러 기술 도입·개선 2000도 熱견뎌




중국은 지난 15일 유인우주선 발사에 성공하면서 우주기술 수준에 대해 세계적인 인정을 받았다. 이는 유인 우주선의 발사에 수많은 최첨단 기술력이 동원되기 때문. 이번 비행에 쓰인 우주기술을 분야별로 정리해본다.
◆우주로켓=신뢰성 높은 대형 우주로켓은 유인 우주선 발사에 기본적인 요구사항이다. 선저우 5호는 무게 7.6t의 대형 우주선이다. 중국은 이 우주선을 고도 300㎞ 이상의 우주로 발사하기 위해서 장정 2F 우주로켓을 개발해냈다.

장정 2F는 전체 길이 62m, 무게 464t, 발사시의 추력이 604t인 2단 액체 로켓이며 8.4t의 우주선을 185㎞ 상공 궤도에 올릴 수 있는 성능이다.

중국은 대형 추력보강용 로켓을 사용해 이 같은 성능을 구현했다. 직경 3.4m, 길이 24m의 1단 로켓 주위에 4개의 대형 추력보강용 로켓을 붙인 것. 중국 기술진은 여기에 15.5m에 이르는 2단 로켓을 붙인 뒤, 선저우 5호와 비상 탈출용 로켓을 붙였다.

현재 무게 7.6t급의 유인 우주선을 발사할 수 있는 대형 우주로켓 보유국은 미국과 러시아, 일본과 유럽 정도이다. 중국의 기술은 세계 5위권으로 평가된다. 하지만 이번 중국이 개발한 장정 2호 우주로켓은 로켓 연료와 산화제의 독성이 강해, 안전성에서 아직 문제가 있다는 평가를 받고 있다.

◆우주선=선저우 우주선은 러시아의 소유즈 우주선 기술을 이전받아 개발했다. 전체적인 구조는 맨 아래의 서비스모듈(Service modul), 중간의 귀환용 우주선(Re-entry vehicle), 맨 위의 궤도모듈(Orbital modul) 등 3부분으로 구성되어 있다.

서비스 모듈은 무게 3t, 길이 3m, 직경 2.5m로 우주선이 비행하는 필요한 동력과 전기를 공급하는 기체이다. 귀환용 우주선은 직경 2m, 길이 2.5m이며 무게는 3.1t으로 3명의 우주인을 탑승시킬 수 있다. 궤도모듈은 우주 비행 중 각종 우주실험을 벌이거나 우주정거장 및 다른 우주선과 도킹(결합)할 때 사용하는 모듈로 무게는 1.5t이다.

우주선의 운영에 필수적인 기술은 생명유지장치와 내열장치 등이다. 중국은 소유즈 우주선을 그대로 사용하지 않고, 이 같은 장치를 설치하는 과정에서 개량된 우주선을 내놓았다.

궤도모듈에 전력을 생산하는 태양전지판을 설치한 것이 대표적인 사례. 자체개발한 생명유지장치도 우주비행사가 공기가 없는 우주에서 문제없이 생존할 수 있도록 제대로 작동했다. 또 섭씨 2000도의 고열을 견딜 수 있도록 개발한 복합재료를 사용, 대기와의 마찰열을 우주선이 성공적으로 견뎌내도록 했다.

◆지구로의 귀환=유인 우주선이 지구에 돌아오는 데에는 복잡한 기술이 필요하다. 원리는 비교적 쉽다. 비행 중인 우주선은 지구로 되돌아오기 위해 지구궤도를 선회하는 중 역분사 로켓을 점화한다. 이때 비행 속도가 떨어지면, 우주선은 지구로 ‘떨어지는’ 것이다.

그러나 정확하게 착륙지점에 착륙시키기 위해서는 고도의 기술이 필요하다. 중국은 이 기술을 완벽하게 구현했다. 선저우 5호는 목표 착륙지점에서 불과 4.8km밖에 어긋나지 않았다.

이는 중국이 1975년부터 우주선의 귀환기술을 얻기 위해 17차례나 회수형 위성을 발사했고, 그 중 15회를 성공적으로 회수하는 등 30년 가까이 기반 기술을 쌓아온 데 따른 것이다. 무인 회수형 위성은 직경 2.1m, 길이 3.1~4.6m의 원추형 모양으로, 선저우 우주선과 대개 유사한 모양이었다.

채연석 항공우주연구원 원장 yschae@

추천1 비추천0