고체연료 사용과 한미 미사일지침

2020년 7월 28일 정부에서 국내 우주 발사체에 고체연료를 사용 할 수 있도록 한미간 미사일지침을 개정했다고 발표했다. 이 개정으로 인해 그동안 액체연료 발사체만 개발을 해왔던 것에서 고체연료를 사용한 발사체를 만들 수 있게 되었다. 

그러면 미국에서 그동안 왜 고체연료를 만들지 못하게 했었는지와 액체연료와 고체연료의 차이점은 무엇일까?

한미 미사일지침

1979년 박정희 대통령이 미사일을 개발하자 미국에서 이에 대한 압박이 들어온다. 이에 미국의 양해를 얻기 위해 미국과 합의를 하게 되는데, 탄두의 사거리 180km, 탄두의 중량은 500kg 으로 각각 제한하는 내용이었다.

이 후 내용은 점점 완화되게 되는데 이는 북한의 미사일 발사에 따라 점점 완화되게 된다.

첫번째 개정은 북한이 장거리 로켓을 발사하자 2001년 미사일의 사거리를 300km로 상향하는데 이 사거리는 미사일기술통제체제 수준이었다. 그러나 중량은 여전히 500kg에 머물렀다.

두번째 개정도 북한이 장거리 미사일을 발사하자 2012년 10월 2차 개정을 한다. 이로인해 최대 사거리는 800km 로 늘어났으며 사거리 500km의 미사일에는 1톤, 300km의 미사일에는 2톤의 탄두를 탑재 할 수 있게 된다.

세번째는 2017년 문재인 대통령과 도널드 트럼프 미국 대통령의 전화회담으로 사거리는 800km 로 유지하되 탄두의 중량 제한을 완전히 없애게 된다.

그리고 이번 네번째로 양국의 대통령이 고체연료 사용에 합의하게 되면서 네번째 개정이 이루어지게 되었다.

정부 발표에서 이번 개정에 반대급부로 미국에 제공한 것은 없다고 한다. 그러나 국가간 외교에서 미국이 쥐고 있던 것을 아무런 이유없이 풀어주는건 무언가 뒷이야기가 있을거 같다.

고체연료의 사용

우주발사체가 우주로 날아가기 위해서는 5000만 파운드. 초에 달하는 역적이 필요한데 지금까지 우리나라는 한미 미사일지침으로 고체연료 사용은 1백만 파운드.초 까지로 제한되어있었다. 이것이 완전히 풀림으로써 우주발사체에 고체연료가 사용이 가능하게 되었다.

첫째로 군사위성

군사위성은 500~2,000km 정도의 저궤도에서 주로 활동을 하는데 지금까지 우리나라는 고체연료를 사용할 수 없었기에 외국의 시설과 기술을 이용하여 발사할 수밖에 없었다. 하지만 앞으로 저궤도 군사위성을 의지대로 발사하게 된다면 우리의 국방력과 정보력은 더욱 좋아질 것이다.

둘째 민간 기업의 참여

민간 기업들과 수많은 인재들이 고체연료를 사용한 우주개발 분야에 참여함으로써 우주개발 선진국에 다가간다는 점이다.

얼마 전 발사한 우리나라의 아나시스 2호는미국의 민간 기업인 스페이스X사의 팰컨9 발사체로 발사하였다. 우리나라에도 이런 기업이 나올 수 있는 기틀이 마련되었다는 말이다.

고체연료와 액체연료의 차이점

구조

고체연료는 고체연료, 연소실 케이스, 분사구 등으로 간단한 반면 액체연료는 액체연료와 산화재, 연료펌프, 연소실, 분사구 등 보다 복잡한 구조로 이루어져 있다.

연료주입

고체연료는 발사체와 일체형으로 항상 저장되어 있어 별도의 연료주입이 필요 없고, 액체연료는 별도로 연료주입을 해줘야 한다.

점화

고체연료는 재사용이 불가능하지만, 액체연료는 재사용이 가능하다.

안전성

고체연료는 누출의 위험이 없으나 액체연료는 누출의 위험이 존재하고 연소불안정이 있다.

추진력

고체연료는 액체연료에 비해 추진력이 낮아 주로 저게도 위성의 발사에 적합하고, 액체연료는 추진력이 강하여 장거리 발사에 유리하다.

제작비

고체연료는 저가, 액체연료는 고가이다.

즉 이러한 차이점을 종합해보면 저궤도의 가벼운 위성의 발사는 고체연료가 사용을 하고, 저궤도 이상의 발사체를 쏘아 올릴 때는 고체연료를 사용하면 좋을 것이다.

그러나 우주개발 선진국에서는 최근 발사에 액체연료를 사용하고 있다. 아나시스 2호를 발사한 스페이스X의 팰컨9 발사체도 액체연료를 사용한 것으로 53일만에 재활용을 하여 아나시스 2호 발사 후 회수까지 마친 상태이다.

하지만 고체연료의 쓰임새 또한 많기 때문에 병행 개발은 우리나라 우주개발에 분명한 발전을 가져올 것으로 본다. 내년 액체연료를 사용한 누리호 발사를 성공하게 되고, 그 후 고체연료를 사용한 발사체까지 성공하게 된다면 두가지 연료를 모두 사용이 가능한 국가가 되는 것이다.