우주발사체가 하늘로 솟구치는 모습은 언제 보아도 아름답고 감동적이다. 하지만 찬란한 성공 뒤에는 수많은 실패와 폭발, 그럼에도 굴하지 않는 개발자들의 끝없는 도전과 마음 졸임이 숨어 있다.
지난달 말 미국 우주기업 블루오리진의 대형 발사체 ‘뉴글렌’이 지상 연소시험 도중 폭발했다. 수백t의 액체산소와 연료를 탑재한 대형 로켓은 사소한 결함 하나 때문에 순식간에 거대한 폭발로 이어질 수 있고 폭발 사고는 발사체는 물론 시험설비, 발사장 시설까지도 손상할 수 있다. 개발 일정이 지연됨은 물론이다.
극한 압력과 온도에서 수십만 개의 부품, 수백 개의 밸브, 막대한 에너지를 품은 추진제가 동시에 그리고 순서대로 완벽하게 작동해야 하는 발사체는 인류가 만든 가장 복잡한 시스템 중 하나다. 아무리 작은 실수나 결함도 용납되지 않는다.
2016년 스페이스X의 팰컨-9은 시험 준비 중 발사대 위에서 폭발했다. 조사 결과 고압복합제탱크와 관련된 산소 축적 및 점화 현상이 원인으로 밝혀졌다. 2014년 미국 오비탈 사이언스의 안타레스는 액체산소 터보펌프 내부의 산소 화재로 발사 직후 폭발해 발사대를 손상시켰다. 2007년 러시아의 해상 발사체 제니트-3SL은 이륙 직후 엔진 내부의 이물질로 인해 추력을 상실하며 해상 발사 플랫폼까지 파괴했다. 그 외에도 많은 폭발 사고가 있었다.
그동안 발사체 사고들에서 가장 많이 반복된 원인은 추진제 누설에 따른 화재, 터보펌프 및 엔진 내부 산소 화재, 센서 소프트웨어 오류, 고체모터 결함, 조립 및 품질관리에 따른 문제 등이 꼽힌다. 단 하나의 부품만 오작동해도 발사 실패는 물론 대형 폭발로 이어지기에 조금의 방심도 허용되지 않는다.
필자도 개발 현장에서 액체로켓엔진 연소기, 가스발생기, 파워팩, 엔진시스템 등 수많은 연소시험을 수행하며 늘 폭발 가능성을 염두에 두어야 했다. 그동안 수행한 연소시험 횟수가 1500회를 훌쩍 넘지만 연소시험을 할 때마다 가슴 졸이는 긴장감은 처음 실험할 때와 같다. 2001년 KSR-III 개발 중에도 그랬고 2020년 누리호 75t급 엔진 시험 중에도 폭발 사고를 경험했다. 2018년 시험 발사와 2021년 누리호 1차 발사를 앞두고 여러 날을 발사체가 폭발하는 악몽에 시달렸는데 발사체 개발자라면 누구나 비슷했을 것이다.
우주개발자 누구도 실패를 원하지 않는다. 그러나 실패 가능성을 두려워해 도전을 멈추는 순간, 우주로 가는 길도 함께 멈춘다. 우리가 우주 강국이 되기를 꿈꾼다면 실패를 견디는 인내심도 꼭 필요하다. 실패를 분석하고 그로부터 설계를 개선하며 시험을 반복해 신뢰성을 높이는 과정 자체가 우주개발의 본질이기 때문이다. 개발자들은 발사가 마무리된 후 보도 사진과 영상을 보면서 자기 일처럼 성원과 환호를 보내며 기뻐하는 많은 분의 모습에 한 번 더 감동받는다. 개발자들의 중단 없는 노력 그리고 국민 여러분의 격려와 기다림이 결국 대한민국을 더 먼 우주로 이끌 것이라 믿는다.