고체연료 로켓의 특징과 중요성

얼마 전 2022년 12월 30일 저녁 정체를 알 수 없는 무지갯빛 연기가 지역 곳곳 하늘에서 발견되어 UFO(미확인 비행물체)가 아니냐는 논란이 있었다. 논란 이후 국방부는 고체연료 우주발사체가 시험비행에 성공했다고 밝혔다.

 

UFO가 아니라서 한편으로는 아쉽지만 이번에 관찰된 로켓에 궁금증이 생겼다. 로켓이 무엇인지 알아보고 시험비행에 사용된 고체연료의 특성과 그 중요성을 설명하겠다.

 

로켓이란?

로켓(Rocket)의 정의는 고온 고압의 가스를 발생·분출시켜 그 반동으로 추진하는 장치이다. 어렸을 적 만들었던 물로켓부터 미사일, 우주발사체 모두 로켓에 포함된다. 최근 발사에 성공한 누리호와 같은 우주발사체는 화학 연료를 연소하여 얻은 고온·고압의 가스를 이용하는 화학적 엔진이 탑재된 로켓이다.

 

한미 미사일 지침 종료로 고체연료 개발가능

우리나라는 1978년 최초로 국내부품이 포함된 고체연료 '백곰' 미사일 개발에 성공했다. 하지만 1979년 미국의 미사일 부품과 기술을 제공받지만 우리나라의 미사일 개발에 제한을 두는 '한미 미사일 지침'을 만들었다. 이로 인해 고체연료를 활용할 수 있는 우주발사체  개발에도 지장이 있었고 우리나라의 국방기술과 과학기술의 발전에도 어려움이 있었다.

 

그래서 우리나라는 '한미 미사일 지침'을 완화하기 위하여 노력하였으며 2001년 1차 개정안을 시작으로 2020년 4차 개정안 후 2021년 5월에는 마침내 '한미 미사일 지침'을 종료하게 되었다. 이로써 우주발사체와 미사일과 같은 로켓을 제약 없이 개발할 수 있게 되었다.

 

고체연료의 특성

초기 로켓은 고체연료를 사용하는 방식으로 시작됐다. 액체연료는 연료, 산화제, 연소실이 별도로 있어야 하는 반면 고체연료는 연료통이 연소실이므로 비교적 구조가 단순했다. 고체연료는 연료와 산화제를 섞어 응고 시켜 만드는데 캠핑에서 쓰이는 양초같이 생긴 발화제를 생각하면 된다. 캠핑용 고체연료는 뚜껑을 덮어 산소를 차단하면 불이 꺼지지만 로켓용 고체연료는 산화제가 섞여 응고되어 있어 산소가 차단된 진공상태에서도 연소가 가능하다

 

하지만 고체연료는 연소가 시작되면 멈출 수가 없어 정밀한 제어가 어렵다. 정밀한 제어가 필요한 우주발사체에서 사용하는 대신 군사용으로 많이 사용되는데 미리 연료를 충전해두고 바로 발사가 가능하기 때문에 미사일로 활용하기 좋다.

 

로켓개발의 중요성

로켓개발은 우주 과학기술에도 중요하지만 국가 안보에도 아주 중요한 기술이기도  하다. 로켓이 수직으로 발사되어 우주까지 날아가면 우주발사체가 되지만 기울어진 각도로 날아가 땅으로 떨어지면 미사일이 된다. 여기에 핵이나 화학무기가 탑재되면 강력한 무기가 된다. 우주경쟁은 단순한 과학기술 경쟁이 아닌 국방기술의 경쟁이기도 하다.