민간 우주 발사체 기업 이노스페이스가 차기 발사체에 적용할 액체 메탄엔진의 핵심 기술 개발을 마치고 장시간 지상연소시험에 성공했다.
이노스페이스는 차기 발사체 '한빛-마이크로'의 킥스테이지에 적용될 추력 0.4t급 액체 메탄엔진 'LiMEK-04'의 핵심 기술 개발을 완료하고, 420초 지상연소시험을 성공적으로 수행했다고 4일 밝혔다.
킥스테이지는 발사체 2단 엔진의 연소가 끝난 뒤 분리돼 탑재체를 목표 궤도로 정밀하게 보내는 우주 추진 시스템이다. 이번에 개발된 기술은 LiMEK-04 엔진에 적용되는 '이원추진제 재생냉각 메탄엔진 연소기 기술'이다.
재생냉각은 엔진 연소 과정에서 발생하는 고온으로부터 연소실을 보호하고 안정적인 연소를 유지하기 위한 기술이다. 엔진의 내구성과 성능, 발사체 효율에 영향을 주는 핵심 요소로 꼽힌다.
기존 메탄엔진은 주로 액체메탄만을 냉각제로 사용하는 단일추진제 재생냉각 방식을 적용해왔다. 이 방식은 충분한 냉각 성능을 확보하기 위해 높은 추진제 공급 압력이 필요하고, 이에 따라 추진제 탱크와 공급계통을 더 견고하게 설계해야 하는 부담이 있었다. 결과적으로 발사체 중량 증가로 이어질 수 있다는 한계도 있었다.
이노스페이스가 개발한 이원추진제 재생냉각 기술은 연료인 액체메탄뿐 아니라 산화제인 액체산소도 냉각 과정에 활용하는 방식이다. 회사 측은 이를 통해 기존 방식보다 냉각제 유량을 약 3.0~3.4배 높였다고 설명했다. 상대적으로 낮은 압력 조건에서도 냉각 성능을 확보할 수 있어 추진제 탱크와 공급계통의 경량화에 기여할 수 있다.
이노스페이스는 지난해 5월 한빛-마이크로 킥스테이지용 0.4t급 메탄엔진 연소기의 237초 지상연소시험을 진행한 바 있다. 이후 올해 5월에는 420초 장시간 지상연소시험을 마쳤다. 회사는 이번 시험을 통해 엔진의 내구성과 안정성을 확인하고 실제 발사체 적용 가능성을 검증했다고 밝혔다.
김수종 이노스페이스 대표는 "소형 발사체는 중량 민감도가 높아 구조 경량화 기술이 탑재 성능과 발사 서비스 경쟁력에 중요한 영향을 미친다"며 "이번 기술은 킥스테이지뿐 아니라 향후 재사용 발사체용 메탄엔진과 우주 탐사 추진 시스템 등에도 활용 가능성이 있다"고 말했다.
한편 이노스페이스는 지난해 12월 진행한 '한빛-나노' 첫 상업 발사 임무가 조기 종료된 이후 원인 규명과 관련 부품 개량, 공정 개선을 진행하고 있다. 현재 우주항공청의 발사 허가 심의를 받고 있으며, 최종 허가 절차를 거쳐 올해 3분기 내 후속 발사를 추진할 계획이다.