부산대 '샛벌-2' 비행시험 성공…2단 엔진 작동 확인

1·2단 분리·낙하산 사출 수행
대학원생 주도 개발…두 단 모두 회수

부산대학교 연구진이 개발한 2단형 과학로켓 '샛벌-2'가 전남 고흥 발사장에서 비행시험을 앞두고 발사대에 설치돼 있다. (사진=부산대학교 제공)

부산대학교가 개발한 2단형 과학로켓 '샛벌-2'가 비행 중 단 분리와 2단 엔진 점화에 성공했다. 지난달 첫 시험에서 확인하지 못했던 2단 추진기관의 초기 작동까지 이뤄지면서 차세대 로켓엔진의 실제 비행자료를 확보하게 됐다.

부산대는 지난 7일 오전 전남 고흥에서 샛벌-2를 발사했다고 9일 밝혔다. 시험에서는 1·2단 추진기관의 점화와 연소, 단 분리, 두 단의 낙하산 사출이 진행됐다. 강풍으로 일부 제약이 있었으나 발사체는 1단과 2단 모두 회수됐다.

특히 2단에는 부산대가 연구해 온 회전 데토네이션 로켓엔진(RDRE)이 탑재됐다. 이 엔진은 연소실 안에서 폭굉파가 연속적으로 회전하면서 연소가 이뤄지는 방식으로 작동한다. 연구진은 분리된 2단에서 엔진이 점화되고 초기 구동이 이뤄지는 과정을 확인했다.

앞선 비행과 비교하면 시험 범위가 넓어졌다. 연구진은 통신과 점화 장치에서 문제가 발견돼 9월 19일과 10월 3일 예정된 발사를 연기했다. 이후 10월 17일 '샛벌-1'을 시험해 1단 추진기관과 안전·회수 장치의 작동을 확인했지만, 단 분리와 2단 엔진 가동은 진행하지 못했다.

부산대는 당시 수집한 자료를 분석하고 장치를 보완한 뒤 추가 지상시험을 거쳐 이번 발사를 실시했다. 연구진은 현재 비행자료를 정밀 분석해 각 장치의 작동 특성과 후속 보완사항을 검토하고 있다.

샛벌-2는 길이 4.1m, 이륙중량 138kg의 과학로켓이다. 부산대 대학원생과 연구진이 전체 구조를 설계하고 각 장치를 하나의 발사체로 결합하는 작업을 이끌었다. 학생들은 제작과 조립, 지상시험, 발사 운용, 비행 후 자료 분석에도 참여했다.

제작에는 금속 3D 프린팅 기술이 쓰였다. 엔진의 주요 부품은 니켈계 초내열 합금으로, 추진제 탱크는 티타늄 합금으로 만들었다. 비츠로넥스텍이 이들 부품의 제작을 맡았으며 MWMW는 회수 장치, 제노코는 전원공급장치와 배선 부품을 개발했다. 에이티테크와 에스엠정공은 동체 제작에 참여했고 부산대 경량부품가공센터도 추진기관 부품을 공급했다.

이번 연구는 우주항공청 미래우주교육센터 사업으로 진행됐으며 부산시가 함께 지원했다. 이노스페이스와 대한항공, 인하대가 공동연구기관으로 참여했다. 한국항공우주연구원 고흥항공센터는 발사시설과 시험 운용을 지원했고, 고흥군은 경찰·소방 등과 현장 안전관리에 협력했다.

최정열 부산대 우주발사체·우주수송 교육연구센터 책임자(항공우주공학과 교수)는 학생들이 문제 원인을 찾고 장치를 수정해 다시 비행에 나서는 과정을 직접 경험했다는 데 교육적 의미가 있다고 설명했다. 실제 비행 중 확보한 차세대 엔진의 점화·초기 작동 자료도 후속 연구의 토대가 될 것으로 평가했다.

부산대는 샛벌-1과 샛벌-2의 시험기록을 종합적으로 분석해 발사체의 성능과 신뢰성을 개선하는 연구를 이어갈 방침이다.

부산=김성욱 기자