 발돋움하기 위하여 일정을 앞당긴 결과이다.

실제로 지난 418일 미래창조과학부 업무보고에서도 한국형발사체를 ‘19년에 발사하겠다는 강한 정부의지가 표명되기도 하였다.

그동안 우리나라는 선진국과의 우주개발 격차를 좁히기 위해 부단히 노력해왔다. 우주선진국보다 3~40년 늦게 시작한 우리나라의 우주개발은 그동안 선진국 추격형 개발로 이루어져 왔다.

우리나라는 1990년대 초 과학로켓다목적실용위성개발을 시작으로 우주개발사업에 본격 착수하였다. 인공 위성은 지금까지 9기의 위성을 개발하여 선진국 수준에 도달하였다.

현재 과학 기술위성3, 다목적실용위성 3A, 5, 6, 정지궤도복합위성, 차세대 중소형위성 등을 개발 중에 있다. 발사체는 과학로켓 1(‘93), 2(’98) 개발로 고체추진 로켓기술을 확보하고, 액체추진 과학로켓 3(’02) 개발에 이어, 3차례 나로호 발사('09, ‘10, ’13)를 통해 발사체 체계 기술, 발사체상단 개발기술 등을 확보하였다.

독자적 우주 발사 능력을 조기에 확보하기 위해서는 국민의 지지와 국가의 투자가 필요하다. 국민 1인당 연간 우주개발 비용 부담액이 미국은 14만원, 프랑스는 5만원, 일본은 3만원인데 비해 우리나라는 6천원 내외에 불과하다.

최근 여론조사(2013.2, 연합뉴스)에 의하면 우리나라 국민들의 80% 정도가 1인당 1만원 이상의 예산을 적정 수준으로 여기고 있다. 앞으로 우리나라 우주기술이 창조경제를 선도할 수 있도록 국가 차원의 정책적 지원과 국민 여러분의 성원과 지지가 계속되어야 할 것이다.

이제 선진국 추격으로 이룬 우주 개발의 질을 한 단계 높여야 할 시점이다. 이를 위해서는 무엇보다 장기적이고 종합적인 비전 수립이 우선되어야 한다.

항공우주개발이 지속가능하게 이루어지기 위해서는 우리나라 능력에 맞는 연구분야를 설정해야 하며, 산업체의 적극적인 투자가 이루어지도록 실현가능한 비전을 보여주어야 한다. 현재 우주시장은 2011년 기준 2,900억 달러(The Space Report 2012)에 이르는 것으로 파악되는데, 미래에는 우주시장 규모가 더욱 커질 것으로 전망되고 있다.

우주개발 비전을 마련하는데 있어서 전제되어야 할 것은 우주개발이 지속적으로 가능하기 위한 효율적인 투자와 개발 전략이다. 우주 기술개발은 정부 지원에만 의존해서는 지속성을 갖기 어려워 산업체의 투자가 가능한 조건이 조성되어야 한다.

그렇게하기 위해서는 우리의 우주개발 목표가 한국형발사체 개발과 달탐사 등에 머물러서는 안 되며, 이러한 성과가 대한민국의 상업발사에이어져야 한다. 이를 위해서는 개발한 발사체의 신뢰성만이 아니라 발사체 제작비용의 경제성도 곁들어져야 한다. 한국형발사체 설계개발이 시작되고 있는 이 시점에 우리가 명심해야 할 사항이다.

한국형발사체 독자 개발로 우주기술 자립의 발판을 마련한 이후에는 지구정지전이궤도에 3, 지구저궤도에 8톤 이상의 위성 발사가 가능한 발사체를 개발하고, 그 이후 단계에서는 지구저궤도에 20톤 이상의 대형화물 발사가 가능한 대형 발사체를 개발할 수 있을 것이다.

발사능력이 중대형 크기를 넘어서면 우주공간에는 우주호텔, 우주공장, 우주태양광발전소 등이 설치될 수 있고, 산업체가 투자하는 상업적 구축도 있게 될 것이다. 또한 나로우주센터의 시설 및 장비를 확장하여 한국형발사체 임무 수행이 가능하도록 한 이후 중대형발사체를 위해서는 정지궤도 위성발사에 유리한 적도 인근 공해상에서의 해상발사도 준비할 수 있을 것이다.

그리고 2030년대에는 항공기술 발전과 병행하여 가칭 우주공항에서 이착륙이 가능한 재사용 가능 우주비행기를 개발할 수 있다.

대통령 후보자 토론회에서 박근혜 대통령은 2020년까지 달에 탐사선을 보내겠다는 의지를 표명하여 우주분야 종사자들을 흥분시켰다.

달 탐사선을 개발하는 입장에서는 기존 계획상의 ‘18년경 달궤도선, ’20년경 달착륙선 착수시점을 앞당겨 당장이라도 사업진행이 이루어진다면, 오히려 7~8년 정도의 개발기간을 확보하게 되어 안정적인 예산 및 개발인력에 대한 지원을 전제로 ‘20년까지 달 탐사선 발사가 충분히 가능한 것으로 판단된다.

과학기술과 우주개발에 대한 정부의 강한 의지에 힘입어 우리나라에도 우주탐사와 우주과학을 아우르는 선진국 형태의 우주개발이 탄력을 받을 것이라는 기대가 크다.

우주시대는 이미 우리 눈앞에 다가와 있다. 앞으로 우리나라 우주기술이 국민경제의 신성장동력이 되고 창조경제를 선도할 수 있는 축이 되기 위한 노력은 지속될 것이다.

◆ 김승조 원장 프로필

1950년생인 김원장의 프로필은 다음과 같다.

<학력>

텍사스대학교오스틴캠퍼스 대학원 기계항공공학과 박사

텍사스대학교오스틴캠퍼스 대학원 기계항공공학과 석사

서울대학교 항공우주공학과 학사

<경력>

한국항공우주연구원 연구원장

국가정보원 자문위원

서울대 공과대 항공우주과학과 학과장

국방과학연구소 연구원

 

 

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