이노스페이스가 차세대 소형 발사체 핵심 추진 기술을 확보해 우주 발사 서비스 상용화에 한 걸음 다가섰다.
이노스페이스는 차기 발사체 '한빛-마이크로(HANBIT-Micro)'의 킥 스테이지(Kick Stage)에 적용할 추력 0.4톤급 액체 메탄엔진 'LiMEK-04' 핵심 기술 개발을 완료하고 국내 최장 시간인 420초 장시간 지상연소시험에 성공했다고 4일 밝혔다.
이원추진제 재생냉각 메탄엔진 연소기 기술은 액체메탄과 액체산소를 동시 냉각제로 활용해 연소실을 냉각하는 방식이다. 차세대 소형 발사체 추진 시스템 성능과 효율을 높일 수 있는 핵심 기술로 평가받고 있다.
킥 스테이지는 발사체 2단 엔진 연소 종료 후 분리돼 탑재체를 목표 궤도로 정밀 수송하는 우주 추진 시스템이다. 해당 기술이 적용되는 LiMEK-04 엔진은 액체메탄을 연료로, 액체산소를 산화제로 사용하는 메탄엔진이다.
재생냉각 기술은 연소 과정에서 발생하는 초고온 환경으로부터 엔진을 보호하고 안정적 연소를 유지하기 위해 필수적인 기술이다.
기존 메탄엔진은 액체메탄만을 냉각제로 사용하는 단일추진제 재생냉각 방식을 주로 적용해 왔으나, 충분한 냉각 성능 확보를 위해 높은 추진제 공급 압력이 필요해 구조 중량 증가라는 한계를 안고 있었다.
이노스페이스가 개발한 이원추진제 재생냉각 기술은 액체메탄과 액체산소를 모두 냉각 과정에 활용해 기존 대비 냉각제 유량을 약 3.0~3.4배 향상시켰다.
이를 통해 상대적으로 낮은 압력 조건에서도 안정적 냉각 성능을 확보할 수 있고, 추진제 탱크와 공급계통의 경량화를 통해 발사체 전체 중량 감소와 탑재 효율 향상 효과를 기대할 수 있다.
이노스페이스는 지난해 5월 한빛-마이크로 발사체에 적용될 킥스테이지용 0.4톤급 메탄엔진 연소기의 237초 지상연소시험에 성공한 데 이어, 지속적인 성능 고도화 개발을 진행해 왔다.
액체산소를 냉각제로 활용하는 과정에서 발생할 수 있는 기술적 위험 요소를 최소화하며 안정성을 확보했고, 올해 장시간 지상연소시험에 성공해 엔진의 내구성과 강건성을 입증했다.
김수종 이노스페이스 대표는 “소형 발사체는 중량 민감도가 높아 구조 경량화 기술이 탑재 성능과 발사 서비스 경쟁력을 좌우한다”며 “해당 기술은 높은 냉각 효율과 경량화 구현이 가능해 향후 재사용 발사체용 메탄엔진은 물론 소형위성 궤도 수송용 킥스테이지와 우주 탐사 추진 시스템 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
한편 이노스페이스는 지난해 수행한 '한빛-나노(HANBIT-Nano)' 첫 상업 발사 임무의 조기 종료 원인을 규명하고 관련 부품 개량과 공정 고도화를 진행하고 있다.
현재 우주항공청의 발사 허가 심의를 받고 있으며, 최종 승인을 거쳐 올해 3분기 내 후속 발사를 추진할 계획이다.
양승민 기자 sm104y@etnews.com
