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[뉴스큐] 고체연료 기반 우주발사체 3차 시험발사 성공...민간위성 탑재

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■ 진행 : 이광연 앵커, 나경철 앵커
■ 출연 : 장영근 국가안보전략연구원미사일센터장

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기 바랍니다. 인용 시 [YTN 뉴스큐] 명시해주시기 바랍니다.

[앵커]
그제 국내 기술로 개발한 우리 군의 정찰위성 1호기가 성공적으로 발사된 데 이어 오늘은 국방부가 고체연료 우주발사체 3차 시험발사에 성공했습니다.

지난해 1, 2차 시험 발사에 비해 얼마나 발전했고 이번 발사 성공에 어떤 의미가 있는 건지 전문가 모시고 자세한 얘기 나눠보겠습니다. 장영근 한국국가전략연구원 미사일센터장나와 계십니다. 어서 오십시오.

결국 키워드를 몇 개 뽑아보면 고체연료 발사했다. 민간위성을 실었다. 킬체인은 확보됐다 아니겠습니까? 차근차근 질문드리겠습니다. 일단 오늘 성공을 했거든요. 3차 시험발사 성공. 어떤 의미가 있는 겁니까?

[장영근]
일단 저희가 그동안 민간에서 항공우주연구원에서 액체로켓에 기반한 발사체들을 시험 발사를 많이 했죠. 그래서 지난 5월에도 누리호 3차 발사를 했었고요, 큰 거고요. 그리고 이번에 고체추진체 기반의 발사체를 개발했는데 먼저 작년 3월, 12월 두 번에 걸쳐서 시험을 했어요. 그 당시에는 1단 로켓모터를 안 쓰고 2단, 3단, 4단만 써서. 그리고 실제 인공위성은 더미 위성체를 넣어서, 그래서 어느 정도 일정한 고도만 올리는 걸로 시험을 했죠.

그 당시에는 1단 로켓이 제일 커야 되는데. 왜냐하면 1단이 보통 지구 중력을 극복하고 올라야 되기 때문에 엄청 커야 됩니다. 그런데 그 당시에는 그게 없었고요. 그래서 이번에는 아마 1단 대형 고체로켓 모터를 개발을 해서 그래서 1단, 2단, 3단, 4단이 아니고 2단은 작년에 검증을 해서 그걸 빼고 3단, 4단을 얹은 겁니다. 그래서 세 단으로 발사를 했고 대신 이게 발사 용량이 적은 거죠, 2단을 뺐기 때문에. 그래서 약 100kg의 짜리 위성을, 초소형 위성을 얹어서 650km 정도 고도를 전개한 거죠.

[앵커]
그렇다면 그 정도, 그러니까 100kg의 위성, 고도 650km를 성공했다면 최종적으로 우리 목표가 어느 지점에 있을까요?

[장영근]
일단 군 쪽에서 얘기하기로는 기본적으로 내후년까지 약 500kg을 고도 600km에 올릴 수 있는. 지금은 2단을 빼지 않았습니까? 그래서 1, 2, 3, 4단을 기존에 개발했던 걸 다 뭉치면, 그걸 조립시험을 하면 그것도 상당히 시간이 걸리는 거죠. 왜냐하면 통합을 해야 되니까. 그래서 그렇게 하면 아마도 한 500km 정도 올리는 거고요.

[앵커]
위성의 중량을 늘리는 거네요.

[장영근]
늘리는 거죠. 왜냐하면 누리호는 지금 현재 1.5톤을 올릴 수 있습니다. 약 500~700km 고도를. 궁극적으로는 고체로켓 모터를 기반으로 한 우주발사체도 2026, 2027년까지는 1톤 정도를 올릴 수 있게 확장하겠다는 게 계획입니다.

[앵커]
방금 전에 지난해 3월, 11월 1, 2차 시험발사와 다른 측면을 설명해 주셨는데 우리가 고체연료 발사, 액체연료 발사. 북한의 움직임이 있을 때마다 많이 설명은 들었는데. 다시 한 번 차이점을 설명해 주시죠.

[장영근]
사실 고체추진제 모터를 사용한 발사체도 마지막 제일 위에 있는 걸 3단이라고 하는데요. 그게 만약에 4개를 쓴다고 하면 4단. 그거는 보통 액체를 써요. 왜냐하면 마지막에 내가 인공위성을 정밀하게 궤도에 놓기 위해서는 껐다 켰다를 반복해서 들어갑니다. 그런데 사실 고체는 한 번 태우기 시작하면 한 번밖에 타지 못하거든요. 그래서 중단을 하면 그대로 끝나거든요. 성냥이 대표적인 고체 추진체입니다. 성냥불을 붙였는데 다 타기 전까지 우리가 중단할 수가 없잖아요. 그런 개념이라고 보시면 되겠고요.

그래서 결국 대부분 위성발사체는 액체로켓을 사용한다. 왜냐하면 액체는 일반적으로 출력을 굉장히 키울 수 있다는 거고요. 그래서 액체를 쓰는데 간혹 고체는 작은 용량의 인공위성을 쏠 때, 그것도 시급히 적시에 쏠 때. 예를 들면 대형 위성발사체들은 여러 위성들을 동시에. 많이 들으셨겠지만 일론 머스크가 운영하는 스페이스X의 펠콘9이 이 친구가 200km 정도 고도의 한 22.8톤 정도를 쏴요.

그러니까 많은 인공위성을 동시에 쏘는 거죠. 많을 때는 100개 이상도 쏩니다. 그런 데 쏘면 기다려야죠. 대신 고체 작은 건 우리가 원할 때 적시에 쓸 수 있다. 그리고 그걸 우리가 신속하게. 고체로켓은 액체로켓과 달리 발사하는 데 시간이 굉장히 짧게 소진되는 거죠. 따로 추추진체, 연료, 산화 이런 게 필요없다 보니까. 그런 면에서 강점이 있다.

[앵커]
액체추진은 무거운 위성, 많은 위성을 실어야 이익을 낼 수 있는 거고. 또 고체는 원하는 곳에 단기간에 내릴 수 있다. 맞습니까?

[장영근]
그런데 하여튼 그래도 단가는 고체는 조그만 위성을 올리잖아요. 이러면 조그만 위성을 할 때 만약에 펠콘9 같은 데 발사비가 굉장히 저렴합니다. 킬로그램당 5000달러 정도 되는데 아직도 고체는 작은 위성이지만 굉장히 비싸죠. 대신 적시에 우리가 원할 때 쏠 수 있는데 강점이 있는 거죠.

[앵커]
그러면 고체연료 발사체 기술이 선진국들과 비교했을 때 우리나라가 어느 정도 수준에 와 있는 건가요?

[장영근]
일단 우리가 고체 추진체 로켓을 개발한 게 개발한 게 1970년대부터니까요. 이미 박정희 정권 시대 때부터 개발을 해 왔고요. 그러다 보니까 적어도 고체 추진체 로켓은 대부분 다 우리가 탄도미사일용으로 개발을 했거든요, 그동안. 현무 시리즈가 그런 거고요. 그러다 보니까 상당한 기술력을 축적하고 있다. 이런 얘기고. 평균적으로 똑같은 크기의 로켓 모터를 쓴다고 하면 북한의 로켓 모터보다 1.5배 정도의 출력이 더 나온다. 그 얘기는 뭐냐 하면 추진체 조성에 대한 연구라든가 고체 추진체 로켓 모터에 대한 연구를 굉장히 많이 해 왔다. 그래서 그런 부분은 상당히 자신 있다는 의미죠.

[앵커]
선진국과 비교해 주셨는데. 북한과 비교하면 어떻습니까?

[장영근]
북한과 그렇다는 거고요. 왜냐하면 미국은 굉장히 오랫동안 했거든요. 우리보다 훨씬 오랫동안 개발을 해 왔다. 그리고 북한은 대부분 미사일들이 단거리는 그렇게 많지 않고요. 대부분 다 ICBM이죠. 그러다 보니까 그게 대부분 다 고체고요. 그래서 북한은 더 이상 탄도미사일은 액체로켓이 없습니다. 그리고 발사체는 대부분 액체를 쓰고 있고요. 다만 고체로켓 모터를 사용한 발사체가 일부 있다. 그것들은 상당히 제한적으로 있다는 거고요.

[앵커]
이번에 발사장면을 저희가 영상으로 보니까 바다 한가운데서 발사를 하더라고요. 그러니까 지난 1, 2차 시도 때도 서해상에서 바지선에서 발사했고 이번 3차에 제주도 중문 앞바다에서 바지선으로 해서 발사했습니다. 그러니까 육지가 아닌 해상에서 발사하는 이유, 또 이점이 어디에 있을까요?

[장영근]
쉽게 얘기하면 우리가 보통 처음 시험발사를 할 때 대부분 다 바닷가에서 합니다. 왜냐하면 혹시라도 얘가 자세를 잘 못 잡으면 그냥 공중에서 폭발을 시켜야 되거든요. 혹시라도 육지로 들어오면 안 되니까. 그러면 굉장히 많은 인명 피해라든가 재산 피해가 나오니까요. 그리고 이전에 1, 2차 발사는 서해안에서 하니까 그건 더미를 쓴 거예요.

그러니까 실제 인공위성이 아닙니다. 그런데 우리가 만일에 실제 이번처럼 인공위성이 고도 650km 저궤도까지 들어가야 된다고 하면 아무래도 남쪽 바다에서 쏘는 게. 왜냐하면 거기서부터 개발지니까. 그렇게 해서 고도으로 올려가면서 올라가서 1단, 2단 떨어뜨리는 거죠. 그러면서 대부분 다 해양에 떨어뜨릴 거고요. 그렇게 하면서 안전하게 발사할 수 있는 거죠.

[앵커]
그러니까 안전의 측면에서도 효과적이고 비용적인 측면에서도 또 다른 게 있을까요?

[장영근]
아까 말씀드렸지만 추력 대비는 아마 고체가 더 저렴할 거고요. 그렇지만 아까 말씀드린 대로 고체 추진체의 위성발사는 대형화 되기가 어렵다. 그러다 보니까 실제로 비용 측면에서 보면 액체를 써서 많은 위성을 동시에 쏠 때는 킬로그램당 무게를 보면 훨씬 액체가 저렴하다고 보시면 되겠습니다.

[앵커]
육지 발사보다 해상 발사가 좀 더 안전, 비용 측면에서 효과적이다. 그런데 물리적인 환경 측면에서 1, 2차는 지난해 3월, 12월이었고 이번에도 12월이었거든요. 혹시 발사 시점과 관련된 기온을 둘러싼 환경이, 예를 들면 기온이 차가워야 되거나 그런 게 있습니까?

[장영근]
그런 건 없습니다. 우리가 준비한 게 우연히 겨울이다, 이렇게 된 거죠. 기온 때문에 문제가 되는 건 없고요. 다만 우리가 발사를 할 때 예를 들면 내가 특정 궤도를 놔야 되잖아요. 그러면 특정 궤도에 놓고 영상을 촬영하는 위성 같으면 특정 시간에 인공위성이 어디를 찍을 수 있도록 돌아야 된다. 그러면 거기에 맞춰서 내가 하루 중 몇 시에서 몇 시 사이에 쏜다, 그런 거는 정해지긴 하죠. 이제 보통의 경우는 오히려 환경 조건은 예를 들면 이런 거죠. 만일에 구름이 굉장히 많이 껴서 전하를 띤 입자가 구름이 많다. 그러면 인공위성의 전장품들하고 간섭이 일어날 수 있거든요. 그러다 보니까 그런 걸 피하는 거죠. 그럴 때는 못 쏘는 거죠. 그렇지만 기온하고는 큰 연관은 없습니다.

[앵커]
이번에 실제 위성을 같이 쏘아 올렸는데 원래는 더미위성을 쏘아올리려고 했다고 전해지고 있거든요. 그런데 이번에 올린 실제 위성과 최종 발사 때 제작한 위성을 쏘아올리는 것과는 무게와 크기가 다른 차원이겠죠?

[장영근]
이번 위성은 제가 알기로는 원래 연구사업으로 해서 지상 모델로 개발했다는 거고요. 이걸 쏴서 실제로 얼마큼 우주 환경에서 견디느냐. 그래서 얼마큼 작동 성능을 보여줄 수 있느냐를 검증하기 위해서 이왕이면 그냥 이번에도 시험발사지 않습니까? 그러면 시험발사라는 게 목함, 그 얘기는 무슨 얘기냐면 모사체를 올리는 거거든요, 실제 위성은 아니고. 무게만 크기만 인공위성처럼 생긴 거죠. 그런 걸 쐈는데 이번에는 실제 운용할 수 있는 걸 쏴서 검증을 해보자. 이왕 위성이 있으니. 그런 개념에서 그 말이 나온 겁니다.

[앵커]
국방부가 궁극적으로 최종 발사 때 국방과학연구소가 제작한 위성을 올리겠다고 했는데 궁극적인 시점은 언제인가요? 2025년 얘기도 있고요.

[장영근]
실제로 쏘면 2026년, 27년 이후가 되는 거죠. 국방부에서 엊그제 425위성 그래서 쏘지 않았습니까? 그거 말고 군집위성으로 수십 기를 쏘는 걸 계획하고 있어요. 현재 설계 중인데. 그래서 그 위성을 발사할 수 있다는 거죠. 그래서 아마 제가 생각하기에는 2026년, 27년쯤에 만일에 1000kg을 위성 무게를 올릴 수 있는 발사체를 확정하는 걸 계획으로 되어 있고요. 그러면 이 위성을 쏠 수 있는 거죠. 현재 개발 중인 위성을.

[앵커]
지난해 두 차례 시험발사도 그랬고 이번에도 예고 없이 발사를 했단 말이죠. 그런데 지난해 저희 보도를 기억해 보면 2차 발사 때 시험발사가 예고 없이 진행돼서 이거 북한 미사일 아니냐, UFO 아니냐 이런 얘기도 돌았었는데 이렇게 발사 시점을 공개하지 않는 이유는 어디에 있을까요? 추가적으로 그때 황혼현상 때문에 그런 게 있어서 저희가 황혼현상이 어떤 개념인지 정리해 봤는데.

[장영근]
쉽게 얘기하면 이런 겁니다. 인공위성이 황혼이라는 게 뭐냐 하면 예를 들면 지상에서는 캄캄한데 비행기 타고 올라가면 환하거든요. 그건 뭐냐 하면 지구가 둥그니까 햇볕이 저쪽에서 비추면 지상에서는 내가 여기 있는데 어두운 거고요. 내가 이미 비행기를 타고 지상이 어둑어둑한데 올라가면 훤하거든요. 그런 거하고 똑같은 거예요. 그걸 황혼현상이라고 하고요. 그러다 보니까 얘가 지상에서 쏠 때는 밤에 약간 여명, 황혼이죠. 그런 상태에서 쐈는데 올라가다 보니까 저쪽에서 햇빛이 비추니까 이게 빛나는 거죠. 그래서 그 현상이 나타난 겁니다.

[앵커]
예고하고 쏠 수는 없는 겁니까?

[장영근]
그 당시에 그거를 그렇게 나타나는 걸 생각을 못 했던 거죠, 군에서. 그래서 사람들이 많이 놀랐던 거죠. 이게 뭐냐, 이렇게 됐던 거고요. 원래는 아마 군에서 현재 이런 걸 발사하는 것들을 여러 가지 정치적인 요소나 또는 기술적인 요소를 고려해서 발표를 안 하는 겁니다. 민간하고 달리. 민간은 누리호 같으면 벌써 이미 다 이전부터 공지가 돼서 하니까. 그리고 실제로는 내부적으로 다 알고 있는 거죠. 일반인들한테만 공개가 안 되는 거죠.

[앵커]
민감한 측면이 있어서 아니겠습니까? 그중의 하나가 대륙간 탄도미사일 같은 미사일 탑재로켓과 유사한 구조가 있기 때문에 그런 질문을 받았는데 국방부는 그 용도로, 그러니까 위성은 목적이 다르다, 이렇게 설명을 했거든요.

[장영근]
기본적으로 이런 겁니다. 기술적으로만 보면 지금 우리가 1단 로켓을 이번에 쓰지 않았습니까? 대형 로켓이에요. 그러면 이런 정도를 ICBM에 1단으로 쓸 수 있는 겁니다, 이론적으로는. 그러니까 기본적으로 고체로켓 모터는 공유할 수 있어요. 그걸 다 알고 있는 거고요. 다만 우리 입장에서는 그건 ICBM 같은 게 우리 사정에서 필요가 없기 때문에 그걸 만들 필요가 없다. 그런 의미로 해석하시면 될 것 같고요.

[앵커]
그제 우리가 쐈던 우리의 군사정찰위성에 대한 이야기를 나눠보면 이 위성의 북한 위성의 100배 성능이다, 이런 얘기가 있는데 그 정도가 되는 건가요?

[장영근]
사실 100배 성능이라는 걸 표현하기가 참 어렵죠. 그러니까 기술적으로 보면 우리 위성은 해상도가 0.3m고. 북한 위성은 3m인지 1m인지 5m인지 아직 몰라요. 대략 3m라고 가정하면 그러면 10배잖아요, 물리적으로. 그런데 우리가 해상도를 얘기할 때는 가로, 세로가 예를 들면 0.3m다 그러면 가로, 세로가 30cm인 물체를 하나의 픽셀, 점으로 나타낸다. 그래서 얘가 뭔지를 구분할 수 있다는 거거든요. 그보다 작으면 구분 못하는 거예요.

그러면 3m면 가로, 세로가 3m인데. 이게 10배이지 않습니까? 가로도 10배, 세로도 10배. 그러니까 그걸 곱하면 100배가 되는 거예요. 이론적으로는 100배인데 그럼 100배 성능이라는 게 실제 영상에서는 어떻게 나타나느냐 그거 구분하기 어렵죠. 말이 이론적으로 그렇게 곱해 보니까 100배다라는 거지, 그럼 100배가 어느 정도의 해상도 차이가 있느냐 얘기하기는 어렵다는 거고요. 그거는 실제 영상을 보면 영상을 많이 본 사람들은 딱 보면 전체 크기에 비해서 어느 정도 명확도 이런 걸 보고서 해상도를 추적할 수 있는 거죠.

[앵커]
아무튼 고체연료 우주발사체 3차 시험 발사. 그리고 군사정찰위성 성공과 함께 묶어서 감시 사각지대가 줄었다, 이렇게 평가를 하는데. 끝으로 어떤 의미가 있는지 다시 한 번 짚고 마무리하겠습니다.

[장영근]
아직은 이 위성이 본격적으로 쏘는 위성은 아니고요. 아까 말씀하신 것처럼 우리가 2026년, 27년 이후에 초소형 위성들을 쏠 겁니다. 그때 쏘는 위성이 진짜군사적 효용성을 갖는 위성이라고 보시면 되겠고요. 이번에는 시험발사를 했기 때문에 실질적으로는 군사적으로 활용성이 있는 그런 시험은 아니다. 이렇게 보시면 되겠습니다.

[앵커]
알겠습니다. 장영근 국가안보전략연구원 미사일센터장과 함께 여러 가지 의미 짚어봤습니다. 고맙습니다.




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