우주개발 주체들이 앞다퉈 연구 중인 로켓 완전 재사용 기술이 조만간 실현될지 주목된다. 미국의 한 업체가 2단 로켓의 재사용 비행 테스트에 성공했기 때문이다.
민간 우주개발 업체 스토크 스페이스(Stoke Space)는 20일 공식 채널을 통해 지난 17일 실시한 재사용 로켓 시제기의 시험 비행이 멋지게 성공했다고 밝혔다.
스토크 스페이스의 재사용 로켓 시제기는 미국 워싱턴주 모세 레이크의 시험장에서 날아올랐다. 1단이 아닌 2단 추진체의 단시간 도약(hop) 테스트였다. 2단 추진체 시제기는 약 9m 높이까지 상승했고, 자세와 고도를 유지하다 15초 후 예정대로 착륙했다.
회사 관계자는 "올해 두 번째 실시한 로켓 추진체 시제기의 재활용 시험은 모두 성공했다"며 "이번 테스트를 통해 로켓 재활용에 필요한 주요 기술의 확인은 거의 마무리됐다"고 전했다.
로켓 재활용 기술은 천문학적 개발비가 들어간 기체를 계속 쓸 수 있어 비용 면에서 아주 중요하다. 지금까지 개발된 재활용 로켓은 기체를 밀어 올리는 1단 추진체를 살리고 우주 공간에 위성이나 탐사선을 사출하는 2단은 포기하는 구조였다.
2단을 살리기 어려운 가장 큰 이유는 대기권 재진입이다. 지구 밖으로 페이로드를 실어 나른 로켓이 지구로 돌아오기 위해서는 대기권 재돌입 시 고열을 견뎌야 한다. 로켓 맨 아랫부분, 즉 엔진이 배치된 부분에만 돔 형태의 금속제 내열 실드를 설치, 1단 추진체만 살리는 것이 일반적이다.
스페이스X 역시 '팰컨9' 로켓의 1단 추진체와 페어링의 재사용은 가능하다. 다만 페이로드를 궤도에 투입하는 2단은 일회용이다. 스페이스X는 차세대 우주선 '스타십'과 로켓 부스터 '슈퍼 헤비'의 100% 재사용을 목표로 하며, 현재 1차 시험 비행에 성공한 상황이다.
스토크 스페이스는 100% 재사용 가능할 뿐만 아니라 24시간 이내 재비행이 가능한 2단식 로켓 개발을 진행하고 있다. 1단 추진제에는 LNG(액화천연가스)와 액체산소를 사용하는 엔진 7기, 2단에는 액체수소와 액체산소를 추진체로 쓰는 엔진이 탑재됐다.
내열 실드는 2단 로켓 엔진에도 장착됐다. 지구 대기권 재돌입 중에는 연소실이나 노즐과 함께 극저온 액체수소에 의한 냉각이 이뤄진다. 2단 추진체의 내열 실드는 하단에 덧씌운 형태가 아니라 엔진과 아예 일체형이다.
회사 관계자는 "이번 비행시험을 통해 재사용 로켓 개발을 위한 값진 정보를 상당량 얻을 수 있었다"며 "1, 2단 모두 재사용 가능한 본격적인 궤도 발사용 로켓 개발은 늦어도 2025년 이뤄질 것"이라고 말했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
