대한민국 고체 연료 발사체 제한 해제 - 고체 연료 로켓이란?

2020년 07월 28일 '한미 미사일 협정 개정'이 있었습니다. 1979년 한미 미사일 협정에 의하여 제한을 받아오던 대한민국의 고체 우주 발사체의 사용 제한이 금일부로 해제가 되었습니다. 이에 대한민국의 군과 민간 연구 기관, 민간기업은 아무런 제약을 받지 않고 고체 우주 발사체의 제한 없는 연구, 개발과 보유가 가능합니다. 800Km의 사거리 제약은 그대로지만 우선적으로 급한 고체 연료 사용 제한을 우선적으로 협상한 것이라는 전문가들의 분석이 있었습니다. 그럼 사거리 제한 해제 보다도 우선적인 협상 대상인 우주발사체 고체연료 사용 해제는 어떤 의미가 있으며, 어떤 영향을 주게 될지 궁금해집니다. 그래서 이번 글은 '우주 발사체 고체 연료 사용 제한 해제'의 의미와 고체 연료 발사체의 특징과 장점에 대하여 다루어 보려고 합니다.

흔히 로켓 추진 방식에는 '고체 추진 발사체'와 '액체 추진 발사체'라고 부르는 형태의 로켓들이 존재를 합니다. 한국형 우주 발사체 '나로호'와 '누리호'는 액체연료를 사용하는 액체추진 발사체입니다. '나로호'는 두 차례 발사에 실패를 하며 액체 로켓 엔진과 운용 기술이 매우 어려운 기술임을 단적으로 보여주었습니다. '누리호'는 75톤급 대한민국 자체 제작 액체 연료 로켓 엔진을 사용하는 방식으로 2021년 봄 발사를 앞두고 있으며, 몇 차례의 테스트에서 안정적인 성능을 보여주었습니다. 액체 로켓 엔진은 구조가 복잡하며, 액체 엔진을 발사 전에 주입을 하여야 한다는 점, 이동이 어렵고 제작에 비용이 많이 든다는 점이 단점으로 들 수 있습니다. 하지만 추진력이 강하다는 큰 장점이 있습니다.

주로 저궤도와 미사일로 주로 사용이 되는 고체 로켓은 고체 연료를 사용하여 추진력을 얻게 되며, 구조가 비교적 단순하여 연소실에서 고체 연료에 점화를 하여 추진력을 얻는 방식의 로켓을 말합니다. 고체 추진체 발사체는 액체 추진에 비하여 로켓의 구조가 단순하여 제작이 용이합니다. 발사체의 제작 비용 또한 액체 로켓에 비하여 저렴하여 경제적이며, 고체연료의 가격은 액체 로켓의 연료보다 비용이 10분에 1에 불과할 정도로 매우 저렴합니다. 또한 연료를 내부에 한번 주입을 하면 연료의 재주입이 필요가 없으며, 이것은 곧 로켓 이동의 용이성을 의미합니다. 이동이 용이하다는 것은 로켓의 신속한 발사가 가능하다는 의미가 됩니다. 이러한 고체 로켓 발사체는 저궤도용으로 많이 이용이 되고 있으며 500-2000Km의 저궤도 인공위성의 발사와 안착에도 이용이 됩니다. 하지만 고체 연료 로켓은 액체 연료 로켓에 비하여 비교적 추진력이 약하며, 로켓 발사체는 1회용으로 사용이 되며 재활용이 불가능합니다. 그리고 고체연료 추진 로켓의 규모가 커지면 커질수록 연소의 불안정성이 커지게 되어 로켓 제작에 어려움이 있습니다. 하지만 고체 연료 추진체는 위의 수많은 장점으로 인하여 여러 분야에서 활용 중이며, 최근 북한의 미사일 무기체계는 모두 고체 추진 로켓을 사용하는 방식입니다. 그리고 1단과 2단에는 액체 추진 연료를 사용하고 고체 연료 추진 로켓을 결합하는 방식인 '하이브리드' 방식의 제작 또한 가능합니다. 그동안 연구하지 못했던 고체 연료 발사체의 비약적인 기술의 진보가 있을 것이라고 전문가들은 예측하고 있으며, 많은 기업들이 수혜를 볼 것이라는 예측이 있습니다. 

이번 한미 미사일 협정의 개정으로 인하여 대한민국의 고체 로켓 개발과 우주 개발 사업에도 탄력을 받을 것이라 예측이 되고 있습니다. 특히 우주 개발 사업의 주체도 민간으로 대거 넘어오게 될 것이며, 산업구조에도 큰 변화를 줄 것으로 예상되고 있습니다. 특히 저궤도 군 정찰 위성을 독자로 언제든 발사가 가능하게 될 것으로 보여 군의 정보력 향상에 큰 도움을 줄 것입니다. 고체 연료 로켓의 주 사업은 민간 인공위성의 제작, 저궤도 인공위성 발사 및 안착, 지형 데이터 이용, 군 정찰과 정보 사업으로서 우주 개발 분야가 크게 발전할 것으로 보이며, 민간 우주 개발 기업인 한국항공우주산업(KAI), 주식회사 한화, 비츠로테크, AP위성, 한화 에어로스페이스, 쎄트렉아이 등의 민간 우주 개발 기업이 수혜를 입을 것이라는 전망이 있습니다.