임무 마치고 지구 귀환… 로켓, 재활용 시대 열렸다
보잉747 여객기를 한 번 비행한 뒤, 버리는 것과 마찬가지
머스크의 '팰컨 9'·베조스의 '뉴 셰퍼드',로켓 엔진 再점화·꼬리 날개 활용해 귀환
추진 로켓 제작비용이 전체의 70~80% 차지… 로켓 회수로 막대한 금액 절약할 수 있어
민간인이 우주여행 떠날 날 점차 가까워져
지난 21일 오후 8시 29분(현지 시각) 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 공군기지에서 스페이스X의 우주로켓 '팰컨9'이 쏘아 올려졌다.
지구 저궤도에 올라갈 위성 11개를 싣고 발사된 팰컨9은 이륙 후 11분 만인 8시 40분,곧추선 자세로 무사히 지구로 귀환했다.
지금까지는 한번 발사한 로켓은 임무를 마친 뒤 산산이 부서져 고철이 됐다.
하지만 이번에 로켓 회수에 성공하면서 앞으로 연료를 보충한 뒤 여러 번 재사용할 길을 열었다.
스페이스X는 전기차 업체 테슬라의 창업자인 일론 머스크(Musk)가 세운 우주 개발 업체다.
머스크와 우주 개발 경쟁을 펼치고 있는 아마존의 창업자 제프 베조스는 지난 11월 자신이 설립한 우주 개발 회사 블루 오리진에서 만든 '뉴 셰퍼드' 로켓을 쏘아
올렸다가 온전히 회수하는 데 성공했다.
베조스는 "로켓을 한 번 쓰고 폐기하는 것은 보잉747 여객기를 한 번 비행한 뒤에 버리는 것과 마찬가지"라며 로켓 재활용의 필요성을 강조해왔다.
우주 개발 산업을 다음 단계로 도약시킬 돌파구로 꼽히는 로켓 재활용은 어떻게 이뤄지는 것일까.
우선 머스크의 '팰컨9'과 베조스의 '뉴 셰퍼드'는 로켓엔진 재(再)점화와 꼬리날개를 활용했다는 점에서 비슷하다.
일반적으로 우주 발사체는 추진로켓과 우주선·위성 등으로 구성돼 있다.
연료통과 엔진으로 구성된 추진로켓은 우주선이나 위성을 지구 밖으로 쏘아 올리는 추진체 역할을 한다.
 | | ▲ 이미지를 클릭하시면 그래픽 뉴스로 크게 볼 수 있습니다. / 조선닷컴 그래픽=송준영 기자 |
이번에 회수에 성공한 팰컨9은 200㎞ 상공까지 올라가 2단 로켓·위성과 분리됐다.
일반 로켓은 그대로 지상으로 추락하지만 이 로켓은 다시 한 번 재점화했다.
그 과정에서 1단 로켓의 방향을 180도 선회해 하단 꼬리 부분이 지상을 향하는 자세로 바꿨다.
이를 통해 낙하 속도를 줄인 것이다.
여기에 1단 로켓에 있는'그리드 핀(grid fins·격자 날개)'도 로켓 회수에 결정적인 역할을 했다.
그리드 핀은 격자 모양의 날개로 공기 저항을 조절해 안정적으로 하강할 수 있게 도와준다.
마지막에 지상 착륙할 때는 꼬리에 다리를 펼쳐 로켓의 손상을 막았다.
베조스의 뉴 셰퍼드 역시 비슷하다.
뉴 셰퍼드는 발사 이후 100㎞ 상공에서 상단 우주선과 분리됐다.
분리된 1단 로켓은 팰컨9과 똑같이 엔진을 재점화해 하강 속도를 늦췄다.
이어 1단 로켓의 상단에 탑재한 8개의 '드래그 브레이크(drag brake·제동 브레이크)'를 이용해 하강 속도를 절반 이하로 낮췄다.
또 뉴 셰퍼드에 실려있던 우주선도 낙하산 3개를 이용해 하강 속도를 조절하고 무사히 지상으로 착륙했다.
전문가들은 두 회사 중 스페이스X의 팰컨9에 더 높은 점수를 준다.
미국 상업우주비행연맹은 "스페이스X의 로켓은 뉴 셰퍼드보다 빠른 속도로 비행했고 2배 이상 높은 곳까지 진입했다"고 평가했다.
그렇다면 로켓 회수가 왜 중요한 것일까. 일반적으로 추진 로켓은 우주 발사체 전체 제작 비용의 70∼80%를 차지한다.
실제 임무는 상단에 있는 우주선·위성 등이 수행하지만,추진체를 만드는 데 대부분 비용을 써야 하는 것이다.
따라서 로켓을 회수하면 막대한 금액을 절약할 수 있다.
팰컨9의 경우 엔진 9개와 연료통으로 1단 로켓이 구성돼 있다.
이 엔진은 하나당 20억∼30억원에 달한다.
만약 회수한 1단 로켓에서 엔진을 1개만 재활용하더라도 수십억원을 절약할 수 있는 것이다.
머스크는 로켓 회수 성공 이후 기자회견에서"나의 궁극적인 목표는 화성 진출"이라고 말했다.
베조스 역시 "2017년부터 우주선에 6명씩 태우고 무중력 상태를 체험하는 우주 관광을 시작하겠다"고 밝혔다.
우주 개발을 위한 두 사람의 치열한 기술 경쟁에 힘입어 민간인들이 우주여행을 떠날 날이 점차 가까워지고 있다.
☞  ☜ ■ 글=강동철 조선일보 기자 charley@chosun.com / 그래픽=송준영 기자
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