고체 연료 소형 발사체
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1. 개요
고체 연료 소형 발사체는 고체 연료를 사용하는 소형 우주 발사체를 의미하며, 한국은 2020년 한미 미사일 지침 개정 및 종료 이후 관련 기술 개발을 추진해왔다. 2021년 국가우주위원회를 통해 민간 주도의 개발 계획이 확정되었으며, 2022년 국방과학연구소(ADD)는 고체 추진 발사체 성능 시험 발사에 성공했다. 이는 군 정찰위성 발사 등 군사적 활용과 저궤도 위성 발사 등에 기여할 것으로 예상된다.
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| 고체 연료 소형 발사체 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 이름 | 고체 연료 소형 발사체 |
| 용도 | 지구 저궤도 인공위성 발사 |
| 제작자 | ADD |
| 사용 국가 | 대한민국 |
| 상태 | 개발 중 |
| 발사장 | 안흥종합시험장 |
| 총 발사 수 | 1 |
| 성공 수 | 1 |
| 크기 | |
| 직경 | 2.0 m 기본형 2.6 m 확장형 |
| 전장 | 20.5 m 기본형 26.5 m 확장형 |
| 중량 | 50 톤 |
| 발사 이력 | |
| 최초 발사일 | 2022년 3월 30일 |
| 실패 수 | 0 |
| 단 | |
| 단수 | 4단 |
| LEO 하중 | 500 kg 기본형 1,000 kg 확장형 |
| 1단 | |
| 추진제 | 고체연료 |
| 추력 | 75톤 |
| 엔진 | 1 x ADD-075 |
| 2단 | |
| 추진제 | 고체연료 |
| 엔진 | 1 x ADD |
| 3단 | |
| 추진제 | 고체연료 |
| 엔진 | 1 x ADD |
2. 역사
2020년 7월 28일, 청와대 김현종 국가안보실 2차장은 브리핑을 통해 "한미 미사일 지침 개정으로 우주 발사체에 대한 고체연료 사용 제한이 해제됐다"고 밝혔다.[1]
2021년 5월 21일, 백악관에서 열린 한미정상회담에서 문재인 대통령과 조 바이든 미국 대통령은 한미 미사일 지침 종료를 합의했다.[2]
2021년 6월 9일, 서울 한국과학기술회관에서 임혜숙 과학기술정보통신부 장관 주재로 제19회 국가우주위원회를 개최해, 민간 회사가 고체 연료 소형 발사체를 개발해 2024년 최초 발사한다는 내용이 포함된 제3차 우주개발진흥계획 기본계획 수정안 등 3개의 안건을 심의ㆍ확정했다.
2021년 7월 29일, 국방과학연구소(ADD)는 충남 안흥종합시험장에서 추력 75톤급 우주발사체용 고체추진기관 연소시험을 성공적으로 수행했다.
2022년 2월 22일, 국방과학연구소(ADD)는 서욱 국방부 장관 주재로 열린 '제2회 국방과학기술위원회'에서 고체연료 추진기관 우주발사체 개발을 위해 확보한 주요 기술을 선보이며 3월에 시험발사할 것이라고 밝혔다.
2022년 3월 30일, 국방과학연구소(ADD)는 안흥종합시험장에서 순수 국내 기술로 개발한 고체 추진 발사체 성능시험을 위한 첫 번째 발사에 성공했다.
2. 1. 개발 배경
2020년 7월 28일, 청와대 김현종 국가안보실 2차장은 브리핑을 통해 "한미 미사일 지침 개정으로 우주 발사체에 대한 고체연료 사용 제한이 해제됐다"고 밝혔다.2021년 5월 21일, 백악관에서 열린 한미정상회담에서 문재인 대통령과 조 바이든 미국 대통령은 한미 미사일 지침 종료를 합의했다.[1][2] 문재인 대통령은 공동 기자회견에서 "기쁜 마음으로 (한미) 미사일지침 종료 사실을 전한다"고 말했다.
2021년 6월 9일, 서울 한국과학기술회관에서 임혜숙 과학기술정보통신부 장관 주재로 제19회 국가우주위원회를 개최해, 민간 회사가 고체 연료 소형 발사체를 개발해 2024년 최초 발사한다는 내용이 포함된 제3차 우주개발진흥계획 기본계획 수정안 등 3개의 안건을 심의ㆍ확정했다. 한화에어로스페이스, 한국항공우주산업(KAI) 등 민간 업체들이 주도하며, 정부는 그동안 축적한 고체 추진제 기술을 제공한다.[3]
2021년 7월 29일, 국방과학연구소(ADD)는 충남 안흥종합시험장에서 추력 75톤급 우주발사체용 고체추진기관 연소시험을 성공적으로 수행했다.
2022년 2월 22일, 국방과학연구소(ADD)는 서욱 국방부 장관 주재로 열린 '제2회 국방과학기술위원회'에서 고체연료 추진기관 우주발사체 개발을 위해 확보한 주요 기술을 선보이며 3월에 시험발사할 것이라고 밝혔다.
당초 2024년 시험발사 계획이었으나, 2022년 3월 24일 북한이 화성-17형 ICBM 발사에 성공했다고 대대적으로 보도하자, 6일 뒤인 3월 30일 국방부가 고체 연료 소형 발사체를 시험발사했다.
2. 2. 개발 과정
2021년 5월 22일(한국시간), 문재인 대통령은 미국을 방문하여 조 바이든 미국 대통령과 첫 정상회담을 가졌다. 이 회담에서 한국의 미사일 사거리 제한이 완전히 폐지되었다.[1][2] 문재인 대통령은 회담 직후 공동 기자회견에서 "기쁜 마음으로 (한미) 미사일지침 종료 사실을 전한다"고 말했다. (한미 미사일 지침 참조)2021년 6월 9일, 서울 한국과학기술회관에서 임혜숙 과학기술정보통신부 장관 주재로 제19회 국가우주위원회가 개최되었다. 이 회의에서는 민간 기업이 고체 연료 소형 발사체를 개발하여 2024년 최초 발사한다는 내용이 포함된 제3차 우주개발진흥계획 기본계획 수정안 등이 심의ㆍ확정되었다.
그동안 정부에서 축적한 고체 추진제 기술은 한화에어로스페이스, 한국항공우주산업(KAI) 등 민간 업체에 제공되어 개발을 주도하도록 하였다.[3]
앞으로는 관련 법 개정을 통해 과학기술정보통신부 장관이 아닌 국무총리가 위원장으로서 국가우주위원회를 이끌게 된다.
당초 2024년 시험발사 계획이었으나, 2022년 3월 24일 북한이 화성-17형 ICBM 발사에 성공했다고 대대적으로 보도하자, 6일 후인 3월 30일 국방부가 고체 연료 소형 발사체를 시험발사했다.
| 순서 | 날짜 | 내용 |
|---|---|---|
| 1 | 2020년 7월 28일 | 청와대 김현종 국가안보실 2차장은 브리핑을 통해 "한미 미사일 지침 개정으로 우주 발사체에 대한 고체연료 사용 제한이 해제됐다"고 밝혔다. |
| 2 | 2021년 5월 21일 | 백악관에서 열린 한미정상회담에서 문재인 대통령과 조 바이든 미국 대통령은 한미 미사일 지침 종료를 합의했다. |
| 3 | 2021년 7월 29일 | 국방과학연구소(ADD)는 충남 안흥종합시험장에서 우주발사체용 고체추진기관 연소시험을 성공적으로 수행했다. (추력 75톤급) |
| 4 | 2022년 2월 22일 | 국방과학연구소(ADD)는 서욱 국방부 장관 주재로 열린 제2회 국방과학기술위원회에서 고체연료 추진기관 우주발사체 개발을 위해 확보한 주요 기술을 선보이며 3월에 시험발사할 것이라고 밝혔다. |
| 5 | 2022년 3월 30일 | 국방과학연구소(ADD)는 충남 안흥종합시험장에서 순수 국내 기술로 개발한 고체 추진 발사체 성능시험을 위한 첫 번째 발사에 성공했다. |
2. 3. 시험 발사
2022년 3월 30일, 국방부는 국방과학연구소(ADD)가 충남 안흥종합시험장에서 순수 국내 기술로 개발한 고체 추진 발사체 성능시험을 위한 첫 번째 발사에 성공했다고 밝혔다. 이번 발사에는 서욱 국방부 장관과 각 군 주요 인사들이 참여했다.[3]국방부는 이번 시험이 2021년 5월 한미 미사일 지침 종료와 2021년 7월 고체추진기관 연소시험 성공 이후 8개월 만에 이루어졌다고 설명했다. 시험에서는 우주발사체 필수 기술인 △대형 고체 추진기관 △페어링(로켓 덮개 부분) 분리 △단 분리 △상단부 자세제어 기술 관련 검증이 이루어졌다고 설명했다. 이어 추가 검증 이후 실제 위성을 탑재해 발사를 진행할 것이라고 덧붙였다.[3]
이번 시험 발사는 북한이 2022년 3월 24일 화성-17형 ICBM 발사에 성공했다고 대대적인 보도를 한 지 6일 만에 이루어졌다.
3. 명칭
고체 연료 소형 발사체는 아직 국방부가 정식 명칭을 언론에 공개하지 않았다.[1] 1단에는 추력 75톤급 고체연료 엔진 1개, 2단에는 추력 미상의 고체연료 엔진 1개를 탑재했는데, 두 엔진의 정식 명칭도 아직 언론에 공개되지 않았다.[1]
4. 발사대
나로우주센터가 있는 전라남도 고흥군 외나로도 청석금에 민간 고체 소형 발사체를 발사하기 위한 발사대를 2024년까지 건설할 계획이다. 고체연료 발사체는 액체연료 발사체와 비교해 구조와 발사장 설비가 상대적으로 간단하고, 단순 점화로 발사할 수 있다.[4]
민간 발사체용 발사대는 2024년까지 고체연료, 2030년까지 액체연료를 지원할 계획이다. 새로운 발사대를 지향해 발사 임무를 지원할 수 있는 새 레인지시스템도 구축한다. 2022년 3월 30일, 안흥종합시험장에서 최초 시험발사를 했다.[4]
5. 기술적 특징
고체 연료는 액체 연료보다 무게당 추력이 적지만, 구조, 발사 준비, 발사장 설비가 상대적으로 간단하고 비용이 저렴하며, 발사체 내에 항상 연료가 저장되어 있어 저궤도 위성에 적합하다.[5]
5. 1. 고체 연료
고체연료는 액체연료보다 무게당 추력이 적지만 구조, 발사 준비, 발사장 설비가 상대적으로 간단하다. 비용도 액체 연료의 10분의 1에 불과하고 발사체 내에 항상 연료가 저장되어 있기에 저궤도 위성에 적합하다.[5]2021년 7월 29일, 국방과학연구소(ADD)에서 우주발사체용 고체 연료 엔진 연소 시험에 성공했다. 국방부가 사진을 공개했다. 추력 75톤급 고체연료 로켓 엔진이다. 2단으로 제작한 고체연료 엔진 우주발사체를 만들어 500 kg급 소형 위성을 탑재할 계획이다.
5. 2. 소형 위성
미국 항공우주국(NASA)에서는 일반적으로 500kg 이하의 인공위성을 소형위성으로 분류하고 있다. 소형위성은 나노위성(1~10kg), 마이크로위성(11~100kg), 미니위성(101~500kg)을 포함하며, 상업, 통신, 우주 연구 등의 목적으로 설계된 소형화, 저비용 위성이다.[6]6. 군사적 활용
2021년 5월, 한미 정상회담에서 한국의 미사일 사거리 제한이 완전히 폐지되면서, 고체 연료 소형 발사체를 활용한 군사적 목적의 개발이 가능해졌다.[1][2]
김현종 국가안보실 2차장은 2020년 7월 28일 브리핑에서 한국이 아리랑 3호, 아리랑 3A호, 아리랑 5호 등 다목적 실용위성을 보유하고 있지만, 군사적 판독 기능과 한반도 상공 순회 주기(12시간) 면에서 군사적 효용성이 부족하다고 지적했다. 그는 2020년대 중후반까지 자체 개발한 고체연료 발사체를 이용해 저궤도 군 정찰위성을 다수 발사하면 정보감시정찰 능력이 크게 향상될 것이라고 전망했다.
국방과학연구소(ADD)는 1m급 해상도로 주·야간 및 악천후에 관계없이 510km 상공에서 지상 물체를 식별할 수 있는 초소형 정찰위성을 개발하여 군사적 정찰 능력을 강화할 계획이다.
한편, 미국의 스타트업 어스나우는 빌 게이츠의 투자를 받아 500개의 관측위성을 발사하여 전 세계 어디든지 실시간 생방송 동영상 촬영 서비스를 제공할 계획이다. 이 프로젝트에는 약 1조 원의 위성 발사 비용이 예상되며, 어스나우는 ADD의 초소형 SAR 위성과 달리 시간 간격 없이 북한 지역을 24시간 내내 끊김없이 동영상 정찰을 할 수 있다.
6. 1. 언블링킹 아이
2020년 7월 28일, 김현종 국가안보실 2차장은 브리핑에서 "2020년대 중후반까지 우리가 자체적으로 개발한 고체연료 발사체를 이용해 저궤도 군 정찰위성을 다수 발사"하면 "한반도 상공을 24시간 감시하는 일명 ‘언블링킹 아이’(unblinking eye·깜박이지 않는 눈)를 구축할 수 있게 됐다"고 말했다.[7]국방과학연구소(ADD)가 2020년 8월 3일에 소개한 초소형 SAR 위성체는 가로 3m, 세로 70cm 크기의 직사각형 형태이며, 앞면에는 레이더, 뒷면에는 태양전지판이 달려 있다. 무게는 66kg 이하로 제작될 예정이며, 해상도는 1m급으로 510km 상공에서 지상 1m 크기의 물체를 식별할 수 있다. 1기당 양산 가격은 70억~80억원 수준으로 예상된다.[7]
초소형 SAR 위성은 2023년까지 200억 원의 예산으로 개발되며, SAR 영상 레이더 탑재체는 한화시스템, 위성 본체는 쎄트렉아이가 담당한다. 쎄트렉아이는 최근 한화가 인수했다. 초소형 위성의 SAR 레이더는 KF-X(한국형전투기) AESA(위상배열) 레이더의 송수신 모듈을 활용하며, ADD는 초소형 SAR 위성 32기를 띄우면 30분 간격으로 북한 지역을 정찰할 수 있다고 밝혔다.[7] 이는 425 위성 1기 가격으로 30여 기의 초소형 SAR 위성을 만들 수 있는 수준이다.[7]
6. 2. ICBM 기술과의 연관성
고체 연료 소형 발사체는 대륙간 탄도 미사일(ICBM) 기술과 밀접하게 연관되어 있다. 미국의 미노타우르 1호는 미국 유일의 지상 배치 ICBM인 LGM-30 미니트맨을 우주 발사체로 개조한 것이다. 핵탄두를 제거하고 인공위성을 탑재했지만, 고체 연료 모터는 동일한 것을 사용한다. ICBM은 보통 3단 로켓이지만, 미노타우르 1호는 5단 로켓이다.1998년 8월 31일, 북한이 대포동 1호를 발사하자 한국은 큰 충격을 받았다. 이에 대응하여 2000년 국정원은 러시아에서 RT-2PM 토폴 ICBM을 고철로 분해해 밀수입한 후 재조립했다. 이는 당시 기준으로 역사상 최대 규모의 국정원 공작 성과로 알려졌다. RT-2PM 토폴 ICBM을 우주 발사체로 개조한 것이 Start-1 로켓이다.
7. 국제 협력 및 경쟁
중국의 창정 11호는 무게 58ton, 길이 20.8m, 직경 2m인 4단 고체연료 로켓이며, 1단 추력은 120ton으로, 무게 700kg 인공위성을 발사할 수 있다고 알려져 있다.[1]
이 발사체는 3단 DF-31(NATO 명칭: CSS-9) 대륙간탄도미사일(ICBM)에 4단 고체추진제를 추가한 것으로 추정된다.[1]
8. 시간대별 정리
- 2020년 7월 28일, 청와대 김현종 국가안보실 2차장은 브리핑을 통해 "한미 미사일 지침 개정으로 우주 발사체에 대한 고체연료 사용 제한이 해제됐다"고 밝혔다.[1]
- 2021년 5월 21일, 백악관에서 열린 한미정상회담에서 문재인 대통령과 조 바이든 미국 대통령은 한미 미사일 지침 종료를 합의했다.[2] 문재인 대통령은 "기쁜 마음으로 (한미) 미사일지침 종료 사실을 전한다"고 말했다.
- 2021년 6월 9일, 서울 한국과학기술회관에서 임혜숙 과학기술정보통신부 장관 주재로 제19회 국가우주위원회를 개최해 민간회사가 고체 연료 소형 발사체를 개발해 2024년 최초 발사를 한다는 내용이 포함된 제3차 우주개발진흥계획 기본계획 수정안 등 3개의 안건을 심의ㆍ확정했다.[3]
- 2021년 7월 29일, 국방과학연구소(ADD)가 충남 안흥종합시험장에서 우주발사체용 고체추진기관 연소시험을 성공적으로 수행했다. 추력은 75톤급이다.
- 2022년 2월 22일, 국방과학연구소(ADD)는 서욱 국방부 장관 주재로 열린 '제2회 국방과학기술위원회'에서 고체연료 추진기관 우주발사체 개발을 위해 확보한 주요 기술을 선보이며 3월에 시험발사할 것이라고 밝혔다.
- 2022년 3월 30일, 국방과학연구소(ADD)가 안흥종합시험장에서 순수 국내 기술로 개발한 고체 추진 발사체 성능시험을 위한 첫 번째 발사에 성공했다.
참조
[1]
뉴스
문대통령 "기쁜 마음으로 미사일지침 종료 전한다"
https://www.yna.co.k[...]
[2]
뉴스
42년 만에 '미사일 주권' 되찾아…여야도 모두 환영 (2021.05.22/뉴스데스크/MBC)
https://www.youtube.[...]
MBC
2021-05-22
[3]
간행물
3년내 고체 연료 우주발사체 만들어 발사한다
아시아경제
2021-06-09
[4]
뉴스
[단독]외나로도 청석금에 국내 최초 민간 우주발사장 건설
중앙일보
2021-06-09
[5]
뉴스
민간주도 '뉴스페이스' 시대 개막…2024년 고체연료 발사체 쏜다
연합뉴스
2021-06-09
[6]
뉴스
미국 소형위성 시장동향
KOTRA해외시장뉴스
2021-06-09
[7]
뉴스
"[밀톡 영상] 김정은 핵미사일 꼼짝마! 초소형 정찰위성"
조선일보
2020-08-09
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