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[서중해의 경제 망원경](3)쪽방촌 문제, 누리호처럼 성공하기를(2022. 07. 15 14:30)

2022. 07. 15 14:30 경제 서중해 한국개발연구원(KDI) 선임연구위원

지난 6월 21일 누리호가 우주에 진입했다. 한국이 독자적인 기술로 우주로켓 발사에 성공하기까지 (1992년 우리별 1호부터 2022년 누리 2호까지) 30년이 걸렸다. 한국형발사체 계발계획을 시작한 이래 6개의 발사체를 시도했는데, 이번에 성공한 누리호는 규모와 구성 측면에서도 가장 진보된 것이라고 한다. 누리호는 부품수가 37만여개로, 자동차(2만여)와 항공기(20만개)보다 많다. 누리호 2차 발사까지 비용은 약 1조9000억원이 들었다. 한국항공우주연구원에 따르면 누리호의 성공으로 한국은 자력으로 우주로켓을 발사한 11번째 나라가 됐으며, 1t 이상의 실용위성을 궤도에 안착시킬 수 있는 7개국 반열에 올랐다. 국내 독자 기술로 개발된 한국형 발사체 누리호가 6월 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. / 사진공동취재단 지난 7월 1일 민선 8기 지방자치단체가 새롭게 출범했다. 오세훈 서울시장은 이날 오전 온라인으로 취임사를 발표한 직후 종로구 창신동 쪽방촌을 찾아 노숙인·쪽방 주민들과 관련한 3대 지원 방안을 발표했다. 지원 방안은 쪽방촌 주변 ‘동행식당’ 운영, 노숙인 공공급식 횟수 확대 및 급식단가 인상, 쪽방촌 에어컨 설치 등이다. 전국적으로 쪽방촌 주민을 위한 각종 편의시설과 프로그램을 운영하는 쪽방 상담소가 있다. 2000년 처음 설치된 이후 현재 서울, 대전, 대구, 부산, 인천 등 5개 도시에 10개의 쪽방 상담소를 운영하고 있다. 2019년 서울시 실태조사에 의하면 쪽방 주민의 60% 이상이 60대 이상의 노인이어서 경제적 생활을 영위할 수도 없는 상황이며, 75%는 정부보조금에 의존해 생활하고 있다. 일당 잡부나 공공근로 등 어떤 형태로든 경제활동을 하는 쪽방 거주민은 전체의 13%에 불과하고 나머지는 근로활동을 하지 않는 것으로 조사됐다. 도시 빈민촌 문제는 선진국이라도 완전하게 해결하지 못하고 있다. 프랑스 파리 외곽에는 ‘방리유’라 불리는 이민자 집단 거주지가 있다. 2005년 프랑스 전역을 휩쓴 이민 2세 폭동도 발단은 여기에서였다. 미국의 대도시는 인종과 소득에 따라 거주지가 확연하게 구분된다. 빈민 지역은 ‘저소득·범죄’의 악순환에서 벗어나지 못한다. 한국에서도 저소득층의 주거문제는 개선되지 않고 있다. 고시원, 여관·여인숙, 쪽방, 비닐하우스 등 주택 외의 거처로 분류되는 열악한 비주택거주 가구가 증가했다. 빈민계층의 열악한 주거환경은 우리 경제의 성공 뒷면에 드리워진, 짙은 그림자다. 쪽방촌 문제의 본질은 우주로켓 발사와 빈민촌 문제는 무관해보인다. 그러나 이 두 사안은 한 사회의 문제 해결 방식과 역량을 보여준다는 점에서 국가적으로 중요한 도전 과제다. 공공정책의 관점에서는 ‘우주로켓을 쏘아올리는 기술력과 경제력을 보유한 사회에서 왜 빈민촌 문제를 해결하지 못하는가’라는 질문을 제기할 수 있다. 경제학자 리처드 넬슨은 1977년 저서 <달과 게토>에서 ‘달에 인간을 보내는 아폴로 프로젝트에 성공한 미국이 왜 빈민촌 문제를 해결하지 못하는가’라는 질문을 던졌다. 거의 반세기 전에 제기된 이 질문은 기술적 과제와 사회경제적 과제의 본질과 차이를 생각하는 틀을 제공한다. 오늘날에도 여전히 유효한 논점이 몇가지 있다. 첫 번째는 사안의 본질에 대한 이해다. 우주선을 달나라에 보내는 과제는 본질적으로 기술적 문제다. 이는 기술적 돌파와 혁신을 통해 해결할 수 있다. 우주로켓 발사는 부품 37만여개를 조합하는 빅(Big) 프로젝트이지만, 프로젝트의 본질은 공학적 과제로 명확하게 설정할 수 있다. 이 문제를 푸는 데 필요한 기술·경제적 과제를 구체적으로 설정할 수 있다. 빈곤은 본질적으로 인간과 사회의 조직·작동 방식에 관한 문제다. 이 문제는 핵심에 대한 정의가 유동적이고 경제사회의 여러 층위가 교차하는 복합적 과제다. 일견 단순해 보이는 쪽방촌 문제를 들여다보면 내부는 매우 복잡하다. 쪽방 면적은 일반적으로 1평(3.3㎡) 정도인데, 월평균 임대료는 18만원 정도다. 서울지역 1평당 아파트의 평균 월세 4만원을 크게 뛰어넘는다. 쪽방촌 거주자가 평당으로는 아주 비싼 임대료를 지불하고 있다는 역설이다. 쪽방촌 거주자와 관리자 및 소유자 사이에 얽힌 이해관계로 인해 거주자에게 주거급여 형태로 소득지원을 하더라도 이 돈은 소유자에게 이전돼 쪽방촌의 월세를 올리는 부작용을 초래한다. 장기적으로는 자립능력을 키우는 게 바람직하지만, 고령자가 대부분이어서 근로활동을 할 수 없는 거주자들에겐 취로사업이 먹혀들지 않는다. 쪽방촌에만 한정되지 않는 만연된 노인 빈곤문제를 생각하면 근원적으로 복지체제를 재구상해야 한다는 요구가 등장한다. 현 체제에서의 변화는 쉽지 않다. 기존의 이해관계가 걸림돌로 작용한다. 근원적인 개혁이 매우 어려워 변화는 종종 미봉책에 머물곤 한다(쪽방촌을 현장에서 다룬 2권의 책을 언급해둔다. 탁장한의 <누가 빈곤의 도시를 만드는가>, 홈리스행동 생애사 기록팀의 <힐튼호텔 옆 쪽방촌 이야기>). 오세훈 서울시장이 7월 1일 민선 8기 첫 민생 현장방문으로 서울 창신동 쪽방촌을 찾아 쪽방촌 지원 방안을 설명하고 있다. / 김창길 기자 누리호와 쪽방촌 모두 국가적 과제 기술적 과제이건 사회경제적 과제이건 문제 해결을 위해서는 제도와 시스템 구축이 중요하다. 우주계획은 일단 합의를 보면 정파의 이념을 떠나 엔지니어들의 역량이 과제 성공의 관건이 된다. 실패를 통해 문제의 해법을 찾아갈 수 있다. 반면 사회문제는 출발선에서부터 합의를 찾지 못하는 경우가 많다. 문제를 어떻게 볼 것인가에서부터 관점이 대립한다. 빈곤문제를 개인의 역량 문제로 볼 것인지, 아니면 사회경제 체제의 허점으로 볼 것인지에 따라 정책 수단과 정부 개입의 범위에서 큰 차이를 보인다. 근원적으로 빈곤문제의 본질은 맥락과 시스템에 의존한다. 이에 대한 관점과 이해는 객관적 과학기술 지식과 달리 한 사회의 세계관과 가치 체계를 반영한다. 누리호 성공은 언론의 집중조명을 받았다. 다음날 여러 조간신문이 1면 머리기사로 보도했다. 쪽방과 같은 빈민촌은 사고가 나서야 (그것도 부정적인 모습으로) 주목을 받는다. 누리호와 쪽방촌은 둘 다 중요한 국가적 과제다. 서울시장이 업무 첫날에 쪽방촌을 방문해 언론의 주목을 끈 것은 시정의 우선순위를 여기에 둔다는 시그널이어서 고무적이다. 쪽방촌 문제와 같은 사회경제적 과제를 다루는 정책 담당자와 정치 지도자들은 우주로켓 발사와는 다르지만, 어쩌면 훨씬 더 어려운 과제를 다루고 있다. 우주를 향한 지속적 노력이 성공을 거뒀듯 우리가 당면한 많은 사회경제적 문제를 해결하는 데도 성공했다는 소식이 들려오길 기다린다.

서중해의 경제 망원경

딱 46초! 누리호, 도전은 계속된다(2021. 10. 29 14:27)

2021. 10. 29 14:27 경제 주영재 기자

ㆍ핵심기술 검증한 90% 성공 평가… 재사용 발사체 기술 확보 등 과제 남아 2021년 10월 21일, 누리호 발사를 보러 새벽 무렵 집을 나섰다. 날이 밝자 하늘을 먼저 봤다. 구름이 간간이 깔려 있지만 대체로 맑았다. 로켓 발사는 날씨의 영향을 크게 받는다. 구름이 많을 경우 상승하는 로켓과 구름의 수증기 입자가 부딪히면서 정전기가 발생할 수 있고, 이는 자칫 폭발 사고로 이어질 수 있다. 발사장이 있는 전남 고흥군 외나로도의 날씨를 경기도의 하늘을 보고 알 리 없건만 괜히 안심됐다. 국내 기술로 설계·제작된 한국형 발사체 누리호가 10월 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. / 연합뉴스 고흥에는 정오 무렵 도착했다. 이곳 날씨도 구름이 끼긴 했지만 맑았다. 남쪽이라 그런지 생각보다 더워 반팔을 입어도 될 정도였다. 고흥 초입에서 어디서 발사 장면을 보면 좋을지 고르느라 잠깐 고민했다. 고흥 팔영대교를 지나면 나오는 적금리 휴게소, 고흥군 영남면 남열리에 있는 고흥우주발사전망대, 바로 인근의 남열해돋이해수욕장 등이 주요 후보지다. 적금리 휴게소는 각도상 누리호가 발사되는 제2발사장이 세곳 중 가장 잘 보인다. 단점은 거리가 멀다. 직선거리로 22㎞떨어져 있다. 산에 약간 가리긴 하지만 거리가 더 가까운 고흥우주발사전망대를 택했다. 제2발사장과 직선으로 약 17.4㎞ 떨어진 곳이다. 바닷가에서 놀면서 기다릴 수 있고, 공간도 넓어 덜 부대끼는 남열해돋이해수욕장으로 가도 좋을 듯했다. 필라멘트 같은 빛이 솟구치다 이날 우주발사대전망대에는 2000명 정도가 모였다. 주차장은 꽉 찼고, 전망대로 이어지는 좁은 도로 한쪽으로도 차들이 줄지어 섰다. 방송사 차량과 단체 견학을 온 학생을 태운 관광버스도 여럿 보였다. 전망대 데크에는 카메라가 삼각대 위에 줄줄이 서 있었다. 외나로도 방향으로는 이미 여럿이 자리를 잡고 있어서 ‘1열 관람’은 포기해야 했다. 바로 아래 보이는 해수욕장에도 사람이 제법 있지만 그래도 여유 있었다. 기다리는 동안 무료함을 달래기 위해 책을 보는 사람도, 햇빛이 강해 우산 그늘에서 휴대전화를 보는 사람도 많았다. 과학책이나 우주 관련 영상을 보는 아이도 여럿 보였다. TBS와 아사히TV 등 일본의 방송사도 취재에 나서 눈길을 끌었다. 우리 기술로 만든 최초의 우주발사체 발사를 직접 보기 위해 많은 이들이 먼 길을 마다하지 않았다. 흰 마스크에 검은색 매직으로 ‘성공 누리호’를 쓴 김성한씨(40) 가족이 눈에 들어왔다. 이들은 부산에서 아침 8시에 출발했다. 김성한씨는 “일곱 살 첫째 아이가 역사적인 순간을 꼭 봐야 한다고 해서 달려왔다. 발사를 기다리는 게 설레고, 꼭 성공하길 바라는 마음밖에 없다”고 말했다. 인천 시민인 정민경씨(45)는 초등학생·중학생 자녀 셋과 함께 이곳을 찾았다. 차가 막힐까봐 새벽 2시에 출발했다는데 아이들은 피곤한 기색 없이 돗자리 위에 옹기종기 모여 학교 숙제를 하고 있었다. 정씨는 “역사적인 순간을 아이들과 함께 눈으로 목격하고 싶어서 왔다”며 “첫 시도에서 성공할 확률이 30% 정도밖엔 안 된다고 들었는데 좋은 결과가 있으면 좋겠다”고 말했다. 지상에선 바람이 거의 느껴지지 않았지만 상층의 날씨는 달랐다. 비행 초기에 센 바람이 불면 정확한 궤도로 비행하기 어려울 수 있어 발사 당일 여러차례 고공 대기환경을 점검하는데 이날 상층의 바람이 세 발사 시간이 오후 4시에서 5시로 연기됐다. 한시간 연기되자 조금 힘들다는 생각도 들었는데 지루할 틈 없이 간식거리, 볼거리를 꼼꼼히 챙긴 이들이 부러웠다. 내년 5월 누리호 2차 발사 때 또 찾는다면 휴대용 의자와 보조배터리는 꼭 가져와야겠다고 생각했다. 망원경도 가져왔는데 큰 쓸모는 없었다. 거리가 멀고 발사 후엔 순식간에 하늘로 올라가기 때문에 쫓아가기 어렵다. 발사시각에 가까워질수록 전망대 데크에 사람들이 불어났다. 카운트다운이 시작되고, 이내 외나로도 끄트머리에 있는 발사대에서 연기가 피어오르더니 섬광이 솟아올랐다. 먼 거리에서 본 로켓은 작은 별처럼 빛났다. 로켓 아래로 내려오는 화염이 백열전구의 필라멘트처럼 보이기도 했다. 발사된 순간 전망대 여기저기서 박수와 함께 “와”, “오” 하는 함성이 터졌다. 발사 후 1분을 전후로 “우르르릉” 하는 소리가 전달됐다. 처음엔 작더니 천둥소리 같이 느껴질 정도로 커졌다. 빛보다 소리의 진동이 현장에 있음을 체감케 했다. 천천히 힘겹게 올라가던 로켓은 가속도가 붙더니 2분도 안 돼 눈으로 좇기 어려울 정도로 작아졌다. 성공했다고 박수치며 내려갔는데… 로켓을 눈으로 본 시간이 짧았던 만큼 자리를 뜨기 아쉬웠다. 사람들은 전망대 대형 모니터 앞에 모여 성공을 자축하며, 방송을 지켜봤다. 곳곳에서 ‘대한민국 만세’라는 말이 나왔다. 대형 우주개발 사업의 성공이 국가적 자존감에 큰 영향을 준다는 걸 새삼 느꼈다. 수학여행을 온 이민우군(장성 중앙초등학교 6학년·12)은 “대한민국도 이렇게 큰 로켓을 발사할 수 있다는 게 대단하고, 자랑스럽다”면서 “우주항공 쪽으로 공부하는 학생들이 많아질 것 같다”고 말했다. 경기도 군포에서 온 한 시민은 “처음 봤는데 신기하다. 위성이 궤도에 안착하면 최종 성공이라고 하는데 일단 터지지 않고 무사히 발사된 것만 해도 정말 좋다고 생각한다”고 말했다. 아이가 좋아해 내년 5월 2차 발사 때도 올 생각이라고 전했다. 항공우주연구원에서 일하는 아들을 응원하러온 아버지도 있었다. 동티모르에서 도로건설 공사를 감리하는 컨설턴트로 일하는 안형구씨(63)는 누리호 발사를 보러 1년 10개월 만에 휴가를 내 한국을 찾았다. 딸과 사위, 손녀 등 온 가족과 함께 이곳에 온 안씨는 아들이 항우연에서 발사추적을 담당하고 있다고 말했다. 그는 자신의 권유로 항공대에 가고, 공군장교를 거쳐 항우연에 취업까지 한 아들을 자랑스러워했다. 감격스러운 듯 눈물도 보였다. 그는 “(방금 방송에서) 과기부 차관이 공식적으로 성공 여부를 밝혀줄 줄 알았는데 데이터를 확인해야 한다고 해서 조마조마하다”고 말했다. 하지만 일단 발사체가 목표 고도까지 올라간 만큼 성공에 무게를 두고 있었다. 이날 곧 발표됐듯이 누리호는 3단 로켓엔진이 예정보다 46초 일찍 꺼지면서 위성 모사체를 궤도에 올려놓는 데는 실패했다. 위성 모사체는 지구 궤도를 돌기 위한 초속 7.5㎞의 속도를 얻지 못해 호주 인근 해상으로 추락했다. 하지만 발사체 운용 능력 등 핵심기술을 검증하면서 90% 이상의 성과를 얻었다. 미완의 성공이지만 9부 능선은 넘은 셈이다. 항우연은 누리호 발사 데이터를 확보해 문제점을 파악하고, 개선해 내년 5월 2차 발사에 나설 계획이다. 누리호 발사를 보러 온 시민들이 10월 21일 전남 고흥군 우주발사전망대에 모여 있다. / 주영재 기자 2030년 달 착륙선 등 우주 도전 계속 발사체 기술은 어느 국가도 알려주지 않는 전략 기술이다. 우주발사체를 자력으로 확보하기 위해 도전과 극복의 험난한 시간을 거쳐야 했다. 한국형발사체 사업 초기에는 액체로켓을 시험할 수 있는 설비가 없어 러시아의 손을 빌렸다. 한영민 항우연 책임연구원(발사체엔진개발부장)은 “설비 구축이 우선돼야 엔진 개발이 가능해 모든 역량을 설비 구축에 집중한 결과 2014년부터 엔진 구성품 시험에 착수할 수 있었다”고 말했다. 누리호의 심장인 75t급 액체엔진 개발과정에서 연소불안정 해결은 가장 큰 난제였다. 연소불안정은 연료 공급이 일시적으로 끊기는 등의 이유로 로켓 엔진이 제대로 작동하지 않는 현상이다. 연소불안정은 중대형 액체엔진 개발에서 발생할 수 있는 가장 어려운 문제로 우주 선진국도 해결 방법을 정립하지 못해 설계변경과 검증 시험을 반복하며 해결 방법을 찾아야 한다. 한영민 연구원은 “우리 역시 12차례의 설계변경과 20여차례의 시험을 거쳐야 했는데 다행히 이 과정을 상당히 빠르게 극복하면서 일정 지연을 최소화할 수 있었다”고 말했다. 75t 엔진 4개를 묶어 단일한 엔진처럼 작동하게 하는 클러스터링 기술이나 가볍고도 견고한 추진제 탱크를 만드는 일도 어려운 과제였다. 이 모든 기술적 난제를 스스로 극복해내면서 발사체 기술의 성숙도를 한층 높일 수 있었다. 누리호는 1차 시험발사로 발사체 검증을 한차례 마쳤다. 비록 마지막 한단계에서 부족함이 있었지만 우주발사체 설계, 제작, 조립, 시험, 발사에 이르는 전 과정을 성공적으로 추진하는 성과를 거뒀다. 내년 5월 200㎏의 성능검증위성과 1.3t의 위성모사체를 쏘아 올리는 2차 발사 이후에도 4차례의 발사가 계획돼 있다. 누리호 후속사업인 ‘한국형발사체 고도화 사업’이다. 우리나라가 개발한 위성을 누리호로 발사하면서 우주발사체의 신뢰성을 높이는 과정이다. 한국은 핵심기술인 75t 액체엔진 개발에 성공하면서 우주 개척 시대에 한발 가까이 다가섰다. 독자적인 우주 운송 수단을 확보하면 우주 선진국과의 협업도 활발해질 것으로 예상된다. 우리나라 우주개발의 기본이 되는 제3차 우주개발진흥기본계획을 보면 한국형발사체를 기반으로 발사서비스 생태계 육성을 추진한다. 소형발사체와 정지궤도위성 발사체 개발로 발사 영역도 확장할 계획이다. 정지궤도 발사체의 경우 2030년대에 개발하는 것으로 계획돼 있다. 누리호의 성능을 개량해 2030년 달 탐사용 발사체로 사용하는 방안도 예비타당성 조사를 앞두고 있다. 남은 주요 과제의 하나로 재사용 발사체 기술 확보가 있다. 뉴스페이스 시대를 여는 선진 우주 기업과 경쟁하려면 발사 비용을 낮추는 재사용 기술이 필요하다. 엔진의 추력을 조절하는 ‘딥 스로틀링(Deep Throttling)’과 재점화 기술이 핵심이다. 재사용 발사체에 사용할 다단 연소사이클 엔진 및 엔진 재점화 기술의 개발은 현재 진행되고 있다. 한영민 연구원은 “재사용 발사체의 핵심기술 로드맵을 정립 중”이라면서 “재사용 발사체 핵심기술을 확보하기 위해 기술시연체 관련 연구개발을 내년부터 시작할 예정”이라고 밝혔다.

“누리호 발사 장면, 여수·고흥에서 보기 좋아”(2021. 10. 15 13:52)

2021. 10. 15 13:52 문화/과학 주영재 기자

ㆍ항우연 개발진에게 듣는 누리호 발사 Q&A 한국형 발사체 누리호가 10월 21일 첫 발사를 앞두고 있다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 지구 저궤도(600∼800㎞)에 올릴 수 있다. 이 정도의 우주 수송 능력을 갖춘 곳은 미국과 러시아, 유럽, 인도, 프랑스, 일본밖엔 없다. 누리호 발사가 성공하면 한국은 7대 우주강국에 올라서게 된다. 한국형 발사체 누리호가 8월 26일 발사 전 최종 점검(Wet Dress Rehearsal)을 받기 위해 발사대에 기립되어 있다. / 항우연 제공 누리호는 국내 과학기술·제조 역량의 집결체이다. 12년간 2조원의 예산을 투입했고, 300여개 기업에서 500명 이상이 개발에 참여했다. 우주 선진국은 국내총생산(GDP)의 0.2% 내외를 우주개발에 투입하고 있다. 우리나라는 0.04%에 불과하다. 예산과 인력이 선진국에 비해 턱없이 부족한 상황에서도 짧은 기간 우주 선진국의 기술을 빠르게 따라잡았다. 첫 시도에서 로켓 발사에 성공할 확률은 30% 정도이다. 우주 선진국도 수없이 많은 도전과 실패 끝에 우주 기술을 확보했다. 누리호 발사가 성공하든 실패하든 우주 발사체 개발은 계속돼야 한다. 강선일 항공우주연구원(항우연) 발사대팀장, 한영민 항우연 발사체엔진개발부장에게 누리호 발사 당일 눈여겨볼 사항을 물어봤다. Q 누리호 발사대를 별도로 만든 이유는. “발사대는 발사체와 기계적·전기적으로 인터페이스가 100% 맞아야 한다. 대부분 해외 발사장도 하나의 발사대에서 하나의 발사체를 운용한다. 나로호에 비해 누리호는 추력이 2배 이상이고 1단은 물론 2단 및 3단에도 액체 추진제를 탑재해 제1발사대에서 운용이 불가능해 제2발사대를 새로 만들었다. 나로우주센터 설계 단계에서부터 계획된 것이다.” Q 발사대 주요 시스템은 어떤 역할을 하나. “제2발사대는 지상기계설비, 추진제공급설비, 발사관제설비로 구성된다. (추진제를 공급하는) 엄빌리칼 회수장치나 엄빌리칼타워, 지상고정장치 등은 지상기계설비에 속한다. 추진제와 고압가스를 공급하는 설비를 추진제공급설비라고 한다. 발사관제설비는 이를 통합 제어하는 두뇌와 신경라인 역할을 한다.” Q 대륙간탄도미사일과 우주발사체의 차이점은. “기술적으로 많은 부분을 공유한다. 실제 미국·러시아 등의 위성발사체는 탄도미사일에서 파생·발전했고, 탄도미사일을 위성발사체로 재활용하는 경우도 있다. 차이점은 발사 후 대기권에 재진입하는 것이 탄도미사일이라면 우주발사체는 우주궤도 진입을 목표로 하는 데 있다. 우주발사체는 더 고도의 기술이 필요하다. 발사체가 우주궤도에 진입하려면 더 높은 속도가 필요하고, 이를 위해 엔진의 비추력(주어진 질량의 추진제로 로켓이 얼마만큼의 속력 변화를 내는지 보여주는 지표)을 높이고, 발사체를 경량화해야 한다. 긴 비행시간과 거리로 인해 유도항법 기술의 정밀성도 높다. 우주발사체의 경우 다단으로 구성돼 비행 중 단 분리 기술과 엔진 점화 기술도 필요하다.” Q 발사 전 절차는. “발사 전날 오전 발사체를 조립동에서 발사대로 이송한다. 이송된 발사체를 기립장치와 연결해 세우고 발사대에 고정한다. 이후 발사체와 통제시설을 연결하는 전기케이블을 연결해 발사체의 상태를 확인하고, 엄빌리칼을 체결한 후 발사체 내부 공조를 위한 공조장치를 가동한다. 여기까지 발사 하루 전 작업이다. 발사 당일에는 발사체 내부의 밸브나 센서를 점검하고 발사대의 안전시설을 철거하고 작업인원을 소개한다. 추진제 공급과 발사체 최종 점검이 끝나면 10분간의 자동운용 절차를 거쳐 엔진이 점화된다.” Q 발사 순간 눈여겨볼 점은. “엔진이 점화되면 불기둥과 함께 화염유도로로 분사되는 냉각수가 증발하면서 거대한 구름이 생긴다. 엔진이 정상 추력을 내면 이륙 명령이 내려지고 발사체를 붙잡는 지상고정장치가 꽃잎이 벌어지듯 벌어지면서 발사체를 놓아준다. 발사체가 일정 높이까지 상승하면 엄빌리칼이 분리돼 안전하게 회수된다. 이 절차대로 발사대가 작동해야 안전한 이륙과 비행이 가능하다.” Q 사고 위험 때문에 주변 지역을 소개한다고 들었다. “해외 사례를 보면 발사체가 발사대에서 폭발한 경우가 있다. 이를 고려해 안전 반경을 계산한다. 누리호의 경우 약 2㎞ 정도이다. 안전반경 이내 모든 인원을 소개하고, 해상이나 공중의 배, 비행기 등도 안전반경 이내 접근을 통제한다. 인원 소개를 마쳐야 추진제 주입을 시작한다.” Q 개발진은 어디서 발사를 지켜보나. “안전 문제로 발사를 근접해서 보는 것은 불가하다. 발사 순간에는 모두 ‘발사관제소’의 각자 자리에서 발사체와 발사대 상태를 지켜본다. 그래서 맨눈으로 발사를 볼 수 없고, 폐쇄회로(CC)TV 등에서 영상을 확인한다. 발사 2~3초 후 전달되는 진동과 소리로 발사를 느낀다.” Q 발사 장면을 보기 좋은 자리가 있다면. “주로 전남 여수 쪽이다. 나로호 발사는 남열해수욕장에서 지켜본 분들이 많았다. 고흥군에서 운영하는 발사전망대에서도 잘 보인다고 한다. 얼마 전 개통된 여수와 고흥을 잇는 연륙교도 추천한다.” Q 기상 변수가 중요한 이유는. “대부분 지표면의 날씨와 바람에만 주목하는데 누리호는 공중의 날씨도 중요하다. 특히 비행 초기에 센 바람이나 낙뢰가 있으면 정확한 궤도로 비행하기 어려워 발사 당일 헬륨 풍선 등을 여러차례 띄워 고공 대기환경을 점검한다. 기상청 전문가 자문도 활용하고 공군 전투기도 누리호 비행궤적을 비행하며 기상 상황을 전해준다. 발사에 적합한 기온은 -10℃~35℃, 순간최대풍속은 21㎧ 이하여야 한다.” Q 발사 시각을 결정할 때 고려 사항은. “기상상황을 가장 먼저 본다. 누리호가 발사·비행하는 시간대에 경로상 다른 위성이나 우주쓰레기 등이 없는지도 봐야 한다. 이를 모두 고려해 21일 오전 최종 확정한다. 지금으로서는 오후 4시 전후가 유력하다.” Q 발사 성공을 판단하는 기준은. “누리호는 약 16분간 비행한다. 이 과정에서 주요 이벤트(페어링 분리, 단분리, 위성 분리 등)가 있고, 이벤트마다 정확히 진행돼야 위성을 원하는 궤도에 올릴 수 있다. 위성이 제 궤도에 투입되면 비로소 발사 성공을 선언할 수 있다.” Q 10월 28일까지 발사 예비일을 둔 이유는. “발사일은 항우연 연구원과 외부 전문가가 참여하는 발사관리위원회에서 최종 결정한다. 이때도 발사 당일 기상이나 외부 환경을 정확히 알 수 없다. 따라서 발사가 연기될 수 있다. 발사 경로상의 인접국들에 대한 통보나 선박, 비행기 통제 등의 이유로 일정기간을 비행 가능 시기로 잡는다. 이상이 발견되면 발사를 중지하고 다시 준비해 발사하도록 이 기간을 발사 예비일로 잡는다.”

특집

로켓 전문가 장영근 한국항공대 교수 “누리호 발사, 한국형 ICBM과 상관없다”(2021. 10. 15 13:52)

2021. 10. 15 13:52 문화/과학 김찬호 기자

한국형발사체 ‘누리호(KSLV-II)’ 발사는 한국이 우주개발 시대에 첫발을 내디딘다는 의미가 있다. 누리호는 한국항공우주연구원 주도로 국내 항공우주 관련 기업 300여곳이 참여해 설계·제작·조립·시험·발사 운용 등의 전과정을 국내 기술로 수행했다. 시험발사에 성공한다면 한국은 우주강국을 의미하는 ‘스페이스 클럽(Space Club)’으로 분류될 수 있다. 독자적으로 ‘인공위성(무궁화위성 등)’, ‘발사장(나로우주센터)’, ‘발사체’ 등을 모두 갖춘 나라가 되기 때문이다. 사진/김기남 기자 누리호 발사의 의미가 미래 우주개발에만 국한된 것도 아니다. 미래 가능성보다 가깝게 느껴지는 것은 발사 기술을 확보했다는 현실이다. 이는 누리호가 과학기술 문제이자 경제, 외교안보 사안으로 읽힐 수 있다는 의미다. 발사에 관한 다양한 논의가 나오는 것은 바로 이러한 점에 착안한다. 하지만 해당 논의들은 사실과 과학기술에 대한 오해가 혼재돼 있다. 이를 분별하지 못하면 ‘누리호’를 둘러싼 잘못된 논의가 진행될 수 있다. ‘플라자 프로젝트’ 4회는 ‘한국의 발사체 기술과 안보역량’을 주제로 로켓 전문가 장영근 한국항공대 교수와 인터뷰를 진행했다. 장 교수는 과학기술자의 입장에서 전략표적타격(킬체인), 한국형 미사일방어(KAMD) 체계에 대한 연구를 꾸준히 진행한 전문가다. 그와 발사체 기술부터 한국의 미사일 방어체계 역량 전반에 대한 이야기를 나눴다. 인터뷰는 지난 10월 11일 한국항공대에서 진행했다. -‘누리호’ 발사 어떻게 평가하나. 장영근(이하 ‘장’) “누리호가 성공하면 세계 7번째로 독자 발사체를 확보한 것이라는 이야기도 있고, 10번째라는 이야기도 있다. 실제로는 크든 작든 인공위성을 발사한 국가는 이스라엘, 이란, 북한 등을 포함한 9개 나라다. 이렇게 따지면 우리가 10번째가 된다. 그런데 앞에 언급한 3개국은 소형 발사체로 100~400㎏ 정도의 위성을 발사한 바 있다. 1t급 이상의 위성을 발사한 나라만 따지면 우리가 7번째가 된다. 누리호 발사는 우리 기술로 개발했다는 것에 의미가 있다. 우주로 갈 수 있는 운송수단이 생긴 셈이다. 앞으로 상용화까지 할 수 있게 길을 열어야 한다.” -발사체 확보가 군사안보적 측면에서도 주목받는데 어떻게 보나. 장 “한국형 발사체가 궁극적으로 한국형 ICBM(대륙간탄도미사일)과 연결된 것 아니냐 하는데 그렇지는 않다(웃음). 한국항공우주연구원이 미사일 개발 기관도 아니고 ‘누리호’와 군사적 상관관계를 찾기도 어렵다. 위성 발사에 이용되는 발사체를 먼저 개발하고 미사일로 전용되는 경우는 드물다. 누리호는 행성 간 탐사를 시작하는 우주개발 관점에서 찾아야지, 그 외에서 찾는 것은 목적을 혼동하는 것이다.” -위성 발사와 미사일 발사의 작동원리가 다른가. 장 “그렇지는 않다. 위성발사체와 탄도미사일은 기술적으로 전용 가능하다. 문제는 연료 추진제에서 발생한다. 최근의 발사체들은 ‘액체수소 연료’와 ‘액체산소 산화제’를 사용해 성능을 높인다. 그런데 이러한 극저온 액체추진제 엔진을 사용하는 발사체는 미사일로 사용하는 데 한계가 있다. 예를 들어, 탄도미사일 발사 전에 액체추진제 주입을 하려면 긴 시간이 소요된다. 지하벙커에서 연료 및 산화제 주입을 하지 않는 한 선제 타격을 받을 수 있다. 반면 고체추진제는 미사일 동체 내에 탑재된 상태로 있어 최소의 준비시간으로 언제든 발사 가능하다. 그래서 미사일에는 고체추진제 모터를 사용하는 것이 일반적이다. 그런데 누리호는 상온에서 저장이 가능한 케로신(등유) 연료와 발사 직전까지 영하 183도를 유지해야 하는 극저온 액체산소 산화제를 사용한다. 미사일로 전용하기 어렵다는 것이다.” -그렇다면, ‘누리호’ 발사는 어떤 관점에서 봐야 하나. 장 “발사서비스 사업이 가능할 것이냐는 측면에서 봐야 한다. 국내외 인공위성 발사 시 발사서비스를 제공하고 이득을 얻는 형태다. 이를 위해서는 발사체 시험발사가 최소 5번 이상은 성공해야 하는 등 신뢰성 확보가 필요하다. 또 발사의 저비용화도 중요하다. 일본은 성능 좋은 발사체 기술을 갖추고 있다. 이미 성공한 지 오래됐지만 경제성 확보에 한계를 노출하고 있다. 미쓰비시에 발사체 기술을 공유해 줬지만 상업화가 잘 안 된다. 이와 대비되는 행보로 미국의 민간 우주 업체인 스페이스X가 있다. 1단 로켓 엔진을 재사용해 발사 비용을 낮추고 있다. 우리도 앞으로 가격 경쟁력을 가져야 한다.” -그럼에도 누리호를 두고 북한은 ‘이중잣대’라고 하지 않겠나. 장 “북한은 왜 자신들의 시험발사만 제재하느냐는 것인데 경우가 다르다. 장거리탄도미사일을 개발하고 이를 개조해 위성발사체로 전환한 경우는 많지만 역으로 위성발사체를 개발하고 이를 탄도미사일로 개조하는 경우는 거의 없다. 누리호가 액체산소를 산화제로 쓰는 위성발사체라는 것은 군사 미사일로 쓸 생각이 없다는 의미다. 액체로켓엔진 기술과 단 분리 기술은 추후 미사일 기술로 활용될 수도 있겠지만 이를 ICBM 등의 미사일과 곧바로 연결짓는 건 과도하다. 북한은 전형적으로 미사일을 먼저 개발하고 위성기술로 전용한 사례다. 과거 장거리미사일로 개발한 ‘대포동 2호’를 시험발사하는 데 제약이 있자 이를 평화적 목적의 위성발사체로 개조해 수차례 발사했다. 우리 사례와는 다르다.” 한국형발사체 ‘누리호’ 연소시험에 사용된 실물 엔진 모습 / 연합뉴스 -북한이 밝힌 ‘극초음속 미사일’이야말로 문제 아닌가. 장 “북한은 극초음속의 속도를 얻기 위해 1단 부스터로 백두산 엔진을 장착한 액체추진제 미사일을 사용하고 2단에는 대기 중 비행이 가능한 극초음속 활공비행체를 탑재했다. 1단 부스터로 상승한 후, 극초음속으로 하강하면서 활공 및 불규칙한 상하 기동을 하는 것으로 추정된다. 우리 군에서 탐지한 결과, 이 미사일은 정점고도가 30㎞ 수준이고, 대략 마하 2.5~3 정도의 비행속도를 보였다. 데이터가 맞다면, 두가지 추론이 가능하다. 극초음속 비행체라고 할 수 있는 마하 5 이상의 속도에 다다르지 못해 실패했거나, 극초음속을 얻는 것이 목표가 아닌 활공 및 상하 기동 같은 극초음속 비행체의 특성을 시험해본 것일 수도 있다. 어떤 경우든 극초음속미사일 개발은 아직 초기단계에 있는 것으로 추정된다.” -북한의 미사일 기술은 어떤 상황인가. 장 “북한은 투 트랙으로 무기체계를 개발하고 있다. 하나는 미국을 목표로 한 것인데 대표적인 것이 ICBM이다. 핵탄두를 장착할 수 있다. 이는 미국을 위협해 억제력을 갖추기 위한 것이다. ICBM을 고각발사해 한국을 위협한다는 것은 타당성이 없다. 다른 하나는 한반도를 목표로 하는 무기다. 극초음속 미사일의 경우 1단 부스터로 단거리 또는 중거리 미사일을 쓰는 만큼 저각발사를 통해 한반도 및 일본의 미군기지 등을 노릴 수 있다. 또 북한판 이스칸데르 미사일(KN-23)도 있다. 고도 40~50㎞에서 정점을 찍고 탄도비행 궤적으로 하강하다가 30~20㎞ 지점부터 활공을 통해 요격을 회피할 수 있다. 이때 속도가 마하 7 이상에 달하기 때문에 요격이 어렵다.” 지난 6월 전남 고흥 나로우주센터 발사대로 이송 중인 누리호 인증모델(QM). QM은 실제 우주로 발사될 비행모델(FM)과 형태와 기계적 특성이 같은 기체로, 다양한 시험에 이용된다. / 한국항공우주연구원 제공 -한국의 대응체계는 어떤가. 장 “한국은 킬체인, KAMD 및 대량응징보복(KMPR)체계를 구축하고 있다. 킬체인은 발사 전 징후를 포착해 선제타격하는 개념이다. 말은 그럴듯한데 문제는 북한 전 지역에서의 발사징후를 실시간으로 탐지할 능력이 있는가이다. 북한 전역에서 이동식 미사일 발사대가 움직일 때 이를 탐지하기 위해서는 수백기의 인공위성이 필요하다. 현실적으로 갖추기 어려운 조건이다. KAMD는 날아오는 미사일을 요격 미사일로 잡겠다는 것인데 PAC-3(패트리어트미사일), M-SAM(중거리지대공미사일) 및 L-SAM(장거리지대공미사일)으로 구성된다. 현재 철매2(M-SAM)의 전력화가 진행 중이지만 L-SAM은 개발 상태이고, PAC-3는 미국으로부터 아직 도입하지 못했다. 설사 KAMD가 완성된다고 해도 북한과의 거리상 저고도로 비행하면 현실적으로 잡기가 어렵다. 북한의 탄도미사일 수량을 고려할 때 모두 요격하는 것도 한계가 있다. 결국 대안으로 KMPR을 제안했는데 이는 북한이 핵미사일을 쏘면 우리가 사후 보복응징하는 개념이다. 고위력 탄도미사일을 개발해 지하벙커까지 뚫고 타격할 수 있는 능력을 갖춘다는 것이다. KMPR은 북한 핵 위협에 대비하기 위해 전술핵 무기 수준의 위력을 갖는 고위력 탄두를 개발해 대응한다는 것인데 물리적 힘은 모르나 핵이 갖는 열, 폭풍, 방사능과 같은 파급피해는 없다. 실질적으로 핵 억제기능을 하면서 상호 공격을 방지하는 ‘공포의 균형’을 이루느냐 하는 측면에서 한계가 있다.” 북한이 새로 개발한 반항공미사일을 시험발사했다고 노동당 기관지 노동신문이 지난 10월 1일 밝혔다. / 평양 노동신문=뉴스1 -전술핵 도입을 주장한 대선주자도 있다. 장 “직접 핵무기 개발을 하지 못하기 때문에 미국 전술핵을 가져다놓자는 것인데 한반도에 배치하더라도 우리가 이를 사용할 수 있는 것은 아니다. 핵무기 운영은 미국이 하는 것이다. 우리가 공식적으로 전술핵무기를 들여오면 북한의 핵보유도 막을 명분이 없어진다. 북한에 핵보유 면죄부를 주는 것일 수도 있다. 이렇게 되면 이제 비핵화 협상도 하기 어렵다. 핵 공유 이야기도 있는데 이 역시 쉽지 않다. 전술핵과 똑같은 상황이 된다.” -그렇다면, 우리의 대안은 무엇인가. 장 “킬체인을 구축하는 무기 도입에 50조원 이상의 국방예산이 책정돼 있다. 킬체인 구축을 구실로 각 군이 앞다투어 무기체계를 획득하고 있다. 실시간 발사징후 탐지가 거의 어려운 상황에서 각 군이 무기체계만 챙기는 형국이다. 대안으로 레프트 오브 런치(Left of Launch·발사 전 교란) 체계 구축이 필요하다. 일단 미사일이 발사된 후 막는 라이트 오브 런치(Right of Launch·발사 후 방어)와 대비되는 개념이다. 주요 전략으로는 사이버 공격, 전자기탄(EMP) 등이 있다. 미사일에는 유도항법 시스템이 적용돼 있는데 이를 해킹하는 능력을 갖춘다면 무기로 사용할 수 있다. EMP의 경우에는 미사일이 발사되기 전 전기 및 통신 시스템을 마비시켜 무력화하는 방안이다. 인명 살상을 최소화한다는 장점도 있다. 핵미사일은 비대칭 무기이지만 레프트 오브 런치 체계는 ‘역 비대칭 무기’가 될 수 있다. 미국도 이러한 체계를 갖추려고 노력하고 있는데 궁극적으로 우리도 이 방향으로 가야 한다.” 북한의 철도기동미사일연대 훈련 모습. 열차에 설치된 발사대에서 미사일이 발사되고 있다. / 평양 노동신문=뉴스1 -발사 전 교란 체계를 갖추기 위해서는 어떻게 해야 하나. 장 “이른바 ‘4차 산업혁명 기술’로 불리는 인공지능, 머신러닝, 빅데이터 등의 기술을 적용해 군사적 효율성을 증진시켜야 한다. 상대적으로 이러한 기술이 발달한 곳은 민간기업이다. 우리는 국방 기술이 지나치게 폐쇄적인 경향이 있다. 국방과학연구소(ADD)가 모든 것을 주관하는데 이러한 체제로는 혁신이 어렵다. ADD 독점체계에서 민간기업이 무기 개발을 하는 데 한계가 있다. 정부와 민간기업의 역할 분담이 되지 않으면 국방혁신을 이룰 수 없다.” -다음 대통령에 조언한다면. 장 “북한 핵미사일 위협에 우리는 어떻게 대응할 것이냐가 가장 큰 문제다. 여러 조건을 고려했을 때 가장 좋은 선택지는 정치외교적으로 푸는 것이다. 그러나 현 상황에서 쉽지 않아 보인다. 그러면 우리가 군사적으로 어떻게 대응할 것이냐가 남는다. 세계 규범상 핵무기 개발은 어렵다. 어떻게 보면, 한반도에 핵이 늘어나는 것이 정말 우리를 위한 것인지, 중국을 견제하는 미국을 위한 것인지도 고민해봐야 한다. 지금처럼 국방예산을 무분별하게 사용하는 것도 재고해야 한다. 육해공·해병대 합동군 차원에서 전략을 짜고 신무기체계로 혁신을 해야 한다. 예를 들어 보자. 경항공모함 도입이 논의되는데 이게 우리 미래 국방에 꼭 필요한 것인지 생각해봐야 한다. 이는 이미 100년이 넘은 구식 전쟁 플랫폼이다. 가까운 미래에 새로운 전쟁 패러다임으로 전환될 것이다. 그때는 구식 플랫폼은 고철덩어리에 불과할 것이다. 국방혁신을 통해 어떻게 군사적 효용성을 극대화할 수 있는지 고민이 필요하다. 핵탄두가 없는 상태에서 SLBM(잠수함발사탄도미사일) 개발 및 시험발사가 어떤 의미인지도 고민해봐야 한다. 4차 산업혁명 기술이 국방 패러다임을 바꾸는 세상에 천문학적 예산을 투입해 구식 플랫폼만 고집한다면 ‘밑 빠진 독에 물 붓기’가 될 것이다. 전력을 보여주려는 시도보다 내실을 키우는 데 집중했으면 한다.”

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