일본 민간기업이 발사 실패한 고체 로켓에 대해 알아보자

일본에서 폭발한 소형 로켓의 종류인 고체 연료 로켓의 정보를 모아보자

지난 13일 일본 민간기업이 주도한 '카이로스'라는 소형로켓이 발사 직후 5초 만에 폭발했다. 충격적인 결과에 잇따르는 궁금증을 해결해보자. 우선 로켓의 종류는 여러 가지가 있는데 이번에 폭발한 '카이로스'는 고체 연료 로켓이다. 오늘은 고체 연료 로켓은 무엇인지, 장점과 단점 그리고 그와 관련된 기술에 대해 말해보겠다. 우선 간단히 말하자면 고체 로켓은 말 그대로 고체 추진체를 사용하는 로켓으로 가장 오래된 형태의 로켓이다.

고체 로켓(SR)에 대해 자세히 알아보자

고체 로켓은 연소관 안에 화약과 비슷한 고체 연료를 넣고, 불을 붙인다. 화약으로 넣는 것은 이미 산소를 가지고 있다. 그래서 주변에 따로 산소가 없어도 불을 붙이는 순간 스스로 탄다. 이때 대량의 가스도 만들어진다. 물론 요즘에는 다른 성분을 사용한다.

고체로켓은 대부분 연소관 내부에 고체추진체를 넣는다. 앞서 말씀드린 추진체 안에 알루미늄 성분의 가루들을 넣는다. 왜냐하면 높은 반응성을 가지고 있는 성분이 바로 알루미늄이기 때문이다. 알루미늄은 높은 온도로 빠르게 연소되기에 연소의 속도를 높일 수 있다.

고체 연료 엔진의 직경이 여러가지를 좌지우지한다. 직경이 클수록 출력이 높다. 그 말은 무거운 화력을 미사일에 실을 수 있다는 거다.

고체로켓의 장점에 대해 알아보자

고체로켓의 장점은 보관이 용이하는 것이다. 로켓을 완성 상태로 오랫동안 보관이 가능하다. 액체로켓은 미리 연료 등을 넣으면 내부 관들이 부식될 수 있어 발사 직전에 연료 주입을 해야 한다. 민간용 로켓은 상관없으나 군사용 로켓으로는 부적합하다. 기억해야 할 점은 이번에 일본 민간기업이 발사하고 폭발한 로켓은 고체 소형 로켓이었다는 것이다. 대부분 고체 로켓부터 시작하곤 하는데 그 이유는 기술적 진입 장벽이 낮기 때문이다. 또한 가볍고, 개발기간도 짧으며, 액체로켓보다는 비용이 덜 든다. 버튼만 누르면 발사되기 때문에 특히 군사용으로 적절하다.

고체로켓의 단점에 대해 알아보자

단점은 우선 불이 붙으면 제어가 안된다는 거다. 어찌보면 치명적인 단점이라고 볼 수 있다. 제어가 불가능하기 때문에 우주발사체로 쓰기엔 별로다.

고체로켓의 단점을 보완한 다중로켓에 대해 알아보자

다중 로켓은 불을 껐다가 다시 켜는 거다. 고체 로켓 추진 로켓을 몇 개 가지고서 필요할 때마다 하나씩 다 쓰는 방식이다. 관성 혹은 중력으로 날다가 속도가 줄어드면 또 쓰는 거다. 상황에 따라 다 써서 필요 없어진 연소관을 버리는데 이때 쓰이는 것이 '단분리'라고 한다.

다중로켓에 필요한 다분리에 대해 알아보자

다단 로켓에 필수적인 기술이다. 로켓 하나 위에 여러 개를 차례로 쌓은 걸 다단로켓이라고 한다. 이 로켓은 연소가 끝나면 로켓을 분리시켜 버린다. 로켓에서 가장 중요한 건 속도라고 할 수 있는데 이 속도를 위해서 다분리는 필수적이다. 일반적으로 로켓의 도달속도는 추진제가 많을수록 늘어난다. 다만 추진체를 싣는 데에는 제한이 있어 도달속도에 한계가 걸린다. 다단 로켓이라면 도달속도는 높이고, 중량은 감소한다. 그래서 많은 우주발사체들은 다분리를 하는 다단로켓을 쓴다. 예로는 인공위성, 달 탐사체, 행성탐사체 등을 쏘아 올리는 우주로켓은 거의 3단 로켓이 있다.

우리나라 고체연료 개발은 무엇이 있을까

한국의 나로호 킥모터 개발을 말하지 않을 수 없다. 세계적으로 최고의 비추력을 갖는 고체 연료 개발에 성공한 사례이기 때문이다. 이 작은 나라에서 세계를 선두 하는 크고 작은 기술들이 발표되는 걸 보면 참 신기하다.