주요 선진국들이 유인 우주 탐사를 위해 우주 원자력 추진 기술 개발에 박차를 가하는 가운데 우리나라도 원자력과 항공우주 분야의 대표 연구기관이 우주 선진국의 문턱을 넘기 위해 손을 맞잡았다.
한국원자력연구원(원장 주한규/이하 원자력연)과 한국항공우주연구원(원장 이상률/이하 항우연)은 지난 5월 2일 우주 원자력 전력 및 추진 기술 개발을 위한 업무협약을 체결했다.
최근 뉴스페이스 시대를 맞아 유인 우주(달, 화성) 탐사를 중심으로 한 우주 산업의 열기가 뜨거운 가운데 우주라는 극한 환경에서 적합한 에너지원으로 원자력이 주목받고 있다. 외부 동력원 없이 자체적으로 전기를 생산하고, 온도·압력 등 외부 환경의 영향을 받지 않으며 타 에너지원에 비해 출력밀도가 높다는 장점이 있다.
아르테미스 프로젝트(국제 유인 달 탐사 프로젝트) 등 미국을 중심으로 우주 개발에 원자력이 적극 활용되고 있으며, 많은 국가와 기업들이 미래 우주 시장 선점을 위해 우주용 원자로 개발 등에 참여하고 있다. 우리나라 정부도 작년 12월 2032년 달 표면 탐사, 2040년 달 기지 확보, 2045년 화성 착륙 등 우주 탐사를 위한 구체적인 목표를 제시한 바 있다.
양 기관은 이번 협약을 통해 원자력을 활용한 국내 우주 탐사 기술 역량을 강화할 계획이다. ▲우주용 방사성동위원소 발전시스템 ▲핵분열 발전시스템 ▲원자력 열 추진 시스템 ▲원자력 전기 추진 시스템 ▲원자력을 이용하는 각종 우주 시스템 등의 기술 개발에 협력키로 했다.
‘우주용 방사성동위원소 발전시스템’과 ‘핵분열 발전시스템(원자로)’은 척박한 우주 환경에서도 핵물질 교체 없이 열과 전기에너지를 장기간 안정적으로 생산할 수 있다. 또 ‘원자력 열 추진 시스템’과 ‘원자력 전기 추진 시스템은’ 화성 등 심우주 탐사 시, 기존 화학 에너지 추진 시스템에 비해 탐사 기간이나 탐사선 무게를 줄여 보다 효과적인 임무 수행과 탐사 확장을 가능하게 한다.
작년 항우연은 한국형 우주 발사체인 ‘누리호’, 달 탐사선 ‘다누리’ 발사에 성공해 K-우주시대의 시작을 알렸다. 현재 원자력연과 함께 화성 탐사를 위한 원자력 추진 우주선 개념연구를 수행하고 있다.
원자력연은 2019년부터 핵분열 발전시스템 기반 기술을 개발하고 있다. 작년에는 ‘누리호’ 2차 발사에 탑재해 지구궤도에 투입한 성능검증위성에서 동위원소전지의 우주 실증에 성공했다. 이를 통해 미국과 러시아에 이어 세 번째로 ‘우주 헤리티지(우주 환경에서 검증한 이력)’를 확보했다. 앞으로 2032년 달 탐사선 탑재를 목표로 다양한 규격의 동위원소전지를 개발하는 한편, 심우주 탐사에도 활용할 수 있도록 발전시킬 계획이다.
주한규 원자력연구원장은 “항우연과의 협력을 통해 국제 우주 탐사에서 우리나라의 영향력을 확대해 나갈 것”이라고 기대감을 표했다.
이상률 항공우주연구원장은 “원자력 기술은 달기지 건설, 심우주 탐사 등 도전적인 우주 임무를 달성할 수 있는 중요 기술로 이번 양 기관의 강점 기술 협력이 우주탐사 강국으로 나아가기 위한 밑바탕이 되길 기대한다”고 밝혔다.
