北 무리수…2단 추진체서 실패하고도 "빠른 시간내 2차 발사"

중앙일보

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북한이 31일 쏜 우주발사체가 실패로 돌아간 이유는 2단 로켓의 엔진 점화 과정에서 문제가 발생했기 때문으로 풀이된다. 북한은 결함을 인정하며 빠른 기간 내 2차 발사를 예고했다.

합동참모본부는 31일 우리 군이 오전 8시5분쯤 서해 어청도 서방 200여㎞ 해상에서 북한이 주장하는 '우주 발사체'의 일부로 추정되는 물체를 식별해 인양 중이라고 밝혔다. 우리 해군함이 나가 있는 곳은 북한이 이날 쏜 발사체가 비정상 비행 후 추락한 공해상인 것으로 알려졌다. 어청도는 전북 군산항에서 서쪽으로 약 66㎞ 거리에 위치한 섬이다. 합동참모본부

합동참모본부는 이날 오전 6시 29분 북한이 주장하는 우주발사체가 평안북도 동창리 일대에서 남쪽으로 발사됐다고 밝혔다. 북한이 위성체를 탑재한 우주발사체를 쏜 건 이번이 7번째다. 1998년 8월 ‘광명성 1호’를 쏜 이후 이전까지 가장 최근 사례는 2016년 2월 ‘광명성 4호’였다. 6차례 발사 중 정상 궤도에 진입한 건 2차례에 불과한 것으로 파악된다.

하지만 해당 발사체는 백령도 서쪽 먼 바다 상공을 통과한 뒤 비정상적으로 비행으로 떨어졌다고 합참은 밝혔다. 낙하지점은 어청도 서쪽 방향 200여㎞ 해상이었다. 일본 방위성은 이 발사체에 대해 “6시 28분 발사돼 6시 35분 황해(서해) 상공에서 사라진 것으로 추정된다”고 발표했다.

실패 발 빠르게 인정…2단 추진체 기계적 결함 가능성

북한도 발사 후 약 2시간 30분이 지난 오전 9시쯤 관련 내용을 인정했다. 북한은 관영 매체 조선중앙통신을 통해 “‘천리마-1형’이 정상비행하던 중 1계단 분리 후 2계단 발동기의 시동 비정상으로 해 추진력을 상실하면서 조선서해에 추락했다”고 밝혔다. 천리마-1형은 ‘만리경-1형’으로 명명된 이번 위성체를 운반하는 북한의 새 추진체 로켓의 이름이다.

합동참모본부는 31일 우리 군이 오전 8시5분쯤 서해 어청도 서방 200여㎞ 해상에서 북한이 주장하는 '우주 발사체'의 일부로 추정되는 물체를 식별해 인양 중이라고 밝혔다. 수거된 부유물에 '점검문 13'이라는 글씨가 보인다. 합동참모본부

이들 발표를 종합하면 1단 추진체 비행과 단 분리까지는 무리 없이 완료된 뒤 2단 추진체의 점화가 이뤄지지 않았거나 연소 과정이 매끄럽게 진행되지 않은 것으로 보인다. 이춘근 한국과학기술정책연구원 명예연구위원은 “펌프나 연료순환계통 문제일 수 있고, 접이식 분사관이 적용됐다면 분사관이 제대로 팽창하지 못해 점화가 제대로 이뤄지지 않았을 수도 있다”고 봤다.

류성엽 21세기군사연구소 전문연구위원은 “북한이 사용하는 액체연료의 경우 연료와 산화제가 섞이면 바로 점화가 되는 형태”라며 “연료를 공급하는 연료순환계통에서 문제가 생겨 2단 추진체에 점화 자체가 이뤄지지 않았을 수 있다”고 말했다. 북한 역시 2단 추진체를 놓고 ‘시동 비정상’이라는 표현을 쓰면서 “신형발동기체계의 믿음성과 안정성이 떨어졌다”고 하는 등 기계적 결함에 의한 점화 실패를 가능성 중 하나로 제시했다.

연료 최적 조성비 찾지 못했을 수도

북한이 새로 개발한 2단 추진체 엔진에 적합한 연료의 조성비(比)를 찾지 못했을 수도 있다. 2단 고공엔진은 수백㎞ 상공 진공 상태에서 점화와 연소가 이뤄져야 하기 때문에 1단에서보다 더 까다로운 기술력을 요구한다. 엔진 특성을 고려해 연료와 이를 태우는 산화제의 최적 비율을 찾는 작업 난이도가 상당히 높다는 의미다. 이 같은 실험을 지상에서 실시하기 위해선 진공 챔버(관)가 필요하지만 북한이 해당 설비를 갖추고 있는지 확실치 않다.

합동참모본부는 북한이 발사한 이른바 우주발사체 일부를 해상에서 인양하고 있다고 31일 밝혔다. 사진은 '북 주장 우주발사체' 일부로 추정되는 물체.합동참모본부

장영근 한국국가전략연구원 미사일센터장은 “사용된 연료는 기존의 로켓 연료에 비해 성분에 대한 조성비를 조정한 것으로 추정된다”며 “충분한 지상연소시험 등을 수행하지 못한 결과로 보인다”고 분석했다. 이와 관련, 북한도 “사용된 연료의 특성이 불안정한 데 사고의 원인이 있는 것으로 본다”고 가능성을 열어놨다.

이른 시일 안 재도전 시사…또 다시 무리수 던지나

그러면서도 북한은 “국가우주개발국은 위성발사에서 나타난 엄중한 결함을 구체적으로 조사·해명하고 이를 극복하기 위한 과학기술적 대책을 시급히 강구하겠다”며 “여러 가지 부분 시험들을 거쳐 가급적으로 빠른 기간 내 제2차 발사를 단행할 것”이라고 밝혔다.

일반적인 상황이라면 추진체의 오류를 규명한 뒤 진공 실험 등으로 해결책을 찾는 데 수개월이 걸리겠지만 최고지도자 결단이 중요한 북한 특성상 조기 발사 시도가 불가능하지 않다는 관측이 나온다. 장 센터장은 “북한이 최소의 고장 원인 조사를 통해 큰 문제를 확인하고 수정 후 바로 발사할 개연성이 높아 수주 내 2차 발사도 가능하다”고 내다봤다.

군 관계자는 “오늘 오전 발사체의 일부로 추정되는 부유물을 인양했다”며 “정확한 실패 원인을 찾기 위해 추가 잔해물 수거 후 정밀 분석을 거칠 것”이라고 말했다.

이근평 기자 lee.keunpyung@joongang.co.kr