[인민화보]최대 추진력을 가진 중국의 차세대 운반로켓 ‘창정(長征) 5호’

인민화보 웨이자오리(魏昭麗) 기자 = 지축을 울리는 듯한 굉음과 함께 중국의 차세대 운반로켓 ‘창정 5호’가 11월 3일 저녁 8시 43분 중국 하이난(海南)성 원창(文昌)우주발사기지에서 발사되어 예정 궤도에 성공적으로 진입했다.
취이광(曲以廣) 중국항천과기그룹 제1연구원의 창정 5호 부총지휘관은 눈부신 불빛의 로켓이 아득한 밤하늘로 사라질 때까지 창공을 주시했다. 그는 기자에게 “창정 5호는 국가의 중요한 자산”이라며 “현재 중국에서 가장 최신 기술과 가장 큰 탑재 능력을 가진 이 로켓이 중국 유인 우주비행의 새로운 장정을 열 것”이라고 말했다.
창정 5호 프로젝트는 중국 운반로켓 세대 교체의 이정표적인 사업이다. 이 프로젝트가 거둔 기술적 쾌거와 난제 해결, 임무 수행 규모는 중국 운반로켓 사상 최고의 성과라 할 수 있다.
 

운반로켓 창정 5호가 옮겨지고 있다. [사진=인민화보 쑤둥(宿東) 기자 ]

10년 동안 준비한 프로젝트

1970년 창정 1호 운반로켓이 성공적으로 발사된 이후 중국의 운반로켓 기술은 무에서 유로 발전했고 저·중·고의 다양한 유형의 우주선 발사 능력을 갖게 됐다. 하지만 철도 운송의 한계 때문에 창정 시리즈 운반로켓의 최대 직경은 3.35m에 불과했고 로켓의 정지천이궤도의 운반 능력도 최대 5t이 한계였다. 12t인 국제 주류 운반로켓과 비교하면 큰 격차가 있어 중국의 우주기술 발전의 걸림돌로 작용했다. 중국의 운반로켓인 창정 시리즈는 앞으로 유인 우주정거장, 달 탐사, 화성 탐사 등 중요한 프로젝트를 앞두고 있었지만 의지는 있어도 힘이 다소 부족한 상태였다. 중대한 임무를 담당할 ‘거인’의 출현이 절실한 상황이었다.
추진력이 큰 운반로켓 연구제작이 일정에 오르자 본격적인 과학연구가 시작됐다. 1986년-1995년 ‘863계획’ 아래 차세대 운반로켓 논증 작업이 진행됐다. 1995년-2000년 액체산소 등유 및 산수소 엔진 핵심기술 연구가 진행됐다. 2000년-2001년 두 종류의 주동력 엔진이 입안됐다. 2001년-2004년 모델 사전 연구와 입안 준비가 완료됐다. 2006년 마침내 창정 5호 프로젝트가 정식 입안됐다. 이후 중국의 과학연구 인력들은 10년 동안 12개 중요 분야와 200여 개의 핵심 기술에서 큰 진전을 거둬 마침내 창정 5호 연구제작에 성공했다.
10년 동안 하나의 로켓을 준비했다. 2006년 국가 공식 입안을 시작으로 만명이 넘는 인력이 창정 5호 연구제작에 참여했고 수천 차례 테스트를 진행했다.

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중국 유일의 대형 로켓
창정 5호는 얼마나 길까? 먼저 데이터를 살펴보면 몸체 길이는 57m, 중심 직경은 5m에 달하며 직경 3.35m짜리 보조추진장치 4개가 붙어있다. 이륙 중량 약 870t, 운반능력 은 지구저궤도 25t, 정지천이궤도 14t, 달천이궤도 8t에 달한다. 창정 5호는 로켓체 직경이 기존의 3.35m 한계를 깨고 5m에 달해 중국에서 로켓체 직경이 가장 큰 로켓이다.
국제적으로 보통 지구저궤도 10t급을 중형 로켓, 20t 이상을 대형 로켓이라고 부른다. 창정 5호는 현재 중국 유일의 대형 로켓이다. 창정 5호 총설계자 리둥(李東)은 “이는 중국이 대형 로켓 클럽에 들어갔다는 것을 뜻한다”고 말했다.
그는 “창정 5호 연구제작의 최초 목표는 큰 운반능력을 갖추는 것이었다”고 회고했다. 운반능력을 크게 하려면 큰 구조와 큰 엔진이라는 두 가지 기반이 필요하다. 창정 5호는 로켓체 직경을 기존의 3.35m에서 1.65m를 늘려 5m로 만들었다. 직경이 1.65m 늘어났다는 것은 소재, 제작공정, 공장설비, 엔진, 가공, 작업장 등 로켓 제조 체계 전체를 바꿔야 한다는 뜻이고, 국가의 공업 기반이 수반돼야 한다는 것을 뜻한다. 리둥은 “창청 5호는 신기술 비율이 거의 100%에 가깝다”고 말했다. 예를 들어 창정 5호의 성능과 효율 향상을 위해 연료탱크 내벽 중 가장 얇은 부분은 3mm에 불과하다. 이런 최고의 경지에 도달할 수 있었던 것은 신소재와 새로운 생산공정이 있었기 때문이다. 창정 5호에서는 이런 혁신을 많이 찾아볼 수 있다.
또한 대형 로켓은 큰 추진력을 빼놓을 수 없다. 창정 5호 보조추진장치가 사용하는 120t 액체산소 등유 엔진은 외국 전문가들에 따르면 ‘중국이 설계는 할 수 있어도 제작은 못하는 것’이었다. 무독성·무오염 액체 수소·산소 엔진은 한 국가의 우주항공 대국 여부를 가늠하는 중요한 지표이다. 창정 5호 로켓 전체가 날아오를 때의 총 추진력은 1060t에 달한다. 이것은 무독성·무오염 120t 액체산소 등유 엔진 8대에서 나온다. 120t의 액체산소 등유 엔진의 위력은 얼마나 될까? 리둥은 “이 엔진이 내뿜는 최고 압력은 500대기압”이라며 “이는 상하이 황푸(黃浦)강의 물을 5000m 높이의 칭짱(青藏)고원으로 끌어올리는 힘”이라고 설명했다.
창정 5호의 연구제작은 창정 시리즈 로켓의 세대교체를 의미할 뿐 아니라 연구제작 플랫폼과 산업사슬 전체도 바꿨다는 것을 뜻한다. 이를 위해 연해도시인 톈진(天津)에 차세대 운반로켓 제조기지를 만들었고 하이난성에 원창우주발사기지도 신규 건설했다. 원창발사장은 중국 최초의 해안 우주발사장으로 위도가 낮고, 발사 효율이 높으며, 발사 방향이 넓고, 운송이 편리하다는 등의 장점이 있어 차세대 운반로켓과 신형 우주선 발사 수요를 만족시킬 것이다.

우주항공 강국의 길을 열다
창정 5호의 사명은 중국을 우주항공 강국으로 이끄는 것이다. 창정 5호 총설계자인 리둥에 따르면 중국은 창정 5호가 있어 우주정거장 계획을 시행할 수 있었다. 우주정거장은 장기적으로 사람이 돌봐야 하기 때문에 우주인이 오랜 시간 생활해야 하는 공간이며, 따라서 규모가 클 수 밖에 없다. 또한 로켓 능력은 로켓이 어디까지 날아가느냐 만이 아니라, 어느 위치까지 얼마 만큼의 중량을 가져갈 수 있느냐에 따라 결정된다. 리둥은 “우주항공 강국이 될 수 있느냐 없느냐는 우주정거장을 건설하고, 달에 착륙하며, 화성을 탐사하는 것에 달려있다”면서 “이런 큰 프로젝트에는 대형 로켓이 필요하고, 대형 로켓이 있어야 기초가 마련됐다고 할 수 있다”고 설명했다.
우옌화(吳豔華) 국방과학기술공업국 부국장은 창정 5호는 중국의 후속 프로젝트를 위한 중요한 토대라고 말했다. 달 탐사 3기, 유인 우주정거장 프로젝트 등의 사업에 고성능·고신뢰도의 운반 도구를 제공하고, 유인 달 착륙 등 미래 국가중점 전략사업에 든든한 기반을 마련해주는 것이라고 강조했다.
‘13차 5개년 계획’ 기간 동안 창정 5호는 일련의 국가 중대 임무를 담당할 것이다. 2017년 중반 제2차 비행 시험 검증이 진행되고, 그해 연말에는 창어(嫦娥) 5호가 발사되며, 2018년 적절한 시기에 우주정거장이 마련되고, 2020년을 전후에 화성 탐측기가 발사될 것이다.
창정 5호의 연구제작을 통해 중국 운반로켓의 기본 수준과 능력은 크게 향상됐다. 리둥은 “창정 5호는 차세대 운반로켓 기술 전체를 발전시켰다”면서 “창정 6호, 창정 7호는 창정 5호의 핵심기술에서 파생된 것으로 현재 창정 8호도 연구제작 중”이라고 밝혔다.
또한 창정 5호는 젊은 로켓 연구팀을 양성했다. 리둥은 “차세대 운반로켓 연구제작과 경험을 통해 중국의 차세대 우주항공 인재들도 성장했다”고 말했다. 이는 중국 우주항공 분야의 가장 큰 자산이다.

* 본 기사는 중국 국무원 산하 중국외문국 인민화보사가 제공하였습니다.