이노스페이스, 페어링 분리 시험 성공…내년 7회 발사 예정

[아이뉴스24 정종오 기자] 민간 우주 발사체 기업 이노스페이스(대표 김수종)가 첫 궤도 발사체이자 상업 발사체인 ‘한빛-나노(HANBIT-Nano)’ 개발 과정 중 핵심 기술 단계인 페이로드 페어링(Payload Fairing) 분리 시험에 성공했다.

9일 이노스페이스는 청주와 세종사업장에서 기자간담회를 갖고 페이로드 페어링 분리 시험을 직접 시연했다. 이날 시험이 진행된 청주사업장(흥덕구 강내면)에서 개발모델 실물을 언론에 공개했다.

이노스페이스는 위성을 안전하게 궤도에 안착시키는 최종 관문으로 여겨지는 페이로드 페어링 분리 시험 성공으로 발사체 개발 과정에서 중요한 하나의 기술적 단계를 넘어섰다고 강조했다.

이번 시험을 통해 탑재체를 안정적으로 보호하고, 설계한 메커니즘에 따라 정확한 시점에 페어링 분리가 이뤄지는 것을 확인했다. 실제 고객에게도 발사체의 안정적 개발과 기술적 신뢰성을 입증했다.

이번 성공은 국내 연구기관으로부터 이전받은 기술을 기반으로 개발한 결과물이다. 이노스페이스의 기술력과 연구 협력의 성과를 보여줬다는 데 의미가 있다.

페이로드 페어링은 우주 발사체에 탑재된 위성, 탐사 장비 등의 탑재체를 발사 중에 발생하는 공기저항, 진동, 열, 음파, 압력 등 외부 환경으로부터 보호하는 덮개 역할을 한다.

발사체 기업의 핵심 임무가 고객의 위성을 안전하게 보호해서 우주 궤도에 정확하게 배치하는 것이다. 페이로드 페어링 분리 기술의 신뢰성은 발사체의 비행 안전성, 탑재물 보호, 나아가 고객의 미션 성공을 위한 필수 요소이다.

이노스페이스는 2025년 3월 발사를 목표로 2단형 소형위성발사체 ‘한빛-나노’ 개발에 총력을 기울이고 있다. 발사체의 총길이는 21.8m, 직경 1.4m, 최대 탑재중량은 90kg이다. 이 중 페이로드 페어링은 높이 2.6m, 직경 1.4m를 차지한다.

이노스페이스가 개발한 페어링은 경량화와 내구성을 극대화하기 위해 특별히 설계됐다. 기존의 금속재 구조 방식이 아닌, 탄소 복합재 적층 방식으로 제작해 구조 경량화를 실현했다.

고온 환경에서도 견딜 수 있는 내열성을 확보하기 위해 고온 코팅 소재를 적용했다. 페어링이 분리될 때 안정적이고 정확한 분리를 위해 ‘분할 너트 방식’의 분리 장치 기술을 적용해 개발했다.

분할 너트 방식은 화약식 분리 방식과 비교했을 때 구조가 단순해 경량화할 수 있고 분리 과정에서 발사체와 탑재체에 가해지는 충격을 최소화해 손상을 방지하는데 이점이 있다.

이번 페어링 분리 시험을 통해 이노스페이스는 분리 장치의 반응성과 스프링 어셈블리 구조의 작동성을 검증했다. 고속 영상 분석을 통해 페어링 분리 속도를 데이터화해 메커니즘의 정확성을 검증했다.

다음 개발 단계에서는 가볍고 고온 환경에서도 안정적 기능을 발휘하는 특수 소재인 형상 기억 합금을 적용한 분리 장치를 도입해, 페어링 분리 시 탑재된 위성에 가해지는 충격을 더욱 최소화하는 최신 기술을 확보할 계획이다.

이노스페이스는 90kg 탑재체를 실을 수 있는 한빛-나노, 170kg을 발사할 수 있는 한빛-마이크로, 1.3톤을 쏘아올릴 수 있는 한빛-미니 등의 라인업을 갖추고 순차적으로 개발에 나서고 있다.

김수종 사장은 “내년에 총 7회 발사를 예정하고 있는데 한빛-나노를 통해 3회, 한빛-마이크로를 통해 4회 발사할 것”이라며 “관련되는 엔진도 연소시험 등을 완료했고 장기적으로 한빛-나노, 마이크로, 미니 등을 통해 연간 수십 차례 발사할 수 있는 능력을 갖출 것”이라고 설명했다.

이노스페이스가 만든 엔진은 총 3개이다. 25톤급 하이브리드 엔진인 ‘하이퍼25’, 3톤급 ‘리머3’, 0.4톤급의 ‘리멕0.4’ 등이 있다. 이를 순차적으로 연결해 한빛-나노(하이퍼25+리머3 엔진), 한빛-미니(하이퍼25+리머3+리멕0.4) 등을 구축하는 시스템이다.

김 사장은 “현재 재사용 수직이착륙 기술도 개발하고 있다”며 “해외에서는 로켓랩의 일렉트론이 소형발사체로 관심을 받고 있는데 이노스페이스는 내년에 7회 발사 등으로 관련 시장을 확대해 나갈 것”이라고 말했다.

이를 위해 현재 확보한 호주와 브라질 발사장 이외에 다른 발사장을 계속 확보할 것이라고 강조했다.

김 사장은 “이번 페이로드 페어링 분리 시험 성공을 통해 첫 궤도 발사체이자 고객의 임무를 수행하는 상업 발사체인 ‘한빛-나노’ 개발을 위해 계획한 일정과 중요한 기술적 단계를 차질 없이 수행하고 있음을 고객에게 입증할 수 있었다”며 “민간 우주발사체 기업으로서 경쟁력 있는 발사체 개발을 통해 전 세계의 민‧관‧군이 우주공간을 활용하고자 할 때 안정적으로 운송수단을 제공하고 이를 바탕으로 사업 성과를 지속해 창출하는 기업이 될 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.

이노스페이스 ‘한빛-나노’는 중량 90kg급 탑재체를 500km SSO(Sun-Synchronous Orbit, 태양동기궤도)에 투입시키는 2단형 소형위성 발사체이다.

‘한빛-나노’는 내년 3월 브라질 알칸타라 우주센터에서 첫 발사를 목표로 개발 중이다. 페이로드 페어링 내부에는 지난 4월 발사 서비스 계약을 체결한 브라질 마라냥 연방대(UFMA)와 브라질 카스트로 레이테 컨설토리아(CLC) 등 고객의 위성과 탑재체가 실릴 예정이다.