삼세번 만에 성공한 나로호 발사 기술력을 발판으로 올해는 우주 강국이 되기 위해 더욱 매진할 것입니다.”

김승조 한국항공우주연구원 원장은 2014년 새해를 맞는 감회가 남다르다. 지난해 피 말리는 고통 끝에 나로호 발사에 성공한 데 이어 올해는 우리나라가 의욕적으로 추진하는 달 탐사 프로젝트가 본격적으로 시작되는 해이기 때문이다. 정부는 2020년까지 한국형 발사체에 달 궤도선과 착륙선을 실어 달 탐사에 나선다는 목표를 세웠다.

지난해 1월 30일 세 번째 시도 끝에 성공한 나로호는 러시아와의 협력에도 불구하고 계속된 실패와 발사 연기로 따가운 시선을 받았다. 하지만 시행착오가 한국형 발사체 개발에 오히려 보약이 되고 있다. 김 원장은 “한 번에 성공했다면 알지 못했을 기술적 요소를 오히려 많이 알게 됐다”며 “당시 실패 원인을 분석하기 위해 러시아와 수많은 기술적 논쟁을 벌여왔던 게 기술력 향상에 거름이 됐다”고 말했다.

나로호 성공 이후 항우연은 지난해 발사체 설계 디자인에 총력을 기울여왔다. 시험용 30ｔ급 엔진 개발을 완료하고 실제 발사체에 탑재될 75ｔ급 엔진 설계도 마무리 단계다. 달 착륙선을 실어 나르는 한국형 발사체는 75ｔ급 엔진 4개를 연결해 만들어지므로 75ｔ급 엔진 개발이 달 탐사의 핵심이라고 할 수 있다.

항우연은 올해 상반기까지는 엔진의 심장부라고 할 수 있는 터보 펌프에 대한 시험과 연소시험 등을 통해 엔진 성능을 점검할 예정이다. 연소시험은 마치 로켓 하나를 쏘아 올리는 듯한 효과가 있는 대규모 시험이다. 김 원장은 “올해뿐 아니라 앞으로 한국형 발사체 개발을 위해 2020년까지 지루한 시험의 연속이 될 것”이라며 “엔진만 200번 이상 시험해야 하기 때문에 발사체 엔진은 적어도 50개 이상 필요할 것”이라고 설명했다.

기업 지원이 필요한 이유가 여기에 있다. 50개 이상 시험 엔진을 만들기 위해서는 산업체 협력 없이는 불가능하다.

75ｔ급 엔진 개발이 완료되면 2017년에는 페어링(인공위성의 보호덮개) 분리 등 로켓 제어 시스템을 테스트하기 위한 시험 발사가 이뤄진다. 발사체 개발과 함께 우주 강국으로 거듭나기 위한 또 하나의 목표가 탐사선을 달 표면에 착륙시키는 것이다. 달 탐사선을 통해 얻는 과학적 성과도 막대하겠지만 세계 만방에 우리의 우주 기술을 보여줄 수 있는 기회다.

달 탐사 프로젝트는 미국과의 협력이 유력시된다. 미국은 화성이나 외계 우주 탐사에 주력하고 있기 때문에 달 탐사는 우선순위에서 밀려 있다. 따라서 달 탐사는 외국과 협력해 진행할 계획인 것으로 알려졌다. 김 원장은 “미국은 달에서 한 번도 햇빛이 쬐지 않는 곳에서 얼음을 발견한다는 목표로 우리나라 달 탐사선 계획에 협력할 것을 고려하고 있다”며 “미국과 협력할 경우 선진 우주 기술력과 노하우를 배울 수 있는 기회가 될 것”이라고 전했다.

달 탐사는 위성 기술 개발과 더 밀접한 관련이 있다. 지금까지 저궤도 위성 5개와 정지궤도 위성 1개를 쏘아 올렸던 노하우를 바탕으로 한국형 발사체만 개발되면 바로 시행할 수 있을 것으로 예상된다.

김 원장은 “인공위성이 지구에서 타원 궤도를 돌 때 가장 먼 지점에서 달 쪽으로 궤도를 조정하면 달 탐사선으로 갈 수 있다”며 “달 궤도에 안착시키는 추력 기술 개발 등은 7년 안에 성공할 수 있을 것”이라고 말했다.