정부, '한국형 스타십' 만든다… 재사용 가능한 메탄 발사체 엔진 개발

[더퍼블릭=양원모 기자] 정부가 2030년을 목표로 재사용 가능한 35톤급 메탄 발사체 엔진 개발을 본격 추진한다. 지난해 누리호 성공으로 케로신 발사체 독자 기술을 확보한 데 이어, 메탄 기반 엔진이란 차세대 동력을 확보하려는 것이다. 메탄은 등유보다 발사체 재사용에 유리해 비용 절감 효과가 크다는 점에서 각국이 주목하는 연료다.

10일 업계에 따르면 방위사업청 산하 국방기술진흥연구소(이하 국기연)는 전날 현대로템, 대한항공 등이 참여한 컨소시엄을 우선협상 대상자로 선정했다. 오는 11월 협약이 체결되면 연구 개발이 본격적으로 시작된다. 사업은 2030년까지 약 491억원 규모로 이어질 예정이다.

과제 정식 명칭은 '지상 기반 재사용 우주발사체용 메탄 엔진 기술'이다. 단발성으로 쓰고 버리는 발사체가 아니라, 스페이스X의 '팰컨9'처럼 반복 운용이 가능한 엔진을 확보하는 게 목표다. 국기연 역시 지구 상공 500㎞에 도달할 수 있는 메탄 엔진과 이를 뒷받침하는 핵심 기술 개발을 내세우고 있다.

주요 연구 대상은 연료와 산화제를 압축하는 터보펌프, 추진력을 직접 발생 시키는 연소기 등이다. 액체 메탄은 같은 양의 케로신보다 약 10% 높은 추진력을 제공하고, 연소 시 이산화탄소와 물만 배출해 그을음이 거의 없다. 이에 재사용 과정에서 엔진 손상도 적다. 다만 낮은 연료 밀도와 극저온 저장 조건이 필수라서 기술적 난도가 상당히 높다. 현재 국내 기관이나 기업이 확보한 기술력은 3톤급 엔진 수준에 머물고 있다.

메탄 엔진은 이미 차세대 발사체의 대세로 자리잡고 있다. 스페이스X는 인류 최대 규모 발사체 '스타십'을 개발하고 있다. 스타십은 랩터2 엔진 33기를 묶어 약 7600톤의 추력을 내도록 설계됐다. 블루 오리진이 추진하는 뉴 글렌도 메탄 기반 재사용 발사체다. 중국과 유럽 연합(EU)도 관련 기술 확보 경쟁에 뛰어들었다.

다만 사업이 국기연 주도로 추진되며 우주항공청의 위상에 대한 논란이 불거지고 있다. 우주항공청도 35톤급 메탄 엔진 과제를 예산에 반영했으나, 국기연 사업과 유사성이 크다는 이유로 추진이 보류된 것으로 알려졌다. 이에 대해 우주항공청 관계자는 "방위사업청과 협의체를 만들어 기술 개발을 함께 추진하고, 규격도 공유할 예정"이라고 <조선일보>에 말했다.

더퍼블릭 / 양원모 기자 ilchimwang@naver.com