선진국의 심볼마크의 하나인 위성발사, 우리의 계획은 지금 어떻게 돼가고 있나? 자세한 내막을 알아본다.
"과학위성을 쏘아올리자."
우리나라도 이제는 더 이상 우주개발의 방관자가 될 수 없다는 소리가 최근 높아지고 있다. 현대 첨단과학의 결정체라 할 우주개발사업에 뛰어들어야만 앞으로 전개될 우주시대의 경쟁대열에서 낙오하지 않을 뿐 아니라 관련분야의 발전도 가능하다는 것이다.
이러한 우주개발의 제1단계 목표가 바로 과학위성의 자체개발 및 발사인 셈이다. 과학위성이란 말그대로 과학적인 목적에 의해 쏘아올려지는 위성으로서 방송통신위성 등 다른 위성에 비해 비교적 손쉽게 제작, 발사할 수 있다.
현재 실용화돼 있는 대표적인 위성인 통신위성이 적도상공 3만6천km의 지상 정지궤도를 돌고 있는 것에 비해 과학위성은 수백km 고도에다가 가벼운 중량을 쏘아올리면 되는 것이다. 국내 과학자들은 우리나라의 과학위성이 발사된다면 대략 고도 1백~1백50km 상공에 1백20kg 정도의 위성을 올려보낼 것으로 전망하고 있다.
이처럼 과학위성부터 시작해 우주과학 기술을 개발해나가자는 데는 그럴만한 이유가 있다. 우선 기술적으로는 우리의 잠재력으로 가능하며, 비용도 1~2억달러면 가능하기 때문이다. 또 과학위성을 띄움으로써 앞으로 본격적인 우주개발 계획을 추진하기 위한 기본필수기술을 확보할 수 있다는 것이다. 천체관측이나 각종 재료 및 의료물질의 무중력실험등 과학적인 연구를 할 수 있음은 물론이다.
또 한편으로는 우주개발이 미국 소련 등 강대국들의 군사목적과 밀접히 관련돼 있어 기술이전을 꺼려하고 있기 때문에 독자개발이 불가피하다는 측면도 있다. 따라서 군 사용이 아닌 과학연구용 위성을 추구하는 것이 우주과학기술 선진국과의 기술렵력에도 유리하다는 것.
정지위성체 구입시 기술습득해야
과학위성을 발사하기 위한 노력은 최근들어 상당한 정도까지 구체화되고 있다. 87년 과기처 산하에 구체화되고 있다. 87년 과기처 산하에 천문우주과학연구소를 설립, 우주개발계획의 수립·추진을 담당케 하고 있으며 항공우주산업개발촉진법도 제정돼(87년) 현재 시행령이 만들어지고 있다. 또 연구소, 학계, 산업계의 관계전문가 22명이 우주·위성통신산업연구회를 결성, 적극적으로 추진작업을 벌이고 있다.
우리나라의 우주개발전략은 대략 3단계로 추진될 전망이다. 먼저 1단계는 1988~1992년으로 과학위성에 관한 기본기술연구와 기본적인 연구기자재 도입 및 발사장건설착수.
이 기간중 특기할 것은 정지위성체, 즉 방송통신용 위성을 외국으로부터 구입해야 한다는 계획이다. 이는 적도 상공 3만6천km상에 위성을 쏘아올릴 수 있는 자리가 한정돼 있기 때문.
우리도 빨리 자리잡아야 한다는 현실적 필요성 때문에 자체개발 하기까지 기다릴 시간여유가 없다는 것이다. 물론 통신이나 방송에의 이용가치도 크다.
정지위성체를 구입한다는 뜻은 외국에서 만든 위성을 외국에 있는 발사시설을 이용해 쏘아올린다는 의미다. 우리로서는 돈만 내면 된다는 것. 그러나 국내과학자들은 정지위성체를 구입할 때 오프셋(off-set) 조건을 걸어야 한다는 주장이다. 즉 정지위성체를 구성하는 수많은 부품중 30~40% 정도를 국내에서 조립, 납품하는 조건이 반드시 필요하다는 것이다. 그래야먄 독자적인 과학위성체 개발을 위한 기술을 습득할 수 있다는 계산이다.
제2단계(1993~97년)는 직접 과학위성을 쏘아올리는 것을 목표로 한다. 정지위성체도입시 맺은 오프셋 조건에 따라 기술을 축적하는 등 과학위성체 개발에 필요한 필수기술을 개발완료해야 하는 시기다. 또 발사장 및 추적소도 건설돼야 함은 물론이다.
제주도 남쪽에 발사장 건설
국내최초로 로킷을 발사할 장소로는 제주도 남쪽의 모슬포나 마라도 부근이 적합할 것으로 거론되고 있다. 약 1백만평의 크기가 될 발사장은 1990년대 초반 또는 중반부터 5년간에 걸쳐 건설될 것으로 보이는데 추적관제시설 발사관련 시설 건설비용 등 모두 3백30억원 가량 소요될 전망이다.
1백kg급의 위성체를 탑재한 총중량 30t내외의 발사체를 1백~1천km 궤도에 진입시킬 수 있는 발사장의 건설은 커다란 의미를 갖는다. 무엇보다도 현대과학의 총아인 우주과학분야에 대한 국가적 의지를 뚜렷이 표현하는 상징물이 된다는 사실이다. 또 우주산업과 관련된 기업육성효과도 기대할 수 있다. 위성체나 발사체와 관련된 부품 및 부분체의 공동생산과 수출시장개척에 유리한 환경을 조성할 것이다.
발사장의 건설은 국방문제와도 깊은 관련을 가지게 된다. 유사시 빠른 시일내에 국방기술로의 전환이 가능한 것이다. 북한과의 긴장완화, 미군철수, 병력 감축시 야기될 수도 있는 안보력공백에 대한 대책으로도 가능하다는 얘기다.
모든 계획이 순조롭게 진행된다면 1995년 무렵에는 1백~1백50kg의 과학위성을 실은 30t급의 발사체(로킷)가 국내의 발사장에서 솟아오르는 감격적인 순간을 맞이하게 될 것이다. 이때쯤이면 우리나라도 우주기술국으로 등장하게 돼 명실공히 과학기술선진국이 될 전망이다.
과학위성체를 성공리에 개발, 발사한 뒤인 제3단계(1998~2002년)에 가면 정지위성체 개발에 필요한 기술연구와 액체연소추진기관 개발을 시도하게 된다. 국내기술수준을 바탕으로 세계각국과 공동으로 우주개발전략을 수립할 수 있는 수준까지 도달할 것이다. 예를 들어 우주실험실(spacd lab), 태양광발전소와 같은 우주공간 이용분야에의 국제공동연구 및 건설에 참여하게 되며 SDI와 같은 안보관련 우주기술분야에서 중요한 역할을 분담할 수 있게 될 것이다. 또 극초음속기와 같은 우주비행체의 생산에도 참여하게 된다.
그러나 이같은 3단계의 전망은 현재로서는 현실감이 없다는 게 과학자들의 솔직한 진단이다. 1,2단계의 구상이 그대로 실현된다면 기대해볼 수도 있지 않느냐는 정도다. 정지궤도상에 통신위성을 쏘아올린다고 했을 때 예상되는 개발비만도 15억여달러에 달하므로 사회경제적인 여건이나 정치적 판단에 따라 귀추가 결정될 전망이다.
과학위성체를 개발하는 데는 매우 다양하고도 정밀한 기술이 요구된다. 과연 우리나라의 과학기술수준으로 가능할 것인가 하는 의문이 제기된다. 이에 대해 관련과학자들은 충분하다고 말하고 있다.
중요한 기술중 하나인 발사체시스팀의 경우, 70년대말 지대지유도탄 체계설비 및 관리경험이 있으며, 고체추진기관의 제작경험도 있다. 또 유도제어나 소규모 발사 및 추적관제의 경험도 있으며 소규모 기체제작이나 구조시험시설을 보유한 것으로 평가된다.
반면에 관측기기, 위성체 제어 등의 경험이 미비하고 각종의 시험시설을 갖추지 못하고 있는 것으로 지적된다.
따라서 기존의 기술을 기반으로 앞으로 수년간 집중적인 기술개발을 시도하면 목표달성이 가능하다는 것이다.
위성체개발의 파급효과
이처럼 과학위성의 개발작업이 고도의 기술을 필요로 하는 만큼 이에 따른 파급효과 또한 엄청날 것으로 기대된다. 우선 고급인력의 양성, 확보에 있어서 결정적 계기가 될 수 있다. 금년의 경우 우주분야과학기술인이 박사 5명, 석사 8명 수준이나 1단계의 마지막 해인 92년에는 박사 22명 석사 80명에 이를 것으로 추산된다.
또 정지위성체의 구입에 따른 국내부품조달이 이루어지면 태양전지판이나 S급 저항, 콘덴서, 반도체 등의 기술은 기업에서 개발, 산업화하게 될 것이다.
2단계 계획이 끝나는1997년경에는 우주산업에도 진출, 수십억달러 정도의 수출까지도 기대해볼 수 있다. 기계분야의 경우는 최고수준의 해석과 설계 및 시스팀기술의 능력을 확보하게 되고 전자분야에서는 나쁜 환경에 견디는 고품질의 전자부품도 생산할 수 있게 된다. 신소재의 연구가 활성화되는 것도 물론이다.
과학위성개발의 기술파급효과에 대해 천문우주과학연구소의 유장수박사는 "고도의 기술이 요구되므로 일단 성공적으로 기술개발이 이루어지면 일반 산업에 파급되는 효과는 무척 크다. 예를 들어 발사체의 추진기관에 필요한 노즐은 추진시간 20초동안 6천도의 고열을 견뎌내야 하므로 소재개발 등에 어려움이 크다. 그러나 일단 개발이 되면 나중에는 버너등 노즐이 필요한 곳에 다양하게 응용될수 있을 것이다"라고 전망했다.
국력과시에서 우주산업으로 변모
세계의 우주개발은 초기의 국력과시에서 최근에는 산업으로 그 성격이 변모해왔다. 즉 1957년 소련의 스푸트닉1호 발사 이후 미국과 소련은 국방과 자국의 국력과시를 위해 경쟁적으로 우주개발을 주도해왔으나 1970년대 중반 이후에는 프랑스가 중심이 된 ESA(유럽우주기구)으 탄생과 일본의 NASPA(우주개발사업단)의 등장으로 우주개발이 상업적인 방향으로 전환했다.
1980년대에 들어와서는 정보화사회의 핵심인 위성체관련산업이 경제성을 갖기 시작하면서 우주산업의 중요성과 성장가능성에 세계가 주목하기 시작했다. 최근에는 우주산업이 성장유망산업으로 확실해짐에 따라 미국과 소련의 정책도 우주산업측면으로 전환하고 있다. 또 ESA 프랑스 일본의 본격참여와 함께 중국 브라질 인도네시아 오스트레일리아 등 후발개도국들도 과감한 투자를 하고 있는 실정이다.
이처럼 '산업'으로서의 위치를 굳힌 우주산업의 내용을 구체적으로 살펴보면 소량다품종의 고부가가치산업으로서 기술파급효과가 매우 큼을 알 수 있다. 90년대말까지 각광받을 분야로는 지구정지위성체, 저궤도위성체에 쇼요되는 부품과 부분체생산 및 조립에 관련되는 산업을 들 수 있다. 또 위성체를 띄우기 위한 운반체상산에 관련되는 산업과 지상수신기기 및 위성정보응용산업도 수요가 클 것으로 예상된다.
1990년대말 이후의 우주산업은 우주공간을 이용한 거대규모산업이 될 것이다. 지금까지 말로만 들어왔던 우주태양발전소라든가 무중력·진공의 우주환경을 이용한 신소재 및 의료산업과 특수공정산업이 현실화될 전망이다. 극초음속비행기도 이때쯤 산업화될 것이고, SDI실전배치와 관련된 안도전략산업도 구체적으로 진척될 것이다.
지금가지 살펴본 우주산업은 그 규모를 수치로 환산해보면 95년에 세계시장 규모가 9백19억다라러 98년에는 1천7백90억달러에 이를 것이라는 예측이 나와있다. 이중 우리나라는 계획대로 된다면 95년에는 세계시장의 0.75%인 6억9천만달러, 98년에는 1.5%인 26억9천만달러를 점유할 수 있으리라는 것. 우리나라의 무역규모에 비하면 절대액수는 그리 많지 않으나 현재 거의 제로상태에서 불과 10년후의 전망이니만큼 간과할 것은 아니라는 얘기다.
과학위성, 반드시 이루어져야
과학위성을 쏘앙 올리려는 우리나라의 계획은 나름대로 짧지 않은 역사를 지니고 있다. 이미 1958년과 1970년에 로킷을 발사한 경험을 갖고 있다. 58년 국방부 과학 연구소에서 국내 최초로 소형로킷을 발사 했는데, 이는 페이로드(payload, 화물)개념이 없는 펜슬(pencil)로킷엥 해당하는 것이었으며, 70년 공군사관학교에서 국산추진제를 사용, 발사한 것도 초보적인 소형의 로킷이었다.
1978년 중형의 국산유도탄이 발사에 성공했는데, 이는 당시 박정희대통령이 국방전략적 측면에서 추진한 것으로 한·미간에 미묘한 갈등을 낳기도 했다. 아뭏든 국산유도탄발사성공은 기술적으로도 의미가 큰 것이었다. 사실 요즘 논의되는 과학위성발사문제만 하더라도 78년의 경험이 큰 힘이 되고 있다.
결론적으로 과학위성을 쏘아올릴 현실적 필요성도 클 뿐 아니라 기술적인 가능성도 희망적이다. GNP 1천억달러수준에서 우주개발연구에 착수한 외국(독일 프랑스 일본 캐나다 브라질 등)에 비추어 현재 1천3백억달러인 우리나라는 충분한 경제적 여력도 갖춘 셈이다.
우주·위성통신산업연구회의 오재건회장(산업개발연구원부원장)은 "우주기술 개발에 뛰어들어야만 우리나라가 자동적으로 선진국에 진입할 수 있다. 우주산업이야마라로 해양개발이나 고속전철보다도 그 효과가 더욱 확실한 분야"라고 강조하고 있다.
