'발사의 창'. 지구와 화성의 공전궤도에 따라 정해지는 최적의 발사기간을 뜻하는 단어다. 

화성의 공전주기가 2년이기 때문에 2년마다 한번씩 돌아온다. 올해 발사의 창은 7월17일부터 8월15일까지다.

이 기간에 맞춰 미국과 중국, 아랍에미리트(UAE) 등 세 나라가 일제히 화성 탐사선을 쏘아올린다. 아랍에미리트의 '아말'이 20일 오전, 중국의 '톈원1호'가 20~25일 사이, 미국의 '퍼시비어런스'가 7월30일~8월15일 사이에 발사된다. 

이 가운데 눈길을 끄는 것은 단연 아랍에미리트의 화성 탐사선 ‘아말’이다. 미국은 전통적 우주개발 강국이고 중국 역시 2019년 인류 최초로 달 뒷면에 탐사선을 착륙시키는 등 ‘우주 굴기’를 착실히 실현시켜 나가고 있다. 이와 비교해 아랍에미리트는 2014년 첫 우주청을 설치한 ‘초짜’ 우주개발국이다. 

특히 아랍에미리트는 우주개발 초기 단계에서 한국 기업의 기술지원을 받기도 했다는 점에서 한국의 우주개발사업이 어느 단계까지 도달했는지 주목된다.

◆ 아랍에미리트의 ‘인공위성 스승’ 쎄트렉아이

아랍에미리트의 우주개발은 국내 기업인 쎄트렉아이와 함께 시작됐다. 쎄트렉아이는 한국과학기술대학교(KAIST) 연구원들이 1999년에 설립한 인공위성 시스템 개발 및 관련 서비스 전문기업이다. 

2009년 발사된 아랍에미리트의 첫 번째 인공위성 ‘두바이샛’이 바로 쎄트렉아이 작품이다. 쎄트렉아이는 두바이샛을 아랍에미리트의 정부 출연기관과 공동으로 개발했다. 2013년 발사된 ‘두바이샛 2호’ 역시 쎄트렉아이가 제작해 아랍에미리트에 수출했다. 아랍에미리트는 이번 화성탐사 프로젝트 역시 쎄트렉아이와 함께 진행하기를 원했지만 쎄트렉아이 쪽에서 이번 프로젝트는 미국 콜로라도대학교 연구진과 함께 진행하는 것이 더 적합하다고 추천한 것으로 알려졌다.

쎄트렉아이는 3일 공식 사회관계망서비스(SNS) 계정에 "아랍에미리트의 화성탐사 성공을 기원한다"는 게시물을 올리기도 했다.

옴란 샤라프 아랍에미리트 화성탐사선 프로젝트 총괄책임자는 최근 국내 한 언론과 진행한 인터뷰에서 “아랍에미리트 우주개발의 시발점은 한국과 합작이었고 이를 통해 기반을 다졌다”며 “아랍에미리트의 우주개발에 한국이 큰 기여를 했다”고 말하기도 했다.

◆ 한국 우주개발의 분수령 '누리호(한국형 발사체)' 사업

아쉽게도 국내 기술로 화성 탐사선을 보내는 것은 아직까지 쉽지 않다. 현재 우리나라는 한국항공우주연구원의 주도로 ‘누리호’ 개발과 달 탐사를 성공하는 데 힘쓰고 있다.

누리호 개발사업은 1.5톤급 실용 위성을 저궤도에 투입할 수 있는 발사체를 국내 독자 기술로 제작하는 사업이다.

2020년 하반기에 실제 비행모델과 동일한 인증모델(QM)을 통한 누리호 1단 로켓 종합연소시험이 진행되며 2021년 2월에 1차 시험발사를 성공하는 것이 목표다. 항공우주연구원의 독자 발사체 개발사업이 완료되면 더 이상 외국의 발사체에 의지하지 않고 위성을 원하는 시점에 우주로 발사할 수 있게 된다. 

이런 이유로 독자 발사체 기술은 인공위성, 우주 탐사 등 각종 우주사업을 진행할 때 반드시 필요한 필수 기술로 꼽힌다.

한국항공우주연구원은 누리호사업이 인공위성 발사, 달 탐사선 발사 등 국내 우주개발사업에 도움을 주는 것 뿐 아니라 상업적으로 활용될 가능성도 있다고 보고 있다.

누리호 사업 종료 이후에도 계속해서 누리호의 성능 개선작업을 진행해 다른 국가가 인공위성 등을 발사하려고 할 때 누리호를 활용할 수 있는 수준까지 끌어올리겠다는 것이다.

조상연 한국항공우주연구원 발사체보증팀장은 3일 열린 한국과학기자협회 사이언스미디어아카데미에서 “누리호사업 종료 이후 한국형 발사체 고도화사업을 진행해 상업 엔진과 견줄만큼 성능을 개선할 것”이라고 말했다.

◆ 독자기술로 달에 착륙할 수 있을까, NASA와 함께하는 달 탐사사업

달 탐사사업은 우리나라 최초의 달 탐사선을 개발하고 궤도선, 착륙선, 과학탑재체, 심우주통신 등 달 탐사에 필요한 기반 기술을 확보하는 사업이다.

달 탐사사업은 달 궤도선을 개발하는 1단계와 달 착륙선을 개발하는 2단계로 나뉜다. 현재 한국항공우주연구원은 1단계를 미국항공우주국(NASA)와 협력해 진행하고 있으며 부분적으로 심우주통신 인터넷 프로토콜 설계, 착륙기술 개발 및 착륙장치 설계 등 2단계를 위한 선행 연구도 진행하고 있다.

한국항공우주연구원에 따르면 1단계를 NASA와 함께 진행하는 이유는 처음 시도하는 달 탐사의 시행착오를 줄이기 위해서다. 한국항공우주연구원은 달 궤도선 본체 및 탑재체의 설계, 조립, 시험, 발사 등을 담당하고 NASA는 심우주통신, 항행 기술 등을 지원한다.

한국항공우주연구원은 달 탐사사업이 순조롭게 진행된다면 2022년에는 한국 최초의 달 궤도선을 발사할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한국항공우주연구원은 달 탐사사업을 위해 AP위성 등 국내 민간 기업과도 협력하고 있다. 

AP위성은 한국항공우주연구원에서 국내 최초의 실용 위성인 아리랑1호 개발의 총책임자를 맡았던 류장수 회장이 설립한 우주사업 관련 벤처회사다. AP위성은 올해 6월 한국항공우주연구원과 시험용 달 궤도선의 전기분야 통합시험 기술용역 업무를 수행하기 위한 135억 원 규모의 계약을 맺기도 했다.

◆ 기술 과시용에서 상업적 활용으로, 우주 개발의 가치

미국과 소련의 냉전 시절부터 우주 개발은 강대국들이 기술력을 과시하기 위한 하나의 수단으로 사용돼왔다. 하지만 최근에는 우주 개발이 단순한 과시용이 아니라 국가 경쟁력에 실질적 도움을 줄 수 있는 사업이라는 인식이 확산되고 있다.

인공위성사업은 통신, 보안, 군사 등 각종 목적에 활용될 수 있다. 테슬라의 최고경영자(CEO)인 일론 머스크가 이끄는 스페이스X는 ‘스타링크’ 등 인공위성을 활용하는 다양한 사업들을 진행하고 있기도 하다.

또한 지구에는 없지만 우주에는 존재하는 각종 희귀 원소들을 에너지원으로 활용할 수 있는 가능성도 있다. 

가장 대표적 예가 우주 전체에서는 수소 다음으로 흔한 원소지만 지구에서는 매우 희소한 원소인 헬륨이다. 특히 지구에는 거의 존재하지 않지만 달 표면에는 매우 많이 쌓여있는 헬륨3은 1g으로 석탄 40톤이 생산하는 전기를 생산할 수 있는 것으로 알려져 있다.

이상률 한국항공우주연구원 달 탐사 단장은 최근 한 언론과 인터뷰에서 “중국은 이미 2007년부터 달에 가는 이유는 자원 때문이라고 선언했다”며 “아직 헬륨3를 활용하는 기술이 개발되진 않았지만 소량으로도 지구 전체에서 1년 동안 소비되는 양과 비견되는 에너지를 만들 수 있는 잠재력이 있다”고 설명했다. [비즈니스포스트 윤휘종 기자]