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지난 15일 청주시 흥덕구 강내면에 위치한 우주발사체(로켓) 스타트업 '이노스페이스' 공장. 우리나라 역사상 첫 수직이착륙에 성공한 '재사용 발사체 시연체'가 위용을 뽐내고 있었다. 높이 3.6m, 무게 400㎏로 로켓 부피는 축소했지만, 국내에서 실제 로켓 엔진을 적용한 시연체의 수직이착륙 성공은 이번이 처음이다.

정훈 이노스페이스 CTO(최고기술책임자)는 "재사용 발사체 시연체에는 모든 로켓 기술이 들어갔다고 해도 과언이 아니다"라면서 "로켓을 재사용하기 위해 '추력(推力) 조절'이 잘 되는지 검증한 결과 모든 센서·밸브 등 전자장비 데이터 수집이 명령대로 이뤄졌다"고 했다.

이노스페이스는 지난달 18일 충남 금산연소시험장에서 재사용 시연체로 수직이착륙 비공식 시험을 진행했다. 그 결과 시연체는 6.3m 높이까지 올라갔다가 원위치로 되돌아오는 데 성공했다. 이론상으론 100m 높이까지 올라갈 수 있는 수준이다.

이번 시험에서 고도제어 오차는 0.3m에 불과했고 착륙속도는 초속 0.5m로 안정적으로 비행했다. 추진기관, 제어시스템, 시뮬레이션 환경 성능 검증도 모두 충족했다. 재사용 시연체가 명령한 대로 정상 작동해 '재사용 발사체' 기술을 확보했다는 의미다.

시연체에는 이노스페이스가 보유한 '하이브리드 로켓 엔진'이 적용됐다. 하이브리드 로켓은 고체·액체로켓 특장점을 융합한게 가장 큰 특징이다. 특히 모터펌프로 추력을 조절할 수 있고 구조가 단순해 경제성이 뛰어나다.

다만 하이브리드 로켓은 고체·액체 엔진을 모두 적용해야 하는 만큼 기술 구현이 쉽지 않다. 이에 전 세계적으로도 하이브리드 로켓 엔진을 적용한 기업은 5개 정도로 알려졌다. 이노스페이스는 2000년대 초부터 김수종 대표가 대학 석·박사 과정, 한화에서 R&D(연구·개발)를 수행하며 '하이브리드 기술'을 축적해왔다.

이노스페이스는 이번 수직이착륙 시험에서 파라핀 소재 고체연료와 이산화질소(N2O) 등 액체산화제를 활용했다. 파라핀 소재 고체연료는 폭발 위험성이 없어 안전하고 제조시간이 짧다. 또 연소속도와 추진기관의 추력 성능이 대폭 늘어난다.

이번 수직이착륙 시험에선 이노스페이스는 액체산화제 양을 조절해 추력을 조절했다. 이노스페이스가 시험에 성공한 '수직이착륙'은 재사용 발사체 핵심기술이다. 수직이착륙이란 말 그대로 이륙했던 로켓이 다시 원위치로 착륙하는 기술이다. 현재 미국 스페이스X가 독점 보유한 기술로 로켓을 재사용할 수 있어 발사 비용이 획기적으로 줄어든다.

김수종 대표는 "몇 차례 시행착오를 거듭한 끝에 재사용 발사체 원천기술을 확보할 수 있었다"며 "원천기술을 기반으로 수직이착륙 고도를 높여나갈 예정으로 2025년까지 재사용 발사체 기술 확보를 목표하고 있다"고 했다.

이노스페이스는 2017년 9월 창업한 '소형발사체' 우주 스타트업이다. 전 세계적으로도 독특한 '하이브리드 로켓 기술'을 보유한 기업이다. 본사는 세종에 두고 현재 청주 공장, 동탄 연구소 등을 운영하고 있다. 브라질과 프랑스 해외법인 운영을 통해 글로벌 우주시장 진출 기회를 확대하고 있다. 현재까지 누적 투자액은 약 710억원에 달하며 임직원은 약 130명으로 늘었다. 내년도 기술특례 상장을 목표 중이다.