달 착륙선 실을 ‘차세대 발사체’ 예타 통과…개발에 2조원 투입

향후 누리호와 역할 분담해 우주 임무 수행

한국형 발사체 누리호가 지난 6월21일 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되고 있다. 항공우주연구원 제공

한국형 발사체 누리호보다 성능을 높인 로켓인 ‘차세대 발사체’ 개발 사업이 예비타당성조사(예타)를 통과했다. 앞으로 10년동안 약 2조원이 투입된다. 차세대 발사체는 2032년 한국의 달 착륙선 수송에 활용된다.

과학기술정보통신부는 29일 개최된 국가연구개발사업평가 총괄위원회에서 차세대 발사체 개발 사업이 예타를 통과했다고 밝혔다. 이에 따라 차세대 발사체는 내년부터 2032년까지 10년간 개발되며, 총 사업비 2조132억원이 투입된다.

한국형 발사체(누리호)와 차세대발사체 성능 비교

자료 : 과학기술정보통신부

차세대 발사체의 가장 큰 특징은 힘이 세다는 점이다. 차세대 발사체는 총 2단으로 구성된다. 지구 중력을 뿌리치는 데 핵심적인 역할을 하는 1단은 100t급 액체엔진 5기를 한 데 묶은 클러스터링 방식으로 구성된다. 총 추력이 500t에 이른다. 2단에는 10t급 액체엔진 2기가 탑재된다.

이에 비해 누리호의 1단 추력은 75t급 액체엔진 4기가 만들어내는 300t에 그친다. 차세대 발사체가 뿜어내는 500t에 크게 못미친다. 2단에는 75t급 엔진 1기, 3단에는 7t급 엔진 1기가 실렸다. 종합적인 추진 성능에서 차세대 발사체가 크게 앞선다.

차세대 발사체는 추진력을 만드는 방식도 진보했다. ‘다단연소사이클 방식’을 쓴다. 누리호가 쓰던 엔진 방식보다 연소 효율을 10% 높일 수 있다. 특히 재점화와 추력 조절이 가능하다. 스페이스X의 발사체처럼 향후 재사용 발사체로 개량이 쉬운 연소 방식이다.

차세대 발사체의 가장 중요한 임무는 달 착륙선 수송이다. 차세대 발사체는 1.8t 중량의 물체를 달로 보낼 수 있다. 0.1t 수준에 그치는 누리호보다 훨씬 강하다.

차세대 발사체는 총 3회 발사한다. 2030년에 달 궤도 투입을 시험하는 성능검증위성을 수송하고, 2031년에는 달 착륙선 예비 모델을 쏜다. 달 착륙선 예비 모델은 월면 탐사장비를 싣지 않고 달에 착륙만 하는 임무를 띤다.

2032년에는 다양한 탐사 장비를 실은 달 착륙선 최종 모델이 차세대 발사체에 실려 달을 향하게 된다. 과기정통부는 “한국항공우주연구원 주도로 개발했던 나로호, 누리호와 달리 체계종합기업과 함께 차세대 발사체의 공동 설계에 들어갈 예정이다”고 설명했다. 체계종합기업은 설계와 제작, 조립, 시험, 발사 등 전 과정에 참여하게 되는데, 발사체 기술을 민간으로 확산한다는 의미를 가진다.

과기정통부는 향후 차세대 발사체와 누리호 간에 우주 임무가 분담될 것이라고 설명했다. 차세대 발사체는 지구 궤도에 대한 대형 위성 투입과 달 또는 화성 탐사선 발사를 맡는다. 누리호는 중량 1.9t 이하 지구 저궤도 위성 발사에 특화된다.