[K방산 우주로]① '75톤 로켓엔진' 국격 높이다…한화에어로, 발사체 사업 본격화

기사입력 : 2021년10월27일 08:31

최종수정 : 2021년10월28일 10:06

국내 유일 가스터빈 제작업체...75톤 엔진 생산 성공 '세계 7번째'
하늘 넘어 우주로...'스페이스 허브' 출범·'항공우주본부' 신설까지

[편집자] 지난 21일 한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 고흥나로우주센터에서 우주로 날았다. 위성모사체를 목표 궤도에 안착시키진 못했지만 1단·2단 로켓과 페어링(위성 덮개) 분리 등 핵심 기술은 성공적이었다. 내년 5월로 예정된 2차 발사의 완전한 성공이 기대된다. 누리호의 주역은 K-방산의 대표 기업들이다. 11년 7개월 동안 한국항공우주연구원(항우연)과 국내 300여개 기업들이 흘린 땀의 결실이 눈길을 끈다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = "이번 발사에서 가장 우려했던 부분이 75톤 엔진의 정상 작동이었는데 완벽하게 잘 됐다".(지난 21일 누리호 발사 후 이상률 항우연 원장)

누리호의 심장인 75톤 액체로켓엔진의 개발과 생산은 '순수 국내기술'이다. 이 엔진기술은 '세계 7번째'라는 수식어가 따를 만큼 고난도로 꼽힌다. 항우연과 한화에어로스페이스가 10년 넘는 기간동안 100여명에 달하는 최고의 기술인력을 투입해 만든 결과다.

한화에어로스페이스의 75t급 액체로켓엔진 [자료=한화] 2021.10.20 biggerthanseoul@newspim.com

누리호 사업을 통해 발사체 엔진기술 역량을 높인 한화에어로스페이스는 최근 '우주사업본부'를 신설했다. 김승연 한화 회장은 든든한 지원군으로, 그의 장남인 김동관 사장은 우주를 향한 한화의 총지휘자로 나선다.

우주시대를 선점하기 위한 한화에어로스페이스의 독보적인 엔진기술이 한화의 백년대계에 그만큼 중요하다는 반증이다. 세계 우주사업은 2040년 1240조원까지 성장할 것이란 전망이다.

◆ 2005년부터 노력의 결실...75톤 엔진 세계 7번째로 제작 성공

27일 방산업계에 따르면 한화에어로스페이스는 16년 전인 2005년 나로호 핵심부품과 누리호 터보펌프 개발을 시작으로 2012년 누리호 사업에도 참여하게 됐다.

한화에어로스페이스는 발사체의 '심장'인 액체로켓엔진 제작, 조립을 담당했다. 누리호는 총 길이 47.2ｍ, 직경 3.5m, 중량 200톤으로 3단의 로켓으로 제작됐다. 이중 1단에 75톤금 액체엔진 4개, 2단에 1개, 3단에는 7톤급 액체엔지 1개 등 총 6개가 탑재됐다. 또한 터보펌프, 밸브류 제작 등도 같이 담당했다.

이 가운데 75톤 액체로켓엔진의 개발, 생산 과정은 수많은 시행착오를 거쳐야 했다. 발사체 기술은 대표적인 안보기술이라 국가간 기술이전이 금지돼 있다. 전략무기인 미사일, 특히 대륙간탄도미사일(ICBM) 기술과 크게 다르지 않기 때문이다.

과거 나로호 발사때 러시아에서 1단을 통째 들고오면서 수십 명의 보안요원이 따라와 기술 유출을 막겠다며 국내 연구진들을 감시하기도 했다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 누리호 엔진 [사진=한국항공우주연구원] 2021.10.26 yunyun@newspim.com

이번 누리호 사업에서 모든 것을 국내 독자 기술로 진행했다. 항우연은 "75톤급 액체엔진은 누리호 발사 전까지 총 33개의 엔진을 시험했다"며 "총 184회, 누적연소시간 18290초를 수행했다"고 말했다.

한화에어로스페이스 관계자는 "경상남도 창원시에 위치한 한화에어로스페이스 창원사업장에서 액체로켓엔진 관련 작업을 진행했다"며 "엔지니어와 직접 생산작업자 등 100여명 가까운 인력이 10년 이상 노력했다"고 말했다.

그 결과 한국은 세계에서 7번째로 중대형 액체엔진을 보유한 나라가 됐다.

한화에어로스페이스는 국내 유일의 가스터빈 엔진 제조 업체로 30여년 간의 노하우를 활용해 누리호 제작 과정에서의 어려움들을 극복했다.

누리호 엔진 개발에 참여한 한화에어로스페이스의 한 개발자는 "엔진 조립 과정에서 호환성을 확보하면서 각 연결부의 기능 시험 요구 조건을 만족시키기가 쉽지 않았다"며 "가스터빈 엔진 조립 프로세스를 벤치마킹 하고 실제와 동일한 형상의 엔진 목업 생산과 수십여기의 실엔진 조립, 납품 과정들을 통해 개선 발전시키면서 기술적 어려움들을 해결했다"고 말했다.

◆ 3월 스페이스 허브 출범 이어 항공우주본부 신설까지 '속도'

한화에어로스페이스는 이제 하늘을 넘어 우주로 사업영역을 확장하겠다는 목표다. 최근에는 우주사업본부를 신설하고 국내 발사체 사업을 본격 추진할 채비에 나섰다. 발사체 사업은 위성체 사업, 지상체 사업, 위성활용 서비스 등 4대 핵심 우주사업중 하나로 이번 누리호와 같이 위성체를 지구 대기권 밖의 목표 궤도에까지 진입시켜주는 로켓 등을 쏘아올리는 것이다.

최근 우주 산업은 '인류의 마지막 남은 블루오션'으로 불린다. 우주 산업이 국가 주도인 '올드 스페이스'에서 민간 주도의 '뉴 스페이스' 시대로 전환되는 시점에 한화가 그룹 차원에서 우주사업을 전폭적으로 지원하는 이유다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 김승연 한화그룹 회장 [사진=한화그룹] yunyun@newspim.com

김승연 회장은 올해 신년사에서 "미래 성장 동력을 확보해 세계 무대에서 사업 역량과 리더십을 확대해야 한다"면서 "항공·우주 등 신규 사업에도 세계를 상대로 미래 성장 기회를 선점 해달라"고 주문했다.

한화는 지난 3월 계열사에 흩어져 있던 우주산업 핵심 기술을 총괄하는 '스페이스 허브'를 출범하고 김동관 한화솔루션 사장이 팀장을 맡기도 했다. 우주사업본부 신설은 스페이스허브 출범에서 한발 나아가 구체적인 사업본부를 만들었다는 평가를 받는다.

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광복군, 일본군 무장해제 "항복사실 모르느냐? 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. 우리는 그들에게 전의(戰意)가 없는 것을 보이기 위해 기관단총을 모두 어깨에 걸쳤다. 그러고도 만일을 위해서 각각 산개하면서 뛰어내리기 시작했다. 드디어 내 차례가 왔다. 몸을 날렸다. 아. 그때 그 바람 냄새, 그 공기의 열기, 아른대는 포플러의 아지랑이, 그리고는 아무것도 순간적이었지만 보이지 아니했다. 그러나 어쩐 일인가? 우리 주변엔 돌격 태세에 착검한 일본군이 포위하고 있었다. 워커 구두 밑의 여의도 모래가 발을 구르게 했다. 코끼리 콧대 같은 고무관을 제독총에 연결한 험상궂은 방독면을 뒤집어쓴 일본군이 차차 비행기를 중심으로 원거리 포위망을 좁혀오고 있었다. 너무나도 위험한 상황이었다. 이것이 그리던 조국 땅을 밟고 처음 맞은 분위기였다. 동지들은 눈빛을 무섭게 빛내면서 사주경계를 했다. 그러나 아직 기관단총을 거머쥐지는 아니했다. 여의도의 공기가 움직이지 않는 고체처럼 조여들어 왔다. 뿐만 아니었다. 타고 온 C46형 수송기로부터 한 50여m 떨어진 곳의 격납고 앞에는 실히 1개 중대나 되는 군인들이 일본도를 뽑아 든 한 장교에게 인솔되어 정렬해 있었다. 그 앞에는 고급장교인 듯한 자들이 한 줄 또 섰고, 장군 몇 명도 있는 듯했다. 그러나 무엇보다도 8월 18일 한낮의 그 뜨거운 여의도 열기가 우리를 더욱 긴장시켰다. 격납고 뒤에까지 무장한 군인이 대기하고 있었다. 중형전차의 기관포도 이쪽을 향하고 있었다. 환호하는 광복군. [사진= 국사편찬위원회] 비행장 아스팔트 위엔 한여름의 복사열이 그 위기의 긴장처럼 이글대고 있었다. 어느새 우리는 땀에 젖어 있었다. 기막힌 침묵이 십여 분이나 지났다. 그러나 그들은 어떤 행동도 취해 오지 않았다. 마침내 우리가 발걸음을 옮겼다. 우리는 일본군 고급 장교들이 늘어선 쪽으로 한걸음 씩 움직였다. 각자 산개, 조심하라! 누군가가 이렇게 나직하게 말했다. 서해 연안으로 비행기가 고도를 낮출 때 누군가가 유서를 쓰던 일이 이 순간 내 머릿속에서 상기되었다. 일본군 병사들은 우리가 다가서자 의외로 포위망을 풀 듯이 비켜섰다. 우리는 아직 기관단총을 어깨에 멘 그대로였다. 일본군이 길을 열어주자, 그들도 일본군 육군 중장을 선두로 한 장교단이 우리 쪽으로 오기 시작했다. 그가 바로 조선주차군사령관 죠오쯔끼(上月良夫)였다. 쬬오쯔기는 그의 참모장 이하라 소장과 나남 사단장과 참모들을 뒤로 거느렸다. 우리도 좌우로 벌려 섰다. 쬬오쯔기가 「나니시니 이라시따노?(무슨 일로 왔소?)」말문을 열었다. 퍽 야무지게 보였다. 우리는 말 대신 영등포 상공에서 뿌리다 남긴 선전 전단을 내밀어 주었다. 우리의 임무가 일본어와 우리말로 적힌 전단이었다. 거긴 또 우리가 이렇게 들어오게 된 사연도 적혀있었다. 우리는 한 장씩 그 전단을 다른 일본군 장교들에게 나누어 주었다. 쬬오쯔끼는 이를 받아 읽고, "일본은 정전만 한 상태이니 일단 돌아갔다가 휴전 조약이 체결된 다음에 재입국하라"라고 말했다. 그러면서 은근히 위협했다. 자기네 병사들이 꽤 흥분되어 있으니, 만약 돌아가지 않으면 그 신변 보호에 안전책임을 지기가 어렵다는 분위기라고 했다. 이에 이범석 장군이 "네 놈들의 천황이 이미 연합국에 무조건 항복한 사실을 모르느냐? 이제부터는 동경의 지시가 필요 없다는 것을 알아야 한다"라고 맞섰다. 그러나 쉽사리 양보하지 않았다. 옥신각신 말이 몇 번 건너 왔다 갔다. 갑자기 쬬오쯔끼는 한 일본군 대령에게 일을 처리하라고 지시했다. 그러면서 그는 동경서 손님이 오기로 되어 있어 마중을 나와 있던 참이란 말을 하고는 물러가 버렸다" 이범석 장군은 일본군 측에 "조선 총독을 만나 담판 짓겠다'라고 요구했으나 거절당했다. 일본군 무장해제 임무를 띠고 국내로 들어 온 '광복군 국내정진군'은 아무런 소득도 올리지 못한 채 다음 날 8월 19일 14:30분 여의도 기지를 이륙하여 중국으로 돌아갔다. 광복군은 미군정이 시작되고 나서 한참이나 지난 다음에 개인 자격으로 귀국할 수밖에 없었다. 조짐이 좋지 않았다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장 2025-09-29 08:00

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중국 전기차 주행거리 두배 증가 배터리 개발 [베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 에너지 밀도를 두 배 증가시킬 수 있는 전고체 배터리를 개발해 낸 것으로 나타났다. 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에테르 전해질을 성공적으로 만들어냈다고 중국 관찰자망이 30일 전했다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재되었다. 연구진이 만들어낸 폴리에테르 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 동일한 무게의 배터리이지만 해당 전해질을 사용한 전고체 배터리는 두 배 이상의 전력을 충전할 수 있는 셈이다. 이론적으로 전기차의 1회 충전 주행 거리가 두 배 증가할 수 있게 된다. 현재 500km가량을 주행할 수 있는 전기차가 1000km를 주행할 수 있게 된다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과하였다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다. 또한 500회 이상 충방전을 거치면서도 에너지 저장 용량은 안정적으로 유지되었다. 연구진이 만들어낸 전고체 배터리가 상용화된다면 많은 분야에서 활용이 가능해진다. 전기차의 주행 거리는 두 배 증가하며, 드론의 비행 거리도 두 배 증가하게 된다. ESS(에너지저장장치) 역시 부피당 저장 용량을 크게 끌어올리게 되며 ESS 소형화가 가능해진다. 칭화대 연구진이 개발한 전고체 전해질의 도식도 [사진=네이처 캡처] ys1744@newspim.com 2025-09-30 10:35