블루오리진의 로켓 회수 실험 성공
지난 23일 아마존 CEO인 제프 베조스가 설립한 미국 민간사업자인 '블루오리진(BLUE ORIGIN)'의 로켓 회수실험 성공이 이슈가 되고 있다. 이에 '스페이스 X'의 CEO 엘런 머스크는 '블루오리진'에 축하 메시지를 보내면서, 또 한편으로는 경쟁사로서 불편한 심정을 드러내기도 했다.
저무는 정부주도 우주왕복선 시대
최초의 우주왕복선 개발은 아폴로 계획이 성공리에 끝난 이후인 1972년부터 미 항공우주국(NASA)에 의해 시작되었다. 당시의 우주왕복선의 평균 발사비용은 13억 달러(한화 약 1조5천억 원)로 매우 높은 수준이었다. 이는 닉슨 대통령이 우주왕복선 개발을 선언하면서 밝혔던 것과 같은 '재사용이 가능하며, 저렴한' 발사체를 만드는 데는 실패한 것이다.
그 원인에 대해 다양한 분석이 존재하는데, 그중 하나는 정부 주도로 추진하는 개발방식으로는 저렴한 발사체의 확보와 같은 경제성보다는 승무원의 무사 귀환 등 비경제적 목적이 우선할 수밖에 없다는 것이다. 이러한 경향은 특히 챌린저호의 폭발 이후 심해졌다고 한다.
상업적 목적의 민간주도 시대의 도래
2011년 아틀란티스호를 끝으로 종료된 우주왕복선의 뒤를 이어, 최근에는 민간이 주도하는 상업용 우주 시장이 본격적으로 개척되고 있다. 기존과 달리 민간주도의 우주개발에서는 발사비용의 경제성 확보라는 목적이 더욱 분명해지고 있다. 우주정거장 승무원 교체나 허블망원경 수리 등 공공적인 역할이 주요 임무였던 우주왕복선과 달리 현재 민간 사업자들은 우주로의 화물수송이나 여행 서비스 개발과 같은 '신규 비즈니스 개발'이나 기존 업무의 '비즈니스화'를 염두에 두고 있기 때문이다.
민간 사업자의 주요 연구개발 방향
현재 민간 우주선 개발업체 중 발사비용이 가장 저렴한 곳은 스페이스 X로 약 6,000만 달러(한화 약 700억 원)가 소요된다. 하지만 전문가들은 발사체의 재사용이 가능해진다면 그것만으로도 현재의 10% 수준인 약 600만 달러(한화 약 70억 원)가 가능해질 것으로 예상하고 있다.
조지 베조스가 언급한 것처럼 '로켓을 한 번 쓰고 버리는 것은 보잉 747 여객기를 타고 한 번 외국에 다녀온 뒤 이를 버리는 것'과 같은 것이다. 이처럼 저렴한 발사체 개발의 중심에는 '발사체의 재사용'이라는 이슈가 존재한다. 특히 발사체 중 1단 부분이 가장 큰 비용을 차지하는데, 이에 따라 1단 로켓을 재사용하거나 비행선을 활용하는 아이디어가 추진되고 있다.
주요 민간사업자 현황
1. 제프 베조스의 블루오리진(BLUE ORIGIN)
지난 11월 23일 아마존 CEO인 제프 베조스가 설립한 블루오리진은 지난 4월에 이은 두 번째 실험에서 발사체를 회수하는 실험에 성공했다고 밝혔다. 준궤도(100Km 상공)까지 올라간 소형로켓이 이후 낙하해 발사 8분 후 착지에 성공한 것이다.
| 유형 | 설명 |
| 준궤도 | 지상 100km로 공기도 물도 거의 없는 공간, 준궤도에 올라간 물체는 포물선을 그리며 다시 착륙. 준궤도 우주여행은 일반적으로 3~4분간 무중력 상태를 경험하는 것을 의미 |
| 저궤도 | 지상 200km에서 2,000km 사이의 공간, 고도 200km 이하에서는 궤도를 유지하기 위해 요구되는 속도가 너무 빨라서 물체가 연소하므로 궤도 형성이 불가능 |
| 중궤도 | 저궤도와 정지궤도의 중간궤도 |
| 정지궤도 | 적도 상공 35,786km 상에 존재하는 궤도, 정지궤도 위성의 경우 지구의 자전 속도와 같음 |
| 고궤도 | 정지궤도보다 높은 궤도 |
| *탈출속도 | 궤도에 올라간 인공위성이 지구의 인력을 벗어나기 위해 요구되는 속도를 탈출속도라고 하며, 11.3km/sec 이상이 되어야 함 |
관계자에 따르면 블루오리진은 2017년부터 6명 수준의 유인 우주선으로 무중력 상태를 체험하는 우주관광을 개발할 계획이라고 한다.
2. 엘런 머스크의 스페이스 X(SpaceX)
착지 대를 펼친 로켓을 250m까지 부양시킨 이후 다시 착륙시키는 실험에 성공한 이후, 추가적인 실험에서는 발사체 회수에 성공하지 못했다. 블루오리진과 달리 스페이스X의 회수실험은 대형로켓을 대상으로 진행되고 있다.
엘런 머스크에 따르면 준궤도 로켓은 마하 3 정도의 속도를 내는 것으로 충분하지만, 궤도 임무 수행이 가능한 대형로켓은 마하 30의 속도를 내야 한다고 한다.
현재 민간 기업 중 선두주자이며, 자체 발사체(팔콘 9)를 통해 미 항공우주국(NASA)의 의뢰를 받고 우주정거장으로 화물을 운송하는 사업을 수행하고 있다. 현재 팔콘 9보다 대형인 팔콘 헤비(FALCON HEAVY)가 곧 상용화될 예정이다.
3. 리차드 브랜슨의 버진 갤럭틱(Virgin Galactic)
현재 비행기를 통해 발사체를 공중에 띄우는 방식으로 사업을 추진하고 있다. 즉, 비행기 두 대를 연결한 '화이트나이트2(WhiteKnightTwo)에 준궤도 비행선인 스페이스십 2(SpaceShipTwo)를 장착하여 내년 2월에 시험비행을 준비중이다.
화이트나이트 2(좌우)에 연결된 스페이스십 2(가운데) 모습
이외에도 보잉 747를 개조해 만든 항공기인 라운처원(LauncherOne)의 왼쪽 날개에 발사체를 수송하는 방식도 개발하고 있다. 2017년에 시험발사를 추진할 계획이다.
왼쪽 날개에 발사체(검은색 동체)가 장착된 라운처원
4. 록히드 마틴과 보잉의 ULA(United Launch Alliance)
록히드 마틴과 보잉이 합작하여 설립한 ULA(United Launch Alliance)도 현재 벌컨(Vulcan)이라는 개념의 재사용 로켓을 개발중이다. 다른 경쟁모델과 달리 벌컨은 로켓 전부가 아닌, 엔진 등의 핵심부품만 회수하여 재활용하는 점이 특징이다.
기사, 이미지 출처 : Forbes, Mashable, Sacred Heart, 각사 홈페이지, 위키피디아
