'누리호 심장' 만든 한화에어로…전세계 7번째 성공 비결은

경기 성남 ADEX2021에 전시된 한화에어로스페이스의 75톤급 액체로켓 엔진/사진=최민경 기자

"잘 아시겠지만 75톤급 액체로켓 엔진을 개발한 회사는 전 세계에 7개밖에 없습니다. 한국이 세계 7번째 국가가 되는 겁니다. 누리호 발사체까지 성공하면 발사체도 7번째로 성공한 국가가 됩니다."(신현우 한화에어로스페이스 대표)


신현우 한화에어로스페이스 대표는 지난 20일 경기 성남 서울공항 'ADEX2021'에서 "(누리호 발사에) 자신 있습니까"라는 문재인 대통령의 질문에 이같이 답했다.

문 대통령이 큰 관심을 보인 '누리호의 심장' 75톤급 액체로켓 엔진은 한화에어로스페이스가 한국항공우주연구원(항우연)과 함께 만든 제품이다. 한화에어로스페이스는 2005년 나로호 핵심부품과 누리호 터보펌프 개발에 참여한 것을 시작으로 2012년부터 누리호 액체로켓 엔진 개발에 착수했다.

누리호는 길이 47.2m, 무게 200톤의 3단형 우주발사체로 총 6기의 엔진이 들어간다. 한화에어로스페이스는 누리호에 사용되는 모든 엔진을 납품했다. 1단 로켓은 75톤급 액체엔진 4기를 묶어 300톤급 추력을 내고, 2단은 75톤급 액체엔진 1기, 3단은 7톤급 액체엔진 1기가 장착된다. 특히 75톤급 엔진 개발·생산은 세계에서 7번째로 성공했다. 각 로켓의 비행제어 및 자세제어시스템과 엔진 공급계 밸브도 한화에어로스페이스가 개발했다.

10년 동안 누리호 액체로켓 엔진 조립을 위해 투입된 엔지니어와 생산인력만 수십여 명이고 간접 인력은 100여 명에 이른다. 엔진 관련 협력하고 있는 업체도 30곳이 넘는다.


개발하는 데 어려움이 없었던 것은 아니다. 전 세계에서 저궤도 위성 자력 발사 능력은 7개국만 보유하고 있는 만큼 국가 간 기술 이전이 엄격히 통제돼있다. 모든 것을 국내 독자 기술로 진행하기는 쉬운 일이 아니었다.

초기 단계엔 설계와 제작, 조립, 시험을 동시에 진행했는데 특히 엔진 조립의 경우는 각 연결부와 호환성을 확보하면서 기능시험 요구 조건을 만족시키는 데 큰 어려움이 있었다. 한화에어로스페이스는 이러한 문제점을 해결하기 위해 30여 년 동안 수행했던 가스터빈 엔진 조립 프로세스를 벤치마킹했다. 또 실제와 동일한 형상의 엔진 모형 생산과 수십여 기의 엔진 조립, 납품 과정을 통해 개선·발전시키면서 기술적 어려움을 해결했다.

누리호 엔진 개발에 참여한 한화에어로스페이스 개발자들은 75톤급 엔진 첫 연소시험이 개발 과정에서 가장 기억에 남는 순간이었다고 입을 모은다. 누리호 엔진 개발에 참여한 한화에어로스페이스 개발자는 "2016년 3월 75톤급 엔진 첫 번째 호기를 납품 했을 당시 나로우주센터에서 항우연 연구원들과 첫 연소 시험을 앞두고 자정 넘어서까지 야간작업을 했다"며 "온 몸에 땀이 흥건한 상태로 며칠 동안이나 준비했는데 누구 하나 피곤한 기색 없이 '첫 시험 성공'에 대한 열망으로 임했다"고 회상했다.

이어 "엔진 연소 과정은 첫 시동부터 3초까지의 시간이 전체 과정 중에서 가장 중요하고, 이 시간을 넘기면 큰 고비는 지나갔다고 판단한다"며 "당시 처음으로 납품한 엔진이 3초 시험을 성공했다는 이야기를 듣고 온몸이 기쁨으로 벅차 올랐다"고 덧붙였다.

한화에어로스페이스는 지난 3월 전남 고흥의 나로 우주센터에서 누리호의 핵심인 1단 엔진의 최종 성능 확인을 위한 종합연소시험까지 성공적으로 마쳤다. 목표 연소 시간인 127초의 오차범위 내인 125.5초간 연소가 정상적으로 이뤄졌다.

한화에어로스페이스 관계자는 "누리호 발사는 국가적으로 엄청난 자산을 갖게 되는 것인 만큼 후속사업도 중단 없이 안정적으로 진행돼야 한다"며 "우주발사체 분야는 당장의 경제성보다는 미래 기회를 선점하는 측면이 있기 때문에 국가적 차원의 지속적인 지원과 관심이 필요하다"고 강조했다.