자주시보 2016년 09월 26일
한호석(통일학연구소 소장)
<차례>
1. 해설도면에 붉은색으로 쓰여 있는 제목
2. 조선은 올해 두 종의 대출력 로켓엔진을 개발, 완성하였다
3. 35,786km 고도에로 정지위성 날려보낼 추력
4. ‘만리마 속도’로 급진전되는 조선의 우주개발사업
5. 정지통신위성 보유는 김정일 국방위원장의 생전의 소원
6. 조선의 우주개발목표는 유인우주선 발사와 달착륙
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1. 해설도면에 붉은색으로 쓰여 있는 제목
조선의 고도화된 과학기술력이 또 다시 세상을 놀라게 하였다. 올해 2016년은 조선이 놀라운 사변들을 연이어 일으킨 획기적인 연대인데, 이번에 세상을 놀라게 한 조선의 첨단과학기술 창조물은 매우 강력한 추력(thrust)을 내는 신형 액체로켓엔진이다. 조선이 이번에 개발, 완성한 대출력 액체로켓엔진에 관한 심층정보를 전해주지 못한 한국의 언론보도만 읽었다면, 그 신형 액체로켓엔진이 왜 세계를 놀라게 하였는지 알 수 없다. 이 글은 그런 맹점을 뛰어넘어 조선의 신형 대출력 액체로켓엔진을 심층적으로 분석한다.
조선의 언론보도에 따르면, 2016년 9월 19일 김정은 국무위원장은 평안북도 철산군에 있는 서해위성발사장에서 “대출력 발동기 지상분출시험”을 현지 지도하였다. 대출력 발동기라는 말은 출력이 매우 강한 로켓엔진을 뜻하며, 지상분출시험이란 로켓엔진을 지상시험장에서 점화, 연소, 분출시키는 출력측정시험을 뜻한다.
그 날 지상분출시험장 인근에 설치된 감시소에는 탁자가 놓여 있었는데, 커다란 해설도면이 그 탁자 위에 펼쳐져 있었다. <사진 1>에서 보는 것처럼, 그 해설도면에는 붉은색 글씨로 “백두산계렬 80tf급 액체로케트(발동기)”라는 제목이 쓰여 있었다. 해설도면 제목은 조선이 이번에 개발, 완성한 신형 대출력 액체로켓엔진이 백두산 계열 액체로켓엔진이라는 사실을 말해준다. 여기서 계열이라는 말은 앞으로 백두산이라는 이름을 가진, 성능이 개량된 또 다른 대출력 액체로켓엔진들이 순차적으로 개발될 것임을 예고해준다.
이런 사정을 살펴보면, 조선이 이번에 개발, 완성한 대출력 액체로켓엔진은 처음 만든 백두산 계열 액체로켓엔진이며, 조선의 작명관행에 따라 그 이름이 백두산-1이라고 정해졌음을 알 수 있다. 앞으로 조선이 성능을 더 향상시킨 백두산 계열 액체로켓엔진 개량형을 개발하면, 그것은 백두산-2라고 불리게 될 것이다.
조선에서 처음 개발, 완성된 대출력 액체로켓엔진에 백두산이라는 이름을 붙인 것부터가 뭔가 특별한 느낌을 준다. 백두산은 우리나라에서 해발고가 가장 높은 명산 중의 명산으로, 민족의 힘과 존엄을 떨치는 상징이 아닌가.
2. 조선은 올해 두 종의 대출력 로켓엔진을 개발, 완성하였다
누구나 직감하는 것처럼, 대출력 액체로켓엔진 백두산-1은 조선이 독자적인 기술로 만들어낸 창조물이다.
그런데 20여 년 동안 세계 각국의 로켓엔진을 분석해왔다는 미국의 항공우주전문가 존 쉴링(John Schilling)은 2016년 9월 21일 미국의 온라인 언론매체 <38 노스(North)>에 기고한 글에서 조선이 이번에 개발, 완성한 로켓엔진이 중국에서 해킹(hacking)으로 몰래 빼돌린 설계도를 가지고 만든 것으로 추정된다느니, 신형 로켓엔진을 개발하고 있는 이란과의 기술협력으로 만든 것으로 추정된다느니 하는 만화 같은 추론을 늘어놓았다. 존 쉴링은 자기의 중국 연관설이나 이란 연관설을 뒷받침해 줄 논거는 찾지 못했다고 자인하면서도, 그렇게 추론하였다.
서방의 로켓전문가들은 조선이 만든 로켓엔진들이 모두 소련의 로켓설계기술로 만들어진 것으로 추정된다는 소련 연관설을 들먹이며 조선의 로켓기술공학의 독창성을 깎아내렸다. 이를테면, 미국의 로켓전문가들은 소련의 R-27 설계기술이 조선에 유입되었을 것이라고 추론하였고, 독일의 로켓전문가들은 소련의 R-29 설계기술이 조선에 유입되었을 것이라고 추론하였다.
서방의 로켓전문가들은 조선이 만든 로켓엔진들이 모두 소련의 로켓설계기술로 만들어진 것으로 추정된다는 소련 연관설을 들먹이며 조선의 로켓기술공학의 독창성을 깎아내렸다. 이를테면, 미국의 로켓전문가들은 소련의 R-27 설계기술이 조선에 유입되었을 것이라고 추론하였고, 독일의 로켓전문가들은 소련의 R-29 설계기술이 조선에 유입되었을 것이라고 추론하였다.
그런데 서방의 로켓전문가들은 R-27에 장착되었던 로켓엔진이나 R-29에 장착되었던 로켓엔진과는 도저히 비교할 수 없는 신형 대출력 액체로켓엔진이 이번에 조선에서 개발, 완성된 것을 보고, 자기들의 추론이 더 이상 통하지 않게 되자, 이제는 중국 연관설과 이란 연관설까지 들먹이면서 조선의 로켓기술공학의 독창성을 어떻게 해서든지 또 다시 부정해보려고 하였다. 형편이 이쯤 되면 편견을 넘어선 정신병리현상이라고 말할 수밖에 없다. 어떤 ‘이유’를 가진 망상을 끊임없이 고집하는 정신병리현상을 편집증(paranoia)이라 한다.
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서방세계에서 조선의 로켓공학기술수준을 깎아내리는 허튼 소리가 들리건 말건, 조선은 자력자강정신으로 로켓공학기술개발에 박차를 가해왔다. 그리하여 조선은 올해 두 종의 대출력 로켓엔진을 개발, 완성하는 놀라운 성과를 거두었다. 하나는 대륙간탄도미사일에 장착되는 대출력 로켓엔진이고, 다른 하나는 위성운반로켓에 장착되는 대출력 로켓엔진이다. 전자의 지상분출시험은 지난 3월 23일에 진행되었고, 후자의 지상분출시험은 지난 9월 19일에 진행되었다. 전자는 고체추진제를 사용하는 대출력 고체로켓엔진이고, 후자는 액체추진제를 사용하는 대출력 액체로켓엔진이다. <사진 2>에서 확인할 수 있는 것처럼, 그 두 종의 대출력 로켓엔진들은 전혀 다른 종류이다.
쓰임새가 서로 다르므로, 위성운반로켓용 대출력 액체로켓엔진과 대륙간탄도미사일용 대출력 고체로켓엔진을 각각 따로 개발한 것이다. 그런데도 미국과 한국의 언론매체들, 군사전문가들은 조선이 신형 대륙간탄도미사일에 장착하기 위해 백두산-1을 개발, 완성한 것으로 보인다는 엉뚱한 추론을 늘어놓았다.
쓰임새가 서로 다르므로, 위성운반로켓용 대출력 액체로켓엔진과 대륙간탄도미사일용 대출력 고체로켓엔진을 각각 따로 개발한 것이다. 그런데도 미국과 한국의 언론매체들, 군사전문가들은 조선이 신형 대륙간탄도미사일에 장착하기 위해 백두산-1을 개발, 완성한 것으로 보인다는 엉뚱한 추론을 늘어놓았다.
조선은 미국 본토 어디든지 타격할 대륙간탄도미사일을 이미 보유하였다. 무게가 500kg인 핵탄두를 탑재하고 12,000km를 날아갈 화성-13 대륙간탄도미사일이 이미 조선에 있으며, 각개발사식 다탄두를 탑재하고 미국 본토를 한 방에 초토화할 화성-14 대륙간탄도미사일도 이미 조선에 있다. 미국 본토 어디든지 타격할 대륙간탄도미사일을 이미 2종이나 보유한 조선이 그와 유사한 대륙간탄도미사일을 왜 또 다시 개발하려고 하겠는가. 조선이 백두산-1을 장착한 신형 대륙간탄도미사일을 개발할 것이라는 추론은 앞뒤가 맞지 않는 허튼 소리로 들린다.
조선의 언론보도에 따르면, 2016년 9월 19일 김정은 국무위원장의 현지지도를 받으며 “새 형의 정지위성운반로케트용 대출력 발동기 지상분출시험”이 서해위성발사장 지상분출시험장에서 성과적으로 진행되었다.
조선의 언론보도에 따르면, 2016년 9월 19일 김정은 국무위원장의 현지지도를 받으며 “새 형의 정지위성운반로케트용 대출력 발동기 지상분출시험”이 서해위성발사장 지상분출시험장에서 성과적으로 진행되었다.
이 인용구에 나오는 정지위성이라는 말은 지구의 적도 해수면으로부터 35,786km 고도에 있는 지구정지궤도(geostationary orbit)에 진입하여 지구의 자전속도와 똑같은 속도로 회전하는 위성을 뜻한다. 지구의 자전속도와 똑같은 속도로 지구정지궤도를 따라 회전하는 위성을 지구에서 바라보면 전혀 움직이지 않는 붙박이별처럼 보이므로 정지위성이라 부른다. 따라서 정지위성의 궤도경사각은 언제나 0도이고, 회전속도는 언제나 초속 3.07km이며, 궤도회전주기는 언제나 1,436분이다.
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그런데 정지위성을 위성운반로켓에 실어 발사하면 35,786km를 날아가 곧바로 지구정지궤도에 진입하게 되는 게 아니다. 위성운반로켓에 실려 지구를 떠난 정지위성이 해수면으로부터 35,786km 고도에로 날아가려면 약 1시간이 걸리는데, 정지위성을 지구 모양과 같은 원형 궤도에 곧바로 진입시킬 방도는 없다. 그래서 매우 길게 일그러진 타원형 전이궤도(transfer orbit)에 우선 진입시켜야 한다. 정지위성이 타원형 궤도에 진입하면 동체에 장착된 소형 추력기(thruster)를 점화, 가동하여 사전에 예정해놓은 궤도위치로 이동하여 원형 궤도에 최종적으로 안착하는 것이다.
2016년 9월 현재 지구정지궤도를 따라 회전하고 있는 세계 각국의 정지위성들은 약 600개에 이른다. 미국, 러시아, 중국, 유럽연합, 일본, 인도 같은 극소수 우주개발국들이 정지위성을 쏘아올리는 최첨단 우주개발기술을 독점하고 있다. 정지위성은 통신위성, 방송위성, 기상관측위성, 군사위성으로 이용된다.
3. 35,786km 고도에로 정지위성 날려보낼 추력
2016년 9월 20일 조선의 언론보도가 전해준, 백두산-1의 성능에 관한 중요한 정보는 추력이 80톤포스(ton-force)라는 사실과 엔진연소시간이 200초라는 사실이다. 이 두 가지 정보를 분석, 고찰하면, 백두산-1의 성능을 정확히 파악할 수 있다.
첫째, 백두산-1에서 발생된 80톤포스의 추력을 킬로뉴턴(Kilonewton)으로 환산할 필요가 있다. 제트엔진이나 로켓엔진의 추력을 표시하는 단위로는 톤포스보다 킬로뉴턴(kN)이 더 일반적으로 쓰인다. 뉴턴(newton)이라는 단위는 질량이 1kg인 물체를 초당 1m의 가속도(m/s)로 움직이는 역량을 표시한다.
80톤포스를 킬로뉴턴으로 환산하면, 784.5kN이다. 일반적으로, 로켓엔진의 추력을 거론하는 경우, 해수면(sea level)에서 작동될 때 발생한 추력인지 아니면 진공상태(vacuum)에서 작동될 때 발생한 추력인지 구분해야 한다. 똑같은 로켓엔진이라도 지상에서 작동될 때 발생하는 추력은 우주공간의 진공에서 작동될 때 발생하는 추력보다 훨씬 더 약하기 때문에 그렇다. 이 글에서 언급하는 추력은 로켓엔진이 지상에서 작동될 때 발생하는 추력을 뜻한다.
또한 조선의 언론보도에 따르면, 백두산-1은 지상분출시험에서 200초 동안 연소되었다고 한다. 로켓엔진의 성능을 평가할 때, 연소시간은 추력과 더불어 중요한 성능지표이다. 2016년 3월 23일 조선에서 대출력 고체로켓엔진 지상분출시험이 진행되었을 때, 현장보도사진에 나타난 감시소 현시대(monitor)에는 그 고체로켓엔진의 연소시간이 57.4초로 표시되었다. 연소시간이 길면 길수록 추력이 그만큼 더 강한 것이다. 백두산-1은 조선의 대출력 고체로켓엔진보다 훨씬 더 강한 추력을 발생시킨다.
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그런데 로켓전문가가 아니면, 추력이 784.5kN이고, 연소시간이 200초라는 말만 듣고서는 그것이 얼마나 강력한 로켓엔진인지 가늠하지 못하므로, 비교관념을 동원하게 된다.
예컨대, 미국의 로켓전문가들은 2016년 2월 7일 조선이 쏘아올린 위성운반로켓 광명성호에 장착된 로켓엔진의 추력을 225.5kN으로 추산하였는데, 조선이 이번에 개발, 완성한 백두산-1은 지난 시기 조선이 사용해온 기존 액체로켓엔진에 비해 추력이 3.5배나 더 강해진 것이다.
다른 우주개발국들이 사용하는 액체로켓엔진들과 견주어보아야 백두산-1이 얼마나 강력한인지 더 잘 알 수 있다. 현재 중국에서 생산되는 대출력 액체로켓엔진 YF-20B, 그리고 현재 러시아에서 생산되는 대출력 액체로켓엔진 RD-117을 비교대상으로 삼았다.
백두산-1
(조선)
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YF-20B
(중국)
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RD-117
(러시아)
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추력
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784.5kN
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814kN
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838.5kN
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연소시간
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200초
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128초
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118초
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지름
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90cm (추정)
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84cm
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268cm
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질량
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미상
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2,850kg
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3,800kg
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위의 비교도표를 보면, 백두산-1의 추력이 YF-20B의 추력에 근접하였음을 알 수 있다. 백두산-1과 YF-20B의 추력격차는 불과 29.5kN이다.
주목되는 문제는, 위의 비교도표에 나온 중국과 러시아의 대출력 액체로켓엔진들이 어디에 쓰이는가 하는 것이다. 흥미롭게도, YF-20B와 RD-117은 위성운반로켓이 아니라 우주선운반로켓에 장착된 대출력 액체로켓엔진들이다. 이를테면, 중국은 선저우(神舟) 유인우주선을 탑재한 창정(長征)-2F 우주선운반로켓에 YF-20B를 장착하였고, 러시아는 쏘유즈(Soyuz) 유인우주선을 탑재한 쏘유즈-U 우주선운반로켓에 RD-117을 장착하였다.
창정-2F 우주선운반로켓이나 쏘유즈-U 우주선운반로켓이 얼마나 크고 무거운 초대형 로켓들인지는 조선이 2016년 2월 7일에 쏘아올린 광명성호 위성운반로켓과 견주어보면 알 수 있다.
광명성호
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창정-2F
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쏘유즈-U
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길이
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30m
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62m
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51.1m
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지름
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2.4m
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3.35m
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3m
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질량
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91,000kg
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464,000kg
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313,000kg
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구조
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3단형
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2단형
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2단형
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발사회수
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1회
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11회
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784회
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성공회수
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1회
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11회
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764회
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중국의 창정-2F는 질량이 8,400kg이나 되는 크고 무거운 물체를 싣고 저지구궤도(Low Earth Orbit)에 진입하였고, 러시아의 쏘유즈-U는 질량이 6,900kg이나 되는 크고 무거운 물체를 싣고 저지구궤도에 진입하였다.
중국의 창정-2F를 2단형 로켓이라고 부르는 까닭은, 부착식 보조로켓(strap-on booster)과 1단 로켓이 면저 연소되고, 2단 로켓이 그 다음에 연소되기 때문이다. 부착식 보조로켓의 엔진과 1단 로켓의 엔진은 추력이 서로 같다.
창정-2F의 부착식 보조로켓은 YF-20B 4기를 1단 로켓 동체 외부에 덧붙인 것인데, 1기의 추력이 814kN인 액체로켓엔진 4기를 한꺼번에 연소시켰으므로, 그 부착식 보조로켓의 총추력은 3,256kN이다.
러시아의 경우를 보면, 쏘유즈-U의 부착식 보조로켓은 1단 로켓 동체 외부에 RD-117 4기를 덧붙인 것인데, 1기의 추력이 838.5kN인 액체로켓엔진 4기를 한꺼번에 연소시켰으므로 그 부착식 보조로켓의 총추력은 3,354kN이다.
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그에 비해, 백두산-1의 추력은 784.5KN이므로, 그런 로켓엔진 4기를 묶어 부착식 보조로켓을 만들면, 3,138kN의 총추력을 얻게 된다. 3,138kN은 질량이 6,000kg 정도 되는 크고 무거운 탑재물을 저지구궤도에 진입시킬 엄청난 힘이다. 2016년 2월 7일 조선이 발사한 광명성호 위성운반로켓은 질량이 약 200kg으로 추정되는 지구관측위성 광명성-4호를 싣고 저지구궤도에 진입하였으므로, 조선은 이번에 광명성-4호보다 약 30배나 더 무거운 거대위성을 쏘아올릴 추력을 얻은 것이다.
주목되는 것은, YF-20B의 연소시간이 128초이고, RD-117의 연소시간이 118초인데 비해, 백두산-1의 연소시간은 200초나 된다는 사실이다. 이것은 백두산-1이 다른 두 비교대상들보다 추력은 좀 약해도, 연소시간이 훨씬 더 긴 로켓엔진이라는 사실을 말해준다. 백두산-1이 장착될 신형 위성운반로켓은 저지구궤도를 넘어 더 멀리 날아가는 위성운반로켓이라는 점을 알 수 있다. 백두산-1이 장착될 조선의 신형 위성운반로켓은 지구에서 35,786km 떨어진 지구정지궤도까지 정지위성을 날려보낼 것으로 예견된다.
정지위성은 대형 위성이지만 그 질량은 우주선보다 가벼운 반면, 머나먼 지구정지궤도까지 날아가는 긴 시간 동안 추진제를 연소하는 특성을 지닌다. 백두산-1은 바로 그런 특성을 지닌 정지위성운반로켓용 대출력 엔진이다. 2016년 9월 20일 조선의 언론매체들이 보도한 바에 따르면, “대출력 발동기가 완성됨으로써 국가우주개발 5개년계획기간에 정지위성운반로케트를 확고히 개발, 완성할 수 있는 과학기술적 담보가 마련되였으며 지구관측위성을 비롯한 각종 위성들을 세계적 수준에서 발사할 수 있는 운반능력을 원만히 갖출 수 있게 되었다”는 것이다.
4. ‘만리마 속도’로 급진전되는 조선의 우주개발사업
조선이 얼마나 빠른 속도로 대출력 로켓엔진을 개발, 완성하여 세계적인 수준에 도달하였는지를 알려면, 이란의 로켓엔진개발경험과 비교해볼 필요가 있다. 그 나라도 조선처럼 우주개발 5개년 계획을 2010년부터 정력적으로 추진해오고 있다.
미국 국가정보기관 관리들의 말을 인용한 <워싱턴자유횃불(WFB)> 2013년 6월 28일 보도에 따르면, 이란은 2013년 6월에 신형 로켓엔진 지상분출시험을 진행하였다.
일본의 방송매체 <NHK> 2013년 9월 17일 보도에 따르면, 조선은 2013년 8월 말 서해위성발사장에서 대형 로켓엔진 지상분출시험을 진행하였다. <38 노스> 2013년 9월 23일 보도에 따르면, 상업위성이 촬영한 영상자료를 분석하였더니 그 지상분출시험에서 사용된 로켓엔진은 길이가 9~10m, 지름이 2.5m로 추정되는 로켓에 장착된 엔진이라는 것이다. 위의 보도내용들을 읽어보면, 당시 지상분출시험에서 백두산-1 시제품이 사용된 것으로 보인다.
주목되는 것은, 조선과 이란이 거의 같은 시기에 신형 액체로켓엔진을 각각 개발하여 지상분출시험을 진행하였다는 사실이다.
그런데 독일의 로켓전문가 로베르트 브뤼게(Rorbert Brügge)의 분석에 따르면, 이란이 2013년 6월 지상분출시험에서 사용한 신형 액체로켓엔진은 284.4kN의 추력을 발생시켰다. 백두산-1에 비하면, 그 신형 액체로켓엔진의 추력은 36%밖에 되지 않는다.
이란은 신형 액체로켓엔진 지상분출시험을 진행한 때로부터 약 3년이 지난 2016년 4월 19일 그 신형 액체로켓엔진을 장착한 위성운반로켓을 처음 쏘아올렸는데, 그 위성운반로켓이 바로 씨모그(Simorgh)이다.
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이스라엘의 온라인 군사전문매체 <디펜스 업데잇(Defense Update)> 2016년 4월 24일 보도에 따르면, 이란우주국은 씨모그 위성운반로켓을 발사하였다는 사실을 공개하지 않았고, 미국과 러시아는 그 발사에 대해 서로 다르게 평가하였다. 이를테면, 러시아 국방부는 이란의 씨모그가 성공적으로 발사되었다고 평가한 반면, 미국 전략사령부는 씨모그가 발사되었으나 궤도에 진입한 물체는 없었다고 밝혔다. 영국의 언론매체 <데일리메일(Daily Mail)>은 2016년 4월 21일 보도기사에서 이란이 위성을 탑재하지 않은 씨모그를 시험발사하였다고 지적하였다. 위성제작을 아직 끝마치지 못한 이란은 먼저 위성운반로켓부터 시험발사한 것으로 생각된다.
<디펜스 업데잇> 2016년 4월 24일 보도에 따르면, 이란의 신형 위성운반로켓 씨모그는 길이가 27m, 지름이 2.5m인데, 질량이 350kg인 위성을 저지구궤도에 진입시킬 수 있다고 한다. 이란은 2009년, 2011년, 2012년, 2015년에 각각 위성을 쏘아올려 저지구궤도에 진입시킨 바 있는데, 그 위성들은 실용위성이 아니라 50kg 안팎의 질량을 가진 아주 작은 시험위성이었다. 서방의 로켓전문가들은 이란의 위성운반로켓 씨모그가 조선의 위성운반로켓 은하-3의 로켓기술에 기반을 두고 제작된 것이라고 지적하였다.
<디펜스 업데잇> 2016년 4월 24일 보도에 따르면, 이란의 신형 위성운반로켓 씨모그는 길이가 27m, 지름이 2.5m인데, 질량이 350kg인 위성을 저지구궤도에 진입시킬 수 있다고 한다. 이란은 2009년, 2011년, 2012년, 2015년에 각각 위성을 쏘아올려 저지구궤도에 진입시킨 바 있는데, 그 위성들은 실용위성이 아니라 50kg 안팎의 질량을 가진 아주 작은 시험위성이었다. 서방의 로켓전문가들은 이란의 위성운반로켓 씨모그가 조선의 위성운반로켓 은하-3의 로켓기술에 기반을 두고 제작된 것이라고 지적하였다.
위에 서술한 몇 가지 정보를 종합하면, 이란은 조선의 로켓설계기술을 도입하여 신형 위성운반로켓 씨모그를 개발하는 중이지만, 아직 성공에 이르지 못하였음을 알 수 있다. 그러한 이란의 로켓개발경험은 대출력 로켓엔진을 장착한 위성운반로켓을 만들어내는 우주개발사업이 최첨단과학기술과 오랜 시간과 막대한 노력과 엄청난 자금을 요구한다는 점을 말해준다.
그런데 조선은 국가우주개발 5개년계획을 추진해오면서 지구관측위성을 두 차례 궤도에 진입시켰을 뿐 아니라, 세계적인 수준의 대출력 액체로켓엔진 백두산-1을 개발, 완성하였으며, 지금은 정지위성과 그것을 탑재할 위성운반로켓을 개발하는 중이다. 요즈음 조선에서는 ‘만리마 속도’로 질풍같이 내달리며 기적을 창조하고 있다는 선전이 대단한데, 그런 선전이 우주개발부문에서도 현실로 펼쳐지고 있음을 인정하지 않을 수 없다.
조선은 운반로켓제작기술을 오랜 기간 동안 축적, 발전시켜왔으므로, 백두산-1 4기를 묶어 강력한 부착식 보조로켓을 만드는 것은 전혀 어려운 일이 아니다. 부착식 보조로켓을 만들면, 그것을 1단 로켓에 덧붙여 강력한 위성운반로켓을 완성하는 것도 전혀 어려운 일이 아니다. 조선의 위성운반로켓제작기술로는 백두산-1을 장착한 대형 위성운반로켓을 앞으로 몇 달 뒤에 완성할 수 있을 것이다.
조선은 운반로켓제작기술을 오랜 기간 동안 축적, 발전시켜왔으므로, 백두산-1 4기를 묶어 강력한 부착식 보조로켓을 만드는 것은 전혀 어려운 일이 아니다. 부착식 보조로켓을 만들면, 그것을 1단 로켓에 덧붙여 강력한 위성운반로켓을 완성하는 것도 전혀 어려운 일이 아니다. 조선의 위성운반로켓제작기술로는 백두산-1을 장착한 대형 위성운반로켓을 앞으로 몇 달 뒤에 완성할 수 있을 것이다.
지금 조선의 우주개발사업에 제기된 과제는 위성운반로켓제작이 아니라 정지위성개발이다. 조선은 정지위성을 개발해본 경험이 없다. 2016년 9월 20일 조선의 언론보도에 따르면, 김정은 국무위원장은 “국가우주개발국에서 우주개발을 위성개발에 중점을 두고 진행하며 우리의 힘과 기술로 각이한 용도의 위성들을 더 많이 제작, 발사하여 우리나라를 가까운 몇 해 안에 정지위성보유국으로 만들어야 한다고 말씀하시였다”고 한다.
5. 정지통신위성 보유는 김정일 국방위원장의 생전의 소원
백두산-1을 개발, 완성한 조선이 지금 힘을 집중하여 개발하고 있는 정지위성은 어떤 위성일까? 조선은 정지통신위성부터 우선 만들고 있다. 그렇게 판단하는 까닭은,
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<사진 7>에서 보는 것처럼 정지통신위성을 보유하는 것이 김정일 국방위원장의 생전의 소원이었기 때문이다.
2016년 9월 20일 조선의 언론매체들은 김정은 국무위원장이 “우주개발을 국가발전을 위한 필수불가결의 사업으로 내세우시고 불면불휴의 로고와 심혈을 깡그리 바치시며 정력적으로 이끌어”왔다고 보도하였는데, 이것은 김정은 국무위원장이 정지통신위성에 대한 김정일 국방위원장의 소원을 최단 기간에 실현하기 위해 우주개발사업을 정력적으로 지도해오고 있음을 말해준다.
2015년 4월 17일 러시아의 통신사 <이따르-타스(ITAR-TASS)>가 실은 대담기사에서 조선국가우주개발국 박경수 부실장은 “지금 조선의 기술연구진이 지구관측위성과 정지통신위성 제작에 매진하고 있다”고 밝힌 바 있다.
2016년 2월 15일 조선의 언론보도에 따르면, 조선로동당 중앙위원회가 지구관측위성 광명성-4호 발사를 성공시킨 과학자, 기술자, 노동자, 일군들을 위해 베푼 성대한 환영연회에서 김정은 국무위원장은 “동지들은 오늘의 대성공을 더 큰 승리를 쟁취하기 위한 도약대로 삼고 더 높은 목표를 달성하기 위한 과학연구사업에 총매진하여 주체조선의 실용위성들을 더 많이 쏴올려야 한다고 말씀하시였다”고 한다.
조선은 정지통신위성을 쏘아올리는 것에 만족하지 않고, 그보다 더 위력적인 정지군사위성도 만들게 될 것이다. ‘선군정치노선’을 견지하는 조선이 정지군사위성을 만드는 것은 당연한 일이다.
지구에서 35,786km 떨어진 지구정지궤도에서 회전하는 군사위성은 구체적으로 어떤 임무를 수행하는 것일까? 미국, 러시아, 중국 같은 우주개발국들이 쏘아올린 정지군사위성의 임무는 군사기밀에 속하므로, 외부에서 구체적인 사정을 파악하기 힘들지만, 미국이 쏘아올린 정지군사위성의 임무에 대해 서술한 공개자료를 읽어보면 다음과 같은 사실을 알 수 있다.
미국은 1994년 5월부터 2014년 12월까지 20년 동안 정지군사위성 트럼핏(Trumpet) 6기를 쏘아올린 바 있다. 이 정지군사위성의 임무는 비밀에 쌓여 있지만, 적국의 무선통신을 감청하거나 적국의 미사일발사를 감시하는 위성으로 알려졌다.
정지군사위성에는 매우 예민한 감지기능을 가진 적외선감지장치가 설치되어 있어서, 모든 종류의 탄도미사일 분출화염에서 방사되는 적외선을 탐지하여 지상기지에 실시간 송신한다. 이런 정지군사위성을 조기경보위성(early warning satellite)이라 한다. 조기경보위성은 지상의 조기경보기지와 연계되어 위성조기경보체계(satellite early warning system)를 구성한다.
미국이 쏘아올린 조기경보위성의 질량은 5,200kg이다. 조기경보위성의 질량이 그처럼 무거운 까닭은, 지구표면을 감시하는 크고 무거운 망원경이 장착되었기 때문이다. 미국의 조기경보위성 1기의 가격은 무려 24억 달러나 된다. 조기경보위성이야말로 최첨단 군사과학기술이 응집된 종합체라고 할 수 있다.
다른 한편, 인도가 개발한 위성운반로켓 GSLV가 첫 번째 발사에서 실패하고 두 번째 발사에서 성공하여 지구정지궤도에 진입한 때는 2004년 9월 20일이다. 인도의 위성운반로켓 GSLV는 질량이 1,950kg인 정지위성을 싣고 35,786km를 날아가 지구정지궤도에 진입하였다. 그런데 GSLV의 제3단 로켓은 러시아에서 수입한 것이었으니, 인도는 독자적인 기술로 위성운반로켓을 만들지 못한 것이다.
위성운반로켓 GSLV의 부착식 보조로켓 1기가 발생시킨 추력은 760kN이었고, 4기의 총추력은 3,040kN이었으며, 연소시간은 160초였다. 그에 비해, 조선의 백두산-1이 장착될 신형 위성운반로켓은 총추력이 3,138kN이고, 연소시간은 200초이다.
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인도가 만든 위성운반로켓 GSLV보다 추력이 더 강한 조선의 신형 위성운반로켓이 제작되면, 그 신형 위성운반로켓은 질량이 4,000kg 정도 되는 크고 무거운 정지위성을 탑재하고 35,786km를 날아가 지구정지궤도에 진입할 것으로 예견된다.
인도의 GSLV는 길이가 49.12m, 지름이 2.8m인 3단형 위성운반로켓이다. 인도는 GSLV를 지금까지 모두 10차례 발사하였는데, 그 가운데서 5차례는 성공하였고, 5차례는 실패하였다.
한국 정부 소식통의 말을 인용한 <연합뉴스> 2015년 7월 22일 보도에 따르면, 조선이 증축한 서해위성발사장 발사탑의 높이는 67m이다. 이것은 서해위성발사장에서 길이가 50m 이상이 되는 대형 위성운반로켓을 발사할 수 있다는 점을 말해준다. 조선은 인도의 로켓엔진보다 추력이 더 강한 백두산-1을 만들었으므로, 길이가 50m 이상 되는 대형 위성운반로켓을 얼마든지 만들 수 있다.
6. 조선의 우주개발목표는 유인우주선 발사와 달착륙
인도의 정지위성이 지구정지궤도에 진입한 때로부터 4년 뒤, 인도의 달착륙탐사기(Moon Impact Probe)가 달표면에 착륙하였다. 인도가 달탐사위성 찬드라얀(Chandrayaan)-1을 쏘아올린 날은 2008년 10월 22일이다. 이 달탐사위성은 1,000여 명의 우주과학자, 기술자들이 4년 동안 만든 것이다. 2008년 10월 22일 지구를 떠난 달탐사위성 찬드라얀-1은 17일 동안 384,472km를 날아간 끝에 2008년 11월 8일 마침내 달궤도에 진입하였다. 달궤도에 진입한 달탐사위성 찬드라얀-1에서 질량이 30kg인 달착륙탐사기가 분리되어 달표면에 착륙하였다. 그 탐사기에는 세 가지 장치가 실렸는데, 탐사기의 자기위치를 측정하는 레이더측정장치, 달표면을 촬영하는 장치, 그리고 달표면의 구성성분을 수집하는 장치였다.
그로써 인도는 미국(1966년), 소련(1966년), 일본(1990년), 유럽우주국(2006년)에 이어 세계에서 다섯 번째로 달표면에 탐사기를 착륙시킨 우주개발국으로 등장하였다. 중국은 인도보다 1년 늦은 2009년에 세계에서 여섯 번째로 달표면에 탐사기를 착륙시켰다.
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달표면에 탐사기를 착륙시키기 위한 과학기술경쟁이 우주개발국들 사이에서 치열하게 벌어지고 있는 가운데, 몇몇 후발우주개발국들은 로켓제작기술을 독자적으로 개발하지 못하고, 선진우주개발국의 로켓제작기술을 전수받아 달탐사경쟁에 뛰어들었다. 일본과 인도가 대표적인 사례들이다. 원래 일본이 1975년에 쏘아올린 N-1 위성운반로켓은 미국이 넘겨준 델타(Delta) 위성운반로켓을 이름만 바꿔 그대로 사용한 것이다. 일본이 1990년에 탐사기를 달표면에 착륙시킬 수 있었던 결정적인 요인은 미국의 전폭적인 기술지원이었다.
다른 한편, 인도는 러시아로부터 전폭적인 기술지원을 받아 우주개발사업을 진척시켰다. 만일 러시아의 기술지원이 없었더라면 인도는 아직까지 달표면에 탐사기를 착륙시키지 못했을 것이다.
그렇다면 이제는 조선이 달표면에 탐사기를 착륙시킬 차례다. 선진우주개발국에 의존했던 일본이나 인도와 달리, 조선은 자력자강정신으로 개발한 독자적인 로켓제작기술을 가지고 자기의 우주개발사업을 진척시키고 있다. 그러므로 조선은 달탐사위성과 달탐사기를 만드는 과학기술적 준비를 짧은 기간 안에 끝마치게 될 것이다.
2012년 12월 22일 조선민주주의인민공화국 최고인민회의 상임위원회는 지구관측위성 광명성-3호 2호기를 저지구궤도에 진입시킨 우주과학자, 기술자들 가운데 특별한 위훈을 세운 101명에게 ‘공화국 영웅’ 칭호와 함께 금별메달, 국기훈장 제1급을 수여하였는데, 지금 그들 공화국 영웅 101명이 앞장서서 지구관측위성, 정지통신위성, 달탐사위성을 쏘아올리기 위한 우주개발사업을 정력적으로 추진하는 중이다.
조선우주개발국은 정지통신위성을 쏘아올린 뒤에 곧바로 달탐사위성과 달착륙탐사기를 설계하기 시작할 것이며, 2017년부터 시작될 제2차 국가우주개발 5개년 기간에 달탐사위성과 달착륙탐사기를 제작할 것으로 예상된다. 조선이 이번에 백두산-1을 개발, 완성한 것은 달탐사계획을 앞당긴 획기적인 사변이다.
미국의 <합동통신(AP)> 2016년 8월 4일 보도에 따르면, 조선국가우주개발국 현광일 과학연구실장은 2016년 7월 28일 그 통신사 평양지국에서 근무하는 취재기자에게 이렇게 말했다. “우리는 지구관측위성들을 개발하는 계획과 정지위성을 개발하여 통신문제를 해결하는 계획을 추진하는 중이다. 이 모든 개발사업은 달탐사사업의 기초로 될 것이다. 미국과 그 동맹국들이 우리의 우주개발을 가로막으려 하지만, 우리 우주과학자들은 우주를 정복하고, 앞으로 10년 안에 달에 공화국기를 반드시 꽂을 것이다. 조선은 앞으로 유인우주선을 쏘아올려 우주과학시험을 진행할 것이고, 달에 착륙하여 달탐사를 진행하는 것은 물론, 다른 행성들에 대한 탐사도 진행할 것이다.”
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