축구장보다 긴 날개···인공위성 '공중 발사대' 떴다

중앙일보

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세계 최대의 제트기이자 공중 인공위성 발사대인 '스트래토'가 2시간 30분여의 시험비행을 마치고 모하비 공항 및 우주항으로 귀환하고 있다. [사진 스트래토론치 시스템즈]

날개 길이 117m·무게 227t의 거대한 체구에다 비행기 두 대를 가로로 붙여놓은 듯 독특한 외관을 한 제트기가 13일(현지시각) 미국 캘리포니아주 모하비 공항 및 우주항을 출발했다. 이 ‘거대 제트기’는 점보 여객기로 불리는 보잉747용 엔진을 총 6기나 장착했다. 사막을 울리는 굉음과 함께 제트기가 이륙하자 곳곳에서 사람들의 탄성 소리가 쏟아진다. 비행기는 거구를 이끌고 지상 1만5000ft(약 4.57㎞)까지 상승, 약 2시간 30분여를 비행하고 지상으로 귀환했다. 세로 길이 72.5m, 꼬리날개의 높이만 15m에 이르는 이 제트기의 정체는 민간 우주개발업체 ‘스트래토론치 시스템즈’의 공중 인공위성 발사대, ‘스트래토’다.

축구장 보다 긴 세계 최대 제트기 ‘스트래토’ #자체 무게 227t 거구 이끌고 지상 4.57㎞로 #2024년 약 8조원 인공위성 발사시장 도전장 #발사대 필요없고 연료 덜들어 발사비용 절감

그래픽=김주원 기자 zoom@joongang.co.kr

세계 최대 크기의 제트기이자 공중 인공위성 발사대인 스트래토가 13일 첫 시험비행을 성공적으로 마쳤다. 2024년 약 70억 달러(약 7조 9590억원) 규모로 성장하는 인공위성 발사 시장에 도전장을 내민 것이다. 이번 스트래토 발사 성공은 스페이스X가 재사용 발사체를 선보인 후, 갈수록 떨어지고 있는 인공위성 발사 비용을 한층 더 절감할 수 있다는 데 의미가 있다.

최기혁 한국항공우주연구원 미래융합연구부 책임연구원은 “지상에서 수직으로 쏘아 올리는 발사체의 경우 1단 추진체가 전체 발사체 무게의 70~80%를 차지해 연료를 대량으로 소모하는 등 비효율이 크다”며 “스트래토가 지상 약 10㎞에서 발사체를 쏘게 되면, 지상 발사대도 이용할 필요가 없어 발사 비용을 대폭 줄일 수 있다”고 밝혔다.

스트래토는 약 10.7km 상공에서 인공위성을 탑재한 발사체를 쏘게 된다. 페가수스와 중간발사비행체는 인공위성 발사용으로, 우주비행선은 사람이 탑승할 수 있도록 개발 중이다. 그래픽=김주원 기자 zoom@joongang.co.kr

스트래토는 인공위성과 발사체를 모두 싣고 비행해야 하는 만큼 거대한 몸집과 강한 추력을 겸비했다. 민간 여객기 보잉747 엔진 6기를 장착한 만큼 이륙시 최대 중량인 ‘한계이륙중량’이 650t에 이른다. 날개 길이는 117m로 국제규격의 축구경기장의 사이드라인(100m)보다 17m나 길고, 제트기가 안정적으로 착륙할 수 있도록 하는 바퀴는 총 28개나 된다. 동체의 세로 길이도 72.5m다. 튼튼하면서도 최대한 가볍게 만들기 위해 탄소섬유 소재를 사용했다. 스트래토는 이같은 거구에도 불구하고 이날 시험비행에서 시속 278㎞의 속력을 자랑했다.

향후 성능과 안전성이 검증되면 스트래토는 소형 인공위성을 지구 저궤도에 올리는 임무를 수행하게 된다. 10.7㎞ 고도로 날아오른 뒤 비행기에서 인공위성을 탑재한 발사체(Launching Vehicle)를 마치 미사일처럼 가로로 쏜다. 발사체는 약 483~1931㎞ 상공에서 위성을 지구 저궤도에 올려놓은 뒤 땅으로 추락해 불타게 된다. 스트래토론치 시스템즈는 지난해 8월 이같은 역할을 할 공중 총 4종류의 발사체를 언론에 공개한 후 개발을 진행 중이다.

세계 최대 공중 인공위성 발사대를 제작한 스트래토론치 시스템즈는 지난해 8월 공중에서 쏠 발사체의 4종류를 언론에 공개했다. 수직으로 쏘는 일반 발사체와 달리 가로로 발사해 지구 저궤도에 인공위성을 올려놓고 불타게 된다. [사진 스트래토론치 시스템즈]

최기혁 항우연 책임연구원은 “가로로 쏘는 공중 발사체의 경우 날개가 자체 날개로 양력을 받아 비행하기 때문에 (수직으로 쏘는 발사체에 비해) 연료가 덜 든다”며 “특히 악천후에도 발사를 진행할 수 있어 경제성이 높다”고 평가했다. 이렇게 발사된 지구 저궤도 위성은 지구 관측·정찰 임무와 더불어 지상에 광대역 인터넷 등 통신 서비스를 제공하는 용도로 사용된다.

CNN은 그러나 “스트래토는 향후 영국의 억만장자 리처드 브랜슨의 버진오빗 사(社)와 경쟁해야 한다”며 인공위성 발사 시장에서의 경쟁이 순탄치만은 않으리라는 것을 시사했다. 버진오빗은 보잉747-400을 개조한 ‘론처원’으로 위성 탑재 로켓을 발사하는 서비스를 준비 중이며 올해 중반 첫 비행을 계획 중인 것으로 알려졌다.

지난해 10월 25일 리처드 브랜슨의 버진오빗 사(社)가 공개한 공중 인공위성 발사 시스템인 론처원(LauncherOne). 보잉 747-400을 개조한 것으로, 향후 스트래토의 경쟁상대로 될 것으로 전망되고 있다. [AP=연합뉴스]

한편 2011년 스트래토론치 시스템즈를 설립한 마이크로소프트의 공동 창립자 폴 앨런은 스트래토의 비행을 보지 못한 채 지난해 10월 림프종으로 사망했다. 장 플로이드 스트래토론치 시스템즈 최고경영자는 CNN과의 인터뷰를 통해 “수년간 이 순간을 상상해왔지만 폴 앨런이 옆에 없을 줄은 상상하지 못했다”며 안타까움을 표했다.

허정원 기자 heo.jeongwon@joongang.co.kr