中 로켓회수, 해상 이어 육상까지…'두 가지 해법' 확보

중국 기업 란젠항톈가 주췌3호 1단 로켓의 육상 회수에 성공했다. 앞서 중국이 지난달 창정10B를 해상에서 회수한 데 이어 40일 만이다. 중국이 서로 다른 두 가지 방식으로 재사용 로켓 회수 기술을 확보했다는 의미다.

주췌3호 야오-2 운반로켓은 지난 달 19일 오전 7시 35분 중국 간쑤성 둥펑 상업우주 혁신시험장에서 발사됐다. 약 137초 뒤 1단과 2단이 분리됐다. 2단은 계속 비행해 탑재체를 예정 궤도에 올렸고 1단은 귀환 비행에 들어갔다. 오전 7시 41분쯤 1단은 발사장에서 약 390㎞ 떨어진 간쑤성 민친현 육상 회수장에 수직으로 착륙했다. 중국이 궤도급 운반로켓 1단을 육상에서 제어해 회수한 것은 이번이 처음이다.

40일 전인 지난 7월 10일에는 창정10B가 회수됐다. 창정10B는 하이난 상업우주 발사장에서 발사된 뒤 1단을 해상 회수 플랫폼으로 되돌렸다. 1단은 회수선에 설치된 그물망 포획 장치에 들어가 회수됐다. 중국 최초의 운반로켓 1단 제어 회수이자 세계 최초의 해상 그물망 회수였다.

재사용 로켓 시장은 그동안 스페이스X의 팰컨9이 구축한 수직착륙 방식이 사실상 표준처럼 받아들여졌다. 중국은 해상 포획과 육상 수직착륙이라는 서로 다른 방식으로 같은 목표에 접근하고 있다. 로켓의 규모와 발사 임무, 회수 환경에 따라 최적의 회수 방식이 달라질 수 있다.

지난해 12월 3일 진행된 야오-1 비행에서 2단이 예정 궤도에 진입했으나 1단은 착륙 단계에서 점화 후 이상이 발생했다. 이후 1단은 착륙 단계에서 점화 후 이상이 발생해 회수장에 연착륙하지 못했다.

이후 란젠항톈은 회수 시스템을 다시 손봤다. 이번 야오-2에서는 착륙 점화 방식을 조정했다. 착륙 단계에서 작동하는 엔진 수를 줄여 시스템을 단순화했다. 귀환 제어 전략도 개선했다. 기체의 열 방호와 엔진 연결 구조, 주요 부위의 강도와 밀폐 성능도 보완했다.

중국의 재사용 로켓 경쟁력을 단순히 개별 기업의 기술력만으로 설명하기는 어렵다. 상업우주 산업을 뒷받침하는 제조업 공급망이 빠르게 형성되고 있기 때문이다.

로켓은 엔진만으로 만들 수 없다. 추진제 공급 시스템부터 금속 소재, 전자장비, 항법·제어장치, 정밀가공 부품, 시험장비까지 수많은 부품과 공정이 필요하다. 민간 로켓 기업이 기존 산업망을 활용할 수 있다면 개발 과정에서 필요한 부품을 빠르게 조달하고 설계를 반복적으로 수정할 수 있다. 한 기업이 모든 부품을 직접 개발하지 않아도 된다는 의미다.

란젠항톈이 공개한 산업 연합체에는 247개 기업이 참여하고 있다. 회사 측은 90% 이상의 부품을 중국 민간 산업망에서 조달할 수 있는 구조를 구축했다고 밝혔다. 이런 공급망은 재사용 로켓 개발에서 특히 중요하다. 일회성 발사체는 한 번의 발사에 맞춰 제작하면 된다. 반면 재사용 로켓은 여러 차례 비행을 전제로 설계해야 한다. 엔진과 구조물의 내구성을 확인하고 비행 데이터를 다시 설계에 반영해야 한다.

따라서 개발 속도뿐 아니라 생산과 정비 과정의 반복성이 중요하다. 부품을 빠르게 생산하고 교체할 수 있어야 한다. 시험 과정에서 문제가 발생했을 때 설계를 수정하고 다시 제작하는 속도도 경쟁력이 된다.

중국이 국가 주도의 대형 우주 프로젝트와 민간 상업우주 기업을 동시에 확대하고 있는 것도 이런 산업 기반과 무관하지 않다. 국가 프로젝트가 대형 로켓과 발사 인프라의 기술 축적을 이끈다면 민간기업은 상업 발사 수요를 바탕으로 새로운 설계와 생산 방식을 시험할 수 있다.

중국이 주췌3호 1단을 회수하는 데 성공했다고 해서 곧바로 발사 비용이 내려가는 것은 아니다. 회수한 로켓을 검사하고 정비하는 데 많은 시간과 비용이 들어간다면 일회용 로켓과의 가격 경쟁에서 우위를 확보하기 어렵다.

스페이스X가 앞서 보여준 것도 이 부분이다. 핵심은 로켓을 한 번 세우는 데 있지 않다. 발사와 회수 이후 다시 발사하는 과정을 반복하면서 하나의 운영 체계로 만드는 데 있다.

란젠항톈은 이번에 회수한 주췌3호 1단을 검사·정비한 뒤 6개월 안에 재비행 시험을 실시할 계획이다. '발사→회수→검사→재사용'으로 이어지는 반복 운용 체계를 구축하겠다는 구상이다.

이 단계부터는 회수 성공률만으로 기술력을 평가하기 어렵다. 발사 간격을 얼마나 줄일 수 있는지, 한 기체를 몇 차례까지 재사용할 수 있는지가 중요하다. 정비에 필요한 시간과 인력, 부품 비용도 상용화의 핵심 변수가 된다.

주췌3호는 설계 단계부터 반복 사용을 염두에 두고 개발됐다. 란젠항톈은 설계상 1단을 20회 이상 재사용하는 것을 목표로 하고 있다. 성숙 단계에서는 저궤도 운반 능력을 18t 이상으로 높이는 것도 목표로 제시했다.