러시아의 항공우주기술 개발

 

러시아의 항공우주기술 개발

1. 서론

1.1. 러시아 우주개발의 역사

러시아가 세계 최초로 인공위성을 쏘아 올릴 수 있었던 것은 2차대전때 독일이 개발해놓은 V2로켓기술 때문이라고 해도 과언이 아니다. 독일 로켓기술의 뿌리는 1927년 설립된 독일 아마추어로켓클럽(VfR). 헤르만 오베르트(1894-1989)와 폰 브라운(1912-1977)이 참여한 로켓클럽은 한창때 회원이 5백명에 이를 정도였다.

 

 

                                                            V2 ROCKET

그런데 1933년 히틀러와 나치스가 정권을 잡자 비밀경찰인 게슈타포는 로켓클럽이 국제적인 활동을 벌인다는 이유로 해체해 버렸다. 이때 브라운은 육군 로켓연구반에 들어가 로켓연구를 계속했으며, 이듬해 고도 2.5km의 로켓을 개발해냈다. 그의 로켓은 무관심했던 군부의 태도를 바꾸는데 결정적인 역할을 했다.

이때부터 독일은 페네뮌데에 세계 최초의 우주센터를 건설하고 비밀무기 개발에 착수했다. 여기서 탄생한 비밀무기는 1944년 영국을 공포에 떨게 했던 V2로켓. V는 ‘복수의 무기’라는 뜻이다. 2차대전이 끝난 후 페네뮌데는 러시아군에게 점령됐다. 그러나 브라운을 비롯한 우수한 로켓과학자들이 미국으로 투항했기 때문에, 러시아는 버려진 V2로켓 부품과 별로 주목받지 못했던 몇몇 로켓과학자들을 흡수한 것만으로 만족해야 했다.

익히 V2로켓의 위력을 잘 알고 있었던 스탈린(1879-1953)은 독일에 있던 V2로켓 제작시설을 모스크바 근처의 칼리닌그라드로 옮기고, 글라그(소련의 노동수용소)에 수용 중인 독일 로켓기술자들을 석방한 후 V2로켓 제작에 투입했다. 그러나 그곳의 시설은 매우 열악했다. 강철 스프링을 사용하기 위해 알람시계를 분해해야 할 정도였다.

이런 어려움을 극복하고 첫번째 러시아산 V2로켓이 1947년 10월에 발사됐다. 스탈린은 V2로켓을 개량해 대륙간탄도미사일(ICBM)을 만들고 싶었다. 그의 명령을 받은 세르게이 코롤료프(1906-1966)는 V2로켓의 클론(유전자 복제)이라고 할 수 있는, 사정거리가 2백78km인 R1로켓과 사정거리가 5백56km인 R2로켓을 개발했다.

R2로켓은 V2로켓의 길이를 14m에서 16.9m로 늘인 것에 불과했다. 한편 R1과 R2는 우주과학실험에도 이용됐다. 탑재물은 러시아인들이 친근하게 생각하는 개가 주로 이용됐다. 이러한 우주실험은 우주비행이 그리 위험하지 않다는 것을 입증했다. 러시아의 다음 목표는 러시아에서 서유럽까지 핵탄두를 나를 수 있는 중거리탄도미사일을 개발하는 것이었다.

서방에서 ‘SS3 샤이스터’(사기꾼)라고 부른 이 중거리탄도미사일의 사정거리는 1천2백4km로, 1955년 실전에 배치됐다. 1957년 6월에는 1메가t의 탄두를 실어 나를 수 있는 사정거리 1천8백km의 SS4 샌들 중거리탄도미사일이 완성됐다. 이로써 미국이 핵폭탄을 배치한 서유럽, 아프리카, 극동지역은 모두 SS4의 사정거리 안에 들어왔다.

러시아가 인공위성 개발을 준비하기 시작한 것은 탄도미사일 개발에 한참 자신감이 붙던 1955년이었다. 그해 1월 러시아는 중앙아시아(현재의 카자흐스탄)에 위치한 티우라탐 (‘바이코누르 기지’라고 불림)에 대륙간탄도미사일 시험기지를 건설하고, 1957년 8월 5메가t의 수소폭탄을 6천5백km 떨어진 곳까지 나를 수 있는 SS6 대륙간탄도미사일을 발사하는데 성공했다.

9월 두 번째 시험발사는 당 제1서기였던 니키타 흐루시초프(1894-1971)가 지켜보는 가운데 이뤄졌다. 평소 인공위성을 발사하고 싶어 했던 코롤료프에게는 절호의 기회가 찾아온 것이다. 당시 미국은 공군에서 개발하고 있던 애틀라스 대륙간탄도미사일 시험이 계속 실패하고 있었다. 이를 안 코롤료프는 흐루시초프에게 미국의 콧대를 누르기 위해 SS6 로켓(위성을 쏠 때는 A로켓이라고 부름)을 이용해 인공위성을 발사하자고 설득했던 것이다. 게다가 미국이 최초의 인공위성으로 준비하고 있던 밴가드위성을 쏘아 올리기로 약속한 날이 불과 몇달 앞으로 다가오고 있었다.

흐루시초프의 허락이 떨어지자, 코롤료프는 위성개발팀에게 “첫번째 인공위성은 천체의 모습에 가깝도록 제작해야 하며, 아마추어 햄들이 라디오 신호를 수신할 수 있어야 한다”고 주문했다. 또 가능한 한 육안으로 볼 수 있기를 바랐다. 처음으로 모습을 드러낸 스푸트니크 스푸트니크 1호는 세계 최초의 인공위성으로 1957년 10월 4일 발사되어, 이듬해 1월 4일 소멸하였다.

근지점은 228km,원지점 947km, 주기 96.2분, 적도경사 65.2 °, 무게는 83.6kg이었다. 금속구(金屬球)에 4개의 안테나가 달린 모양이었으며, 내부에는 측정기와 2대의 송신기 등을 장비하고 있었다. 1957년 11월 3일 스푸트니크 2호가 발사되어 1월 14일 소멸되었으며, 무게는 508.3kg으로, 개 1마리와 우주선 ·자외선 측정장치를 적재하였다. 1호는 라디오 송신장치를 단 지름이 58cm인 공 모양에 무게는 83.6kg의 인공위성이었다.

 

                                                             SPUTNIK

1957년 10월 4일 오후 10시 28분(모스크바 시간) A로켓 엔진이 꿈틀거리더니 눈 깜짝할 사이에 우주로 날아올랐다. 그리고 5분 후 인간이 만든 최초의 별은 지구 위 2백28-9백 47km에 자리를 잡고 있다고, 최초의 메시지를 지구로 보내왔다. “비프, 비프.” 우주시대의 개막을 알리는 첫 신호였다.

스푸트니크 2호는 11월 3일 ‘라이카’라고 부르는 에스키모종 암컷 개 한 마리를 싣고 우주로 올랐다. 라이카는 1주일 동안 생명유지장치가 다할 때까지 우주에서 생활하면서 생물학 자료를 지구로 보내왔다. 이것은 애초 국제지구물리의 해에 계획했던 것을 훨씬 뛰어넘는 성과였다.

1.2. 러시아 우주산업 발달계기

이러한 2차 세계대전의 영향, 미국과 냉전 시대의 우주정복에 대한 대립 등의 역사적 특징으로 러시아 산업은 고도로 발달된 군수산업이라고 할 수 있다. 소비에트 시절에는 GDP의 25% 가량이 군수산업에 투자되었다. 가장 잘 훈련되고 교육받은 인적 자원과 가능한 한 최대의 물적 자원이 군수산업에 배치되었다. 그러나 군수산업체의 기계제작 기업들의 기술설비는 우수한데 반해, 민수용 기술설비는 낙후성을 벗어나지 못하였다.

이에 따라 인공위성을 비롯한 우주개발이나 우수한 군수산업체들에 의한 강력한 무기의 개발, 산업장비의 개발 등에 있어서 여타 서방 선진국에 결코 뒤쳐지지 않는 업적을 쌓아오면서도 군수산업과 중화학공업중심 산업체계의 비효율성 때문에 생필품을 포함한 소비재중심의 경공업은 후진성이 현저하였다. 그리고 급진적인 시장경제 개혁을 표방한 이후 꾸준히 추진해 왔던 긴축 재정 및 정부지원 축소로 각 기업들은 최근 수년간 극심한 생산 감퇴현상을 경험했고, 정부소유 업체나 임금생활자들의 전반적인 생활수준은 급격히 저하되었다.

그러나 현재 러시아의 산업생산성은 비록 감소추세에 놓여있지만 상당히 안정적인 성장률을 보이고 있다. 특히 푸틴 정권 등장 이후 경제 개혁과 세제 개혁을 바탕으로 한 경제정책과 국제 유가 상승 등으로 인해 2000년부터 경제 성장세를 이어가고 있다.

또한 러시아의 경제개혁에 있어서 큰 걸림돌로 작용했던 군장비 생산위주 체제가 민수화 등으로 인해 러시아 산업의 구조적인 변화에 커다란 영향을 미치고 있다. 방대한 규모의 군수산업을 키우고 유지하기 위해 사용된 냉전적 낭비가 줄어들고 이제는 자원의 효율적 이용이 이루어짐으로 러시아의 수준 높은 기술들이 실질적인 산업기술로 성장할 수 있는 기반이 마련되었다.

러시아의 과학기술수준은 국방과 기초기술 분야에서 세계최고라 할 수 있다. 기계와 소재, 광학과 레이저, 항공기, 위성통신 기술, 화학, 조선, 야금, 극한지 건설기술 등의 분야가 그 대표적인 사례들이다. 그리고 러시아는 140개 이상의 위성을 보유중이고, 광전송 분야 및 인공위성 발사기술 등은 미국 등과 견줄만하다. 티탄합금 및 초전도재료, 로켓기술은 미․일에 비해 우수하다. 우주항공기 제트엔진, 초대형 공작기계, 특수공작기계기술은 상당히 우수하며, 제트엔진 기술은 세계 1위를 다툰다.

세계 우주개발 시장 규모는 약 300-400억 달러로, 이 중 미국이 점유하는 비율은 무려 80% 정도이며, 반면 러시아의 우주산업 관련 해외 수주 건수는 2000년도의 경우 총 20건에 불과, 미국은 말할 것도 없고 프랑스 등 유럽 국가들의 수준에도 훨씬 못 미쳤다.

한때 러시아(당시 소련)는 미국도 따라오지 못할 정도의 ‘우주 대국’이었다. 1957년 세계 최초로 인공위성을 발사한 것도 러시아였고, 사람을 착륙시키지는 못했지만 달에 가장 먼저 우주선을 보낸 것도 러시아였다. 1961년에는 세계 최초로 유인우주비행선 ‘보스토크 1호’를 발사해 세계를 떠들썩하게 했고, 1971년 미국보다 먼저 우주정거장 ‘살루트’를 발사했으며, 현재 사용 중인 우주정거장 ‘미르’도 1986년 러시아가 쏘아올린 것이다.

그러나 1990년대 초반, 소비에트연방이 해체한 이후 러시아의 우주산업은 정체되어 있는 상태다. 그 사이 중국, 유럽, 일본 등이 이미 러시아를 따라 잡았다. 우주개발 예산은 옛 소련 시대의 1989년도 당시 89억 루블을 최고정점으로 감소경향에 있다. 구소련 시대에 우주산업분야는 국내외적으로 우위를 유지하였지만 지금으로서는 우주설비들의 보수비용조차 제대로 대지 못하는 실정이 되었다.

지구근접 궤도와 우주에는 현재 777개의 우주 설비들이 작동하고 있으며, 그 중에서 단지 45개만이 러시아의 것이고, 미국의 우주 설비는 436개, 유럽∙중국∙일본 그리고 많은 국제기관에 소속된 몇 개의 설비들이 22개이다. 구소련의 전성기에는 년 간 120대 정도 발사하여온 인공위성 등은 러시아가 된 당시 1991년에서 1994년에 걸쳐 년 간 58-82대로 감소하였다.

그리고 1995년 이후에는 우주개발을 적극적으로 진행하기 위한 재정적 여유가 없어 NASA를 시작으로 구미국가와 협력 가능한 프로그램 등을 마련하여 외화 획득이 가능한 발사 사업을 진행하고 있다. 발사 수는 감소하고 있지만 통신위성을 시작으로 기상위성, 정찰위성, 미사일 경계위성, 항행위성, 해양탐사위성, 국제우주정거장에 관련된 발사 등을 하고 있다.

그러나 그동안 심각한 재정난으로 우주산업전쟁에서 한걸음 비켜 서 있던 러시아가 전열을 재정비하고, 이전의 우주대국의 지위를 다시 회복하기 위해 2010년까지 우주산업을 확대하기 위한 ‘우주산업 10개년 계획’을 발표하는 등, 이전의 군사 분야에 치중해 있던 우주산업의 상업성을 크게 강화해나갈 계획이다.

그리고 러시아는 정보통신 기술의 급속한 발달로 통신위성의 수요가 크게 늘고 있다는데 주목, 현재의 로켓 발사 방식을 대폭 개선한 신형 로켓을 실용화 중에 있다. 옛 소련 시절에 축적해 놓은 우주개발 기술은 아직 건재하기 때문에 계획대로만 진행될 경우 세계시장 점유율을 10-15%로 끌어올릴 수 있을 것으로 전망하고 있다.

실례로 2005년 10월 15일자 신문에 지난 해 미국이 2020년까지 달과 화성 탐사에 약 1000억달러(약 100조원)를 쓰겠다는 우주개발계획을 발표하자, 러시아는 곧바로 “우리는 미국의 10분의1 비용으로 10년 안에 화성에 유인우주선을 보내겠다”고 발표했다.

지난 8월에는 러시아 연방우주국의 페르미노프 국장이 중국을 방문해 발전하고 있는 중국 우주관련 시설들을 시찰하여 중국의 우주기술의 위협으로 이에 러시아는 ‘우주대국’으로의 부활을 꿈꾸며 라는 지난 2000년에 러시아가 기획 한 ‘우주산업 10개년 계획’은 최근 의회를 통과했다. 이 계획에 따르면 러시아는 향후 10년간 총 3050억루블(약 10조 9000억원)을 들여 화성에 유인우주선을 보내고, 국제 우주정거장 건설에 적극 나설 예정이다. 라고 보고됐고, 우주산업 강국의 옛 명성을 다시 얻기 위해 노력하고 있음을 알 수 있다.

옛 소련의 우주개발은 국가의 강력한 통제 하에 군∙민 혼합으로 추진되었었다. 1960년에 설치된 ‘일반기계공업성’은 우주용 로켓, 우주선과 미사일을 총괄하는 조직이었다. 1985년에 설립된 ‘글라프코스모스(Glavkosmos)’는 비군사적 우주활동을 총괄하는 기관이지만, 주로 외국, 특히 서방 각국으로의 기술협력이나 거래 창구로서의 기능을 수행하였다. 1992년에는 ‘러시아우주청(RSA)’이 설립되어, 비군사적 우주활동에 있어서는 RSA를 중심으로 하는 체제가 구성되었으며, RSA가 우주계획을 작성하여 예산에 맞추어 각 개발기관에 주문하는 형태를 취하였다.

2. 본론

2.1. 러시아의 우주개발의 국가적인 전략

러시아는 4천 500여 연구기관과 120만명의 전문 연구인력을 보유하고 있으며 수학,물리,화학 등 기초분야 연구인력이 전체의 10%, 항공우주, 광학, 전자, 재료분야등 응용기술분야 연구인력이 47.5% 그리고 사회과학분야에 20%, 의학분야에 5%등의 연구 인력이 각각 활동하고 있다.

기술의 보유측면에서 보면 러시아는 일반 과학기술에는 CIS(독립국가연합)의 90%, 원자력 기술의 경우에는 CIS의 80% 수준을 차지하고 있는 것으로 분석되고 있다. 특히 러시아는 우주, 통신, 항공 분야의 연구인원이 47.5%에서 20% 이상으로 분석되어 항공우주분야의 연구인력을 확보하고 있다. 그만큼 항공우주분야 발전에 있어서 고급두뇌를 확보하고 있다고 볼 수 있다.

또한 외국의 저명한 항공우주분야 연구기관과 학교, 국내의 산학연 시스템이 세계의 어느 나라 보다 잘 구축되어 있어 전세계 항공우주분야 기술 발전에 이바지 하고 있다. 실제로 국가적으로 러시아기술이전센터(Russian Technology Transfer Center : RTTC)를 설립하여 전 세계 우주시장에서 러시아 우주 관련 기술의 라이선싱, 특허 그리고 다른 기술의 수출 및 수입 업무를 중점적으로 수행하고 있어, 자국기술의 보호 및 타국 기술의 습득에 있어서 체계적인 시스템으로 앞장서고 있다.

2.2. 러시아 항공우주분야의 산학연 및 교육시스템

러시아의 항공우주기술은 하루아침에 이루어낸 쾌거가 아니다. 러시아에서는 처음으로 우주기술개발을 시작할 때부터 현재까지 항공우주분야에 고급두뇌를 포진시키기 위해 학계나, 연구소, 산업체에서 실제로 발사체 분야 연구에 몸담고 있는 저명한 연구진을 슈꼴라 (우리나라의 초, 중, 고등학교를 통합한 학교)의 선생님으로 임명하여 항공우주분야에 흥미가 있는 학생에 한하여 로켓수학, 물리, 기하학 등을 가르치고, 실제로 모델로켓에 엔진과 전자장비, 낙하산, 연료 등을 탑제하여 발사하는 실험도 해본다. 이뿐만 아니라 다른 과학기술 분야에도 흥미가 있는 학생들을 조기교육 시키기 위해 연구진을 학교에 임명하기도 하였다. 어떻게 생각하면 공산국가의 특징 같지만 이처럼 체계적인 교육시스템으로 과학자를 육성하고 있는 것이다.

 

 

러시아의 다양한 발사체

또한 러시아에는 세계적으로 저명한 항공우주분야의 대학들과 산업체가 있고 이들은 서로 긴밀한 관계로 연관되어 있다. 공대의 경우 각 학과의 대학원 연구실은 각각 관련된 국가 연구소나 산업체 혹은 공장들과 연계가 되어있는데, 러시아의 국가 연구소나 산업체등에서 활동하고 있는 연구원은 대부분이 학교의 교수나 준교수의 직책을 겸하고 있어 연구와 강의를 병행하고 있다.

심지어 대학의 총장, 연구소의 소장, 산업체의 사장일지라도 각 대학에서 학생들을 위해 강의를 하고 대학원의 지도교수로 활동을 한다. 예를 들어 러시아 우주 분야에서 가장비중이 있는 단체이며, 러시아의 방위산업의 현황을 가늠할 수 있는 바로미터인 흐루니체프 연구소의 소장(전 흐루니체보 소장 A.I. KISELEV, 현 흐루니체보 소장 A.A.MEDVEDEV, 그리고 부소장 V.A. MENSHIKOV)도 소속대학이 있어, 강의도 하며, 연구소 업무도 동시에 행하고 있다. 또한 학부생도 3학년부터는 학교에서 50% 연구소나 산업체에서 50% 비율로 연구를 하고 있다.

 

 

                                                                  MAI

러시아의 항공우주분야의 대표적인 교육기관과 산업체를 소개하면, 대표적인 교육기관으로 모스크바국립항공대(Moscow state Aviation Institute : MAI)가 있는데, MAI는 바우만 공대에서 독립하여 현재까지 러시아 우주공학과 항공학의 발달의 중추적인 역할을 하고 있으며 그 기초가 되고 있다.

러시아 항공기 설계의 대표적인 세 명의 박사 - Tupolev A.N., Mikoyan A.I., Jakovlev A.S. 모두 MAI 항공 대학의 교수 및 연구원이었다. 지난 93년 단과대학(Institute)에서 종합대학(University)으로 발돋움하면서 "University of Aerospace Technology"라는 이름으로 바뀌었지만 마이(MAI)라는 이름으로 널리 알려져 있다.

학부(5년6개월 과정)와 대학원(3년 과정)을 합쳐 1만 5천여명의 학생과 2천여명의 교수와 1천여명의 연구원을 보유하고 있는 세계 최대의 항공우주 종합 대학이라 할 수 있다. 또 93년에는 외국인에게 굳게 닫혀있던 문이 열리면서 첫 번째 외국인으로 한국 학생이 입학하는 등 한국과는 특별한 인연을 갖고 있다. 이밖에도 마찌(MATI), 모스크바물리공대(MIPT)등이 대표적이라 하겠다.

또한 산업체 및 연구기관으로 켈디쉬연구센터(Keldysh Research Center), 에네르기아(Rocket and Space Corporation Energia (Korolev, Moscow Region)), Energomash Scientific and Industrial Association (Khimki, Moscow Region), MAKC, 흐루니체보(khrunichev), 살류트(salut)등이 있는데,

 

 

                                                    Keldysh의 로켓엔진

Keldysh 연구소는 페테르부르크를 근거지로 설립되었으며 다양한 형태의 로켓 엔진 모델의 개발, 제조, 시험을 담당하고 있다. 미국, 유럽과 아시아의 항공 회사와도 직접적인 교류를 해오고 있으며 MIR-NASA, Nauka-NASA 그리고 우주정거장 ALPHA 와 같은 국제적인 프로그램에도 참여하고 있다. Keldysh 연구소는 로켓 기술과 엔진 제조에 있어서 뛰어난 전문 가들을 배출하는 근원이 되고 있고,

 

                                                     Energia의 Souyz엔진

Energia에서는 Vostok, Voskhod, Souyz, Progress 수송선, 발사체인 R-7, N-1, 우주정거장인 Salut, Mir 를 제작하였다. 러시아의 주요 도급업체인 Energia는 ISS(국제우주정거장), Sea Launch(미국, 노르웨이, 우크라이나 및 러시아 기업들의 합작회사로 세계최초이며 유일한 상업 로켓발사 서비스제공업체)계획 다른 국제적인 프로젝트에도 참여하고 있다.

 

                                                  Energomash의 로켓엔진

또한, Energomash 연구소에서는 액체 로켓 엔진 분야의 이론적 연구, 발사체의 1단과 2단에서 자동점화 추진체와 극저온 추진제 성분을 사용한 액체 로켓 엔진 개발, 액체 로켓 엔진 설계와 구성 부품에 대한 실험적 연구, 액체 로켓 엔진의 단일, 조립 구성품에 대한 시험에서 나온 결과의 평가 등을 담당하고 있다. 현재 이곳에서는 Vostok, voskhod, Souyz, Cosmos, Molniya, Tsiklon, Proton, Zenith, Energia와 같은 발사체를 위한 액체 연료 로켓 엔진을 설계하고 제작하고 있다.

2.3. 러시아 연방 우주 프로그램 추진동향

위에 서론에도 언급하였다 시피 러시아는 현재 예전의 우주강국의 면모를 되찾고자 방대한 예산을 투자할 계획이다. 최근 러시아 정부(우리나라 국무회의 성격)는 러 연방우주청의 `연방우주프로그램`을 심의하고 보완 작업을 진행중에 있으며, 동 프로그램은 러 정부의 최종 승인을 얻는 대로 시행될 예정이다.

현재 추진 중인 프로그램의 주요내용은 현재 33기의 상업용 인공위성 수를 70기로 증가 (현재 지구 궤도를 돌고 있는 군사/상업용 러시아 인공위성은 총 96기이며, 60% 정도가 예정 수명 이상으로 운용되고 있음. 미국은 총 425기 인공위성이 임무를 수행 중에 있음),

우주왕복선 "Clipper(Energia社 주관 개발)" 개발, 환경 친화적인 대형 우주발사체(rocket)

"Angara" 개발이며 사업기간은 2006년-2015년까지 10년이고, (과거 프로그램 사업기간 : 2001년-2005년, 5년간) 예산으로 총 4,350루블(약 150억 달러) : 연 평균 15억 달러 (정부예산에서 지원 : 3,050억 루블(약 105억 달러), 해외자본 등 외부조달 1,300억 루블(45억 달러), 이와는 별도로 러 국방부 주관 군용(우주군) 우주프로그램 예산은 2015년까지 3,000억 루블(103억 달러) 필요) 책정했다.

또한 2006년 예산으로 230억 루블(7.9억 달러) 필요하다고 하였다. (2005년 184억 루블(6.3억 달러)에 비해 25% 증액된 액수임, 현재 러시아 우주분야 종사자의 월평균 임금은 8,700 루블(300달러) 수준임) 세부투자 내용으로 우주기술 양산 개발 (약650억 루블(22.4억 달러) 소요), 발사장 등 지상지원 설비 유지․운용 (약 180억 루블(6.2억 달러)소요), 발사장 및 무기 생산회사 지원(약 200억 루블(6.9억 달러) 소요) 등이다.

과거(2001-2005년) 연방우주프로그램 수행 실적으로는

대형 발사체 "Proton-M" 현대화 및 상업용 발사,

중형 발사체 "Souyz-2" 현대화 시험, 소형 발사체 "Rockot" 상업용 발사,

대형 발사체 "Angara" 개발 업무 수행, 소형 발사체 "Strella" 시험,

가속 블록(부스터) "Fregat" 개발 및 운용,

차세대 통신 위성 " Express-AM"과 "Yamal"개발 및 발사,

국제우주정거장(ISS) 러시아 블록 운용 등이 이행완료 되었고, 통신, 방송중계, 유인 우주선 및 ISS를 포함하여 상업용 및 군사용 장비를 제어하기 위한

다기능 "Lych-M"위성 개발,

지상관측용 "Meteor-3M" 개발,

원궤도 수리-기상용 "Electro"위성 개발 및 발사,

지구 광-전자 관측 "Resyrc-DK" 개발,

지구 관측용 초소형 위성 "Systema" 개발,

지진 예측 "Vylkan" 우주 시스템 개발,

X-ray와 Gamma 파장 범위 내에서 천체 물체를 관측하기 위한 "Spectr-RG" 우주 천문 시스템 개발,

우주 전파 천문 시스템 "Spectr-R" 개발,

전자기 Spectrum의 자외선 영역에서의 천체 물체를 관측하기 위한 "Spectr-YF" 우주 천문대 구축,

응용기술 연구와 미중력 영역에서 복잡한 과제를 해결하기 위한 "Oka-T" 장비의 보수 기술 개발,

우주에서 의학 및 생물학 분야의 응용 및 기초 연구를 수행하기 위한 소형 인공위성 개발 등이 중단 또는 시행되지 못했다.

2.4. 다른 국가와의 우주기술 협조 방안

러시아는 주변국 및 다른 우주산업 개발도상국과 긴밀히 협조하여 자국의 우주기술 보호 및 기술이전을 도모하여 러시아 내부의 우주기술 발전에 쓰일 자금을 관리한다. 또한, 다른 국가와의 협조를 통하여 뒤쳐진 항공우주기술에 대하여 데이터베이스를 얻기도 한다.

2005년 6월 2일 카자흐스탄 소재 `바이코누르(Baikonur) 우주기지`에서 우주기지 설립 50주년 기념식을 개최하여 블라디미르 푸틴(Vladimir Putin) 러시아 대통령, 누르술탄 나자르바예프(Nursultan Nazarbayev) 카자흐스탄 대통령, 페르미노프(Anatoly Perminov) 러시아 연방우주청장, 세르게이 이바노프 국방장관, 메드베지예프 흐루니체프 우주센터 사장 등이 참석하여 러시아 카자흐스탄 간의 우주기술 분야 협력을 도모했고, 이 자리에서 푸틴 대통령은 ‘바이코누르 우주기지 건설은 제2차 세계대전 후 인류가 이룩한 영웅적인 업적이라고 치하하고, 아울러 오늘날에도 Baikonur는 세계의 선도 우주기지로서 독특한 잠재력을 가지고 계속 발전하고 있으며, 또한 국제우주 정거장(International Space Station) 사업에 가장 중요한 역할을 하고 있다`고 말하였다.

또한 푸틴 대통령은 카자흐스탄 방문기간 중에 나자르바예프 대통령과 Baikonur 우주기지내에 러-카자흐스탄 공동 우주기지 Baiterek를 건설하기로 합의 하였다. 이러한 Baiterek 우주기지는 환경 친화적인 앙가라(Angara) 로켓을 발사하는데 사용할 예정이라고 하며, 4억 달러를 투자하여 2008년 또는 2009년에 완공 예정이라고 한다.

또한, Baiterek 우주기지 건설을 위해 러-카자흐스탄 공동으로 15억달러 규모의 은행설립 예정. (러시아가 10억달러, 카자흐스탄이 5억달러를 투자하며 카자흐스탄 알마티에 설립할 예정이라고 한다. 부가적 설명으로 구소련내 공화국이었던 카자흐스탄에 위치한 Baikonur 우주기지는 초창기에 극비의 러시아제 미사일 프로그램 시험을 위해 건설되었으나, 1955년 6월2일에 미국과 우주경쟁을 위한 기지로 탈바꿈 하고 수많은 역사적인 우주개척을 추진하였다.

1957년 인류 최초의 인공위성 Sputnik를 발사 했고, 1961년 최초의 유인우주인 Yuri Gagarin 탑승 우주선을 발사하였다. 2003년 미국의 Columbia 호가 지구로 귀환도중 7명의 승무원이 사망한 이후, Baikonur 우주기지는 2년 동안 지구와 국제우주정거장을 연결하는 유일한 통로가 되고 있다고 한다.

1991년 소련이 해체되면서 Baikonur 우주기지는 카자흐스탄에 속하게 됐고 러시아는 카자흐스탄과 임대 협정을 체결한 뒤 바이코누르에서 계속 우주선 및 탄도미사일 발사 실험을 실시했으며, 양국은 2004.1.9일 바이코누르 임대 기간을 오는 2050년까지 연장하는 협정에 서명하여 러시아는 임대료로 매년 1억 1,500만달러를 지불할 예정이라고 한다. (2050년까지 약 총 64억4천만 달러 예상)

그리고 러시아는 화성탐사 계획에 있어서 유럽과 손을 잡고 미국과는 다른 노선으로 추진할 계획이다. 2005년 6.3(금) 당지 소재 Izvestia 신문은, 유럽이 미국의 도움 없이 별도로 러시아와 공동으로 2011-2013년 기간 중 화성 탐사선 발사를 추진한다는 내용을 보도하였는데, 유럽 국가들은 러시아의 발사로켓 Soyz와 상단 로켓 Fregat-2B를 활용하여,

2011-2013기간 중 남미 프랑스령 기아나의 “꾸르(Kourou)" 우주발사장에서 화성탐사선을 발사하는 ‘EczoMars` 프로젝트를 추진 중이고, 동 프로젝트는 총 7억5,600만 달러 규모로서, 2005년 12월 유럽 우주청 장관급 회의에서 결정될 예정이라고 하였다.

또한, 남미 프랑스령 기아나의 “꾸르(Kourou)" 우주발사장에는 아리안 로켓 우주발사기지가 설치되어 있으며, 러시아 우주발사체(소유즈) 발사를 위한 발사장 건설이 예정되어 있다고 한다.

이런 유럽우주청 회원국들은 더 이상 미국 NASA와 추진하는 ‘Avrora` 프로젝트(2030년에 화성 탐사)에 협력하지 않을 예정이다. 이유는 냉전시대에 만들어진 국제무기거래규정, 즉 구소련에 군사기술의 직간접 수출을 금지하는 내용이 아직도 현존하고 일본, 캐나다, 유럽뿐만 아니라 다른 국가들도 우주기술을 개발하고 있는 등 동 규정 준수가 현재로는 불합리하기 때문이라고 하는데, 동 규정에 의하면 우주에서 대기권으로 진입하는 기술 중 낙하산과 관련된 기술도 동규정의 적용대상이라고 한다. 2005년 12월 유럽우주청은 러시아에게 러시아-유럽 공동 프로젝트에 대한 적정 재정규모를 제시할 것이다.

러시아는 이미 화성까지 여행하는데 필요한 우주선 엔진의 초창기 형태와 태양전지판을 이미 만들어 시험을 마친 바가 있으며, 현재는 화성 가는데 필요한 기술의 50-60%가 준비된 상태이다. 화성탐사를 위해 러시아와 유럽이 공동으로 노력할 경우 화성 궤도에 파일럿 형태의 우주정거장을 2014-15년경에는 설치 가능할 것이다.

이러한 러시아는 우리나라와도 긴밀한 협력관계에 있다. 우리나라는 2004년 11월 러시아와 소형위성발사체(KSLV-1)사업에 대해 협력을 하였다. 러시아 기업들에 의해 건설되는 경량급 우주발사체인 KSLV-1용 우주발사장 건설 계약이 서울에서 서명되었다고 한다. 이에 우리나라는 계약금 2억 달러를 지불하였고, 제1단 로켓은 경량급 운반체인 앙가라-1을 개량하여 흐루니체프 우주센터가 제작하고, 한국항공우주연구원(KARI)은 KSLV-1의 제2단을 제작하기로 하였으며, RD-191 엔진을 개발하는 Enegomash사와 KTBM사가 개발에 참여할 예정이다. KSLV-1는 한국의 우주센터에서 2007년에 발사될 예정이다.

3. 결론

3.1. 러시아의 우주개발 발전 방향

구소련 붕괴와 1998년의 경제위기로 인해 러시아의 항공우주산업은 커다란 격변기를 거치면서 개혁 및 구조조정을 겪고 있다. 이러한 어려움 속에서도 기술혁신과 연구개발체계의 체질개선을 위한 노력이 강화되고 있다.

그러나 과학기술인력의 국외 유출로 인한 과학기술 부문의 약화와 러시아 정부의 국가예산 지원 비중의 축소로 인해 러시아 항공우주산업은 큰 난관에 봉착해 있다. 따라서 러시아 항공우주산업의 미래는 경제안정 여하에 달려있다고 할 수 있다. 그리고 주요 국가들과의 기술협력과 국가적인 지원 프로그램 마련은 러시아 항공우주산업의 도약에 발판을 마련해줄 것이다. 뿐만 아니라 고부가가치를 창출하는 항공우주산업의 발전은 전후방 산업에 연관효과를 이루어 러시아 경제성장에도 중대한 역할을 할 것이다.

러시아는 21세기 우주항공시장을 확보하기 위해서는 국가적인 프로그램을 조직하고 각 프로그램마다 러시아 연방정부의 지원을 받아야 할 것이다. 이를 통해서 러시아 항공우주산업은 종전의 기술개발활동을 유지하게 되고, 침체위기의 연구 활동도 재개해 나갈 수 있을 것이다. 또한 항공우주기술은 대형 연구개발비 투자와 기술개발의 위험이 따르고 있기 때문에 국가 간의 기술협력 강화가 필수적이다.

따라서 러시아는 항공우주분야의 첨단기술을 조기 흡수하기 위해 미국, 영국, 프랑스 등의 주요 국가들과 기술협력 체결을 통하여, 항공우주분야의 기술협력도 확대․발전시켜나가야 할 것이다. 무엇보다 러시아 항공우주산업의 미래는 경제 전체에 대한 개혁이 어떻게 이루어지는가에 달려있다고 할 수 있다. 즉 석유, 천연가스, 금속 원자재 등 1차 산업중심의 경제가 2차 및 3차 산업중심의 경제체제로 개혁되어야 할 것이다.

그리고 정치적으로도 부정부패의 척결과 안정이 이루어져야 러시아경제의 체질 개선과 함께 보다 강화된 기술혁신을 이루어나갈 수 있을 것이다. 결국 지속적이고 균형적인 경제성장이야말로 러시아 항공우주산업의 연구개발에 대한 수요를 되살릴 수 있을 것이라고 여겨진다.

3.2. 우리나라의 우주개발 발전 방향

3.2.1. 우리나라의 현실

우리나라의 우주개발 여건은 매우 열악하다. 우선, 국가적 지원이 타국에 비해 많이 부족한 실정이다. 미국의 경우 NASA에 매년 18조원의 천문학적 재원을 지원하고 있으며 프랑스는 2조 8000억 원, 일본은 항공우주산업에 이미 99년에 2조 6000억 원을 투자하였으며 해마다 그 규모가 증가하고 있다. 반면 우리나라의 국가 우주개발 중장기 계획은 2002년에 우주산업에 1572억 원을 투자하였고 그 중 발사체 부분에 750억 원이 책정하였다.

그리고 러시아와의 국제 협력이 이루어질 가능성이 적다고 하여 약 100억 원을 삭감할 움직임을 보이고 있다. 특히, 우주 산업은 타 산업에 비해 초기의 집중적인 투자가 필수적이며 결실을 맺기까지 상당한 시간이 필요하지만 정부에서는 단기간 내의 결과를 원하고 있다. 또한, 로켓 개발 과정은 매우 어렵고 복잡하기 때문에 예측이 거의 불가능하여 수많은 테스트를 통해 노하우를 축적하는 것이 정석이다.

예를 들어 러시아의 Soyuz로켓은 초기 개발단계에서 27번의 시험 발사 중 13번이나 실패하여 발사성공률이 50%정도 밖에 되지 않았다. 그러나 일단 Soyuz로켓의 발사 노하우가 축적된 이후, 최근까지의 총 발사 횟수 1573회 중 실패 횟수가 88번밖에 되지 않아 발사성공률이 99%에 육박하는 점을 볼 때 초기의 발사 성공률이 낮은 것은 오히려 지식을 축적할 수 있다는 점에서 약이 되는 것을 알 수 있다.

그러나 우리나라의 경우는 다르다. 얼마 전 신화창조의 비밀이라는 KBS다큐멘터리 프로그램을 보았다. 이 동영상은 2002년 우리나라 순수기술로 처음쏘아올린 액체로켓(KSR-Ⅲ)에 대한 동영상이었는데, 현 항우원장이신 채연석박사님이 고체로켓인 KSR-Ⅱ의 성공이후 액체로켓 개발을 위해 정부와 협상 결과 우리나라 정부는 그런 걸 연구할 필요가 있냐? 라는 대목과 설우석 박사님의 우리에게는 단한번의 성공밖에 없다라는 내용을 보았을 때 많은 것을 느낄 수 있었다.

우리나라 항공우주관련 연구진은 현재도 소위 “실패를 용납하지 않는 분위기” 때문에, 단 한번의 시행착오가 발생할 경우 우주 산업 관련 예산이 삭감될지도 모른다는 두려움 속에 연구를 진행 중이라고 한다.

연구진의 규모 또한 러시아에 비해 현저히 낮다. 우리나라의 우주산업 규모는 매우 협소하다. 항공우주분야의 연구기관으로는 한국항공우주연구원이 거의 유일하고, 산업체로는 ㈜로템 뿐이며, 로켓과 관련된 연구를 하는 대학교 연구실도 많지 않다.

또한 연구 기관 자체의 규모도 매우 작은데, 미 항공우주국에 정식으로 소속되어 있는 과학자가 5000여명이고 프랑스 국립항공우주국의 과학자가 2500여명인 것에 비해 항공우주연구원의 연구진이 600여 명밖에 되지 않는 것은 우리나라 우주산업의 인력부족 문제가 얼마나 심각한 지를 단적으로 보여주고 있다.

만일 이러한 우주산업에 대한 국민적인 무관심과 불충분한 국가적 지원, 열악한 연구 환경이 지속된다면 우리나라는 영원히 우주 산업 선진국으로의 진입하지 못하고, 자칫 후진국으로 전락하여 무한한 가능성과 잠재가치를 지닌 우주 산업에 있어서 우주 선진국의 속국이 되는 신세가 될 것이다.

3.2.2. 우리나라의 우주개발 자세

우주 산업은 기계, 통신, 전기, 전자, 재료 등 모든 제조 산업을 아우르는 거대 산업이다. 우주로 가는 발사체를 만들기 위해서는 발사 순간의 고온, 고압 조건과 우주의 혹독한 환경 조건을 견딜 수 있는 기계적 강도 및 재료를 갖출 수 있어야 하며, 원하는 궤도로 갈 수 있도록 만드는 제어 기술 등이 확보되어야 한다. 즉 발사체 하나를 만드는 것은 모든 제조 산업 이 지원을 해 주어야 이루어질 수 있는 것이다.

역으로 우주 발사체 기술이 개발되고 발전된다면, 그 여파가 각 산업에 미쳐서 전 제조산업의 기술 향상에 기여할 수 있다는 말이 된다. 과거에 자동차 산업이 다양한 영역의 기술 개발을 가져오게 하였다면, 앞으로의 그러한 기능은 우주 관련 산업이 맡게 될 것이다. 또한 만약 어떤 나라가 우주를 향해 쏘아 올릴 수 있는 로켓을 가지고 있다면, 그리고 그러한 발사체를 아무 국가나 가지고 있는 것이 아니라면, 많은 돈을 가지고 있어야만 한 국가가 발사체를 가질 수 있다면, 그 국가의 국민은 반드시 자기 나라의 기술력뿐만 아니라 국가 자체에 대단한 자긍심을 가지게 될 것이다.

미국이나 프랑스 국민들은 자신의 국가가 로켓을 가지고 있는 것에 대한 대단한 자긍심을 가지고 있다. 또 인도나 이스라엘 같은 국가에서도 외국에 자랑할 만한 자신 나라의 어떤 것에는 주저 없이 로켓을 가지고 있다는 것을 들 것이다. 아직 발사체를 보유하고 있는 국가는 8개 국가밖에 없다. 그만큼 발사체 기술은 어려운 기술이다. 하지만 어려운 만큼 세계 각국에 확실하게 인정받고 국가 정체성을 각인할 수 있는 기술이기도 하다. 그리고 발사체 자체가 군사, 비군사 영역을 통틀어 큰 힘을 발휘할 수 있으므로 국제 관계의 발언권도 강해질 것이다. 즉 발사체 기술은, 선진국을 꿈꾸는 한국이 반드시 이루어야 할 필수 기술이다.

4. 참고문헌

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[2] http://news.naver.com/news/ , 2005,10,15

[3] ‘러 -우주 대국- 부활 꿈꾼다’,「문화일보」, 2005.03.10

[4] http://www.aerospace.or.kr/index.php 「러시아 세계항공우주산업현황」

[5] http://www1.kisti.re.kr/%7Etrend/Content247/cosmos01.html

[6] http://www.most.go.kr/ 해외기술동향 부분에서 러시아 자료

[7] http://www.rosprom.gov.ru/ : 러시아 항공우주 관련 기관 및 업체소개

[8] http://www.airshow.ru/ : MAKC 공식 홈페이지

      http://www.aviasalon.com/ru/: MAKC 2005 홈페이지

[9] http://www.kerc.msk.ru/ : 켈드쉬 공식 홈페이지

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[11] http://www.ciam.ru/ : 찌암 센터 공식 홈페이지

[12] http://www.energia.ru/ : 에네르기야 공식 홈페이지

[13] http://www.salut.ru/ : 살류트 공식 홈페이지

[14] http://www.energomash.ru/ : 에네르고마쉬 공식 홈페이지

[15] http://www.space.com.ua/ : 우크라이나 항공우주 포털

[16] http://www.cosmoworld.ru/ : 우주인, 설계자, 항공우주 공학자, 발사장 등등 항목별 정리

[17]『러시아 국제과학기술센터 가입과 한․러 과학기술 협력』(과학기술정책관리연구소 : 1998), pp.13-15

[18]「월간항공」, 2003. 9월호/ No. 172, 2003. 6월호/ No. 169

[19] International reference guide to space launch systems, Steven J. Isakowitz, second edition, AIAA : 그림참조

기계항공공학부 로켓추진연구실 2005-20996 김민기