4. 3그룹의 우주발사체

가. 인도

인도 우주산업의 중요한 특성은 기술도입을 미국과 같은 서방국에만 의존하는 것이 아니라 러시아(舊소련)를 비롯한 동구권과의 활발한 기술교류를 통해서도 입수하고 있다는 것이다. 예를 들어, 1975년에는 미항공우주국의 위성을 이용한 TV 수신실험을 수행하였고, 자국의 과학위성을 러시아의 로켓으로 발사하였다. 1994년 3월에는 정지궤도용 발사체인 GSLV(Geosynchronous Satellite Launch Vehicle)의 독자개발에 착수하면서 가장 핵심기술이라 할 수 있는 극저온 엔진기술을 러시아로부터 도입하여 현재 개발중에 있다. 이로 인해 미국과 오랜기간 동안 경제 제재를 포함한 분쟁이 계속돼 왔다.

인도의 우주프로그램은 1963년에 시작되었으며, 1969년 8월 평화적인 목적을 위해 우주이용과 우주연구를 수행하는 인도우주연구기구(ISRO)를 설립하였다. 인도의 로켓 개발은 60년대에 소형 RH 75 로켓을 시작으로 1999년 5월 PSLV(Polar Sunsynchronous Launch Vehicle)를 성공적으로 발사할 정도로 현저한 진전을 거듭해 왔다.

인도의 발사체 능력은 1980년 7월 SLV-3(Satellite Launch Vehicle)의 성공적인 발사와 함께 처음으로 검증되었다. 이 로켓은 40Kg 무게의 "로히니(Rohini)" 위성을 근지구궤도에 올렸으며, 이어 같은 종류의 위성을 탑재해서 1981년 5월과 1983년 4월 두 번 더 발사를 수행했다. SLV-3 로켓은 4단의 고체연료를 사용하며 전체 무게는 약 17.8톤이고, 직경 1m, 전체길이 22.7m의 저궤도위성 발사체이다. SLV-3의 1단 로켓은 1989년부터 1,500Km 거리를 비행할 수 있는 중거리 미사일인 "아그니(Agni)"의 1단으로 사용되어 왔다. 이것이 민간기술이 군용으로 활용된 대표적인 예일 것이다.

SLV에 비해 발사능력이 보강된 ASLV(Augmented Satellite Launch Vehicle) 발사체가 1992년 5월과 1994년 5월 각각 성공적으로 발사되었다. 이들은 세 번째와 네 번째의 개발 발사에서 이루어졌으며, 발사된 위성은 SROSS-C 및 SROSS-C2(Stretched Rohini Satellite Series)였다. 이미 1987년 3월과 1988년 7월 첫 번째 두 번째 발사가 이루어졌으나 실패로 끝난 경험이 있었다. ASLV는 길이가 24m이고, 발사무게는 41톤이었다. 150Kg의 탑재체를 400㎞의 저궤도(46.5도의 경사각)에 올려 놓을 수 있다. 이는 미국의 SCOUT 발사체와 성능에서 비교할 만 하다.

<그림 III-30> ASLV 발사체

280톤의 무게와 44m의 길이를 갖는 PSLV(Polar Satellite Launch Vehicle)은 약 1,000Kg의 지구관측위성을 900㎞ 고도의 태양동기궤도에 올릴 수 있다. PSLV의 첫 시험발사는 1993년 9월에 이루어졌으나, IRS-1E 위성을 목표궤도에 올려 놓는데는 실패했다. 두 번째 PSLV 발사는 1994년 10월에 이루어져 성공적으로 발사하였다.

인도에서는 대형 지구관측위성과 정지궤도위성의 발사를 목적으로 정지궤도용 발사체인 GSLV(Geosynchronous Satellite Launch Vehicle)를 현재 개발중이며, 이를 위해 극저온엔진 기술을 러시아로부터 들여와 시험중인 것으로 알려졌다. GSLV는 기본적으로 PSLV 발사체를 기초로 설계되어 4기의 액체엔진과 함께 6기의 고체 스트랩-온 부스터를 대체하고 상단엔진으로 극저온엔진을 사용할 예정이다.

<그림 III-31> PSLV 발사체

나. 이스라엘

이스라엘의 우주산업은 정부의 우주개발기구(ISA; Israel Space Agency)와 정부의 투자업체인 IAI(Israel Aircraft Industries)를 중심으로 이루어지고 있다. 1983년부터 위성발사를 위한 발사체 개발에 착수한 이래 1988년 9월 독자적으로 개발한 3단 로켓인 "샤비트(Shavit)" 발사체<그림 III-32>를 이용하여 "Ofeq 1" 위성을 지구저궤도에 올려 놓았다. 이로써 이스라엘은 세계에서 8번째로 독자적인 위성발사 능력을 갖춘 나라가 되었다. 지난 1990년에 "Ofeq 2"를 발사한 이래 세 번째 비행(Ofeq 3 위성체)은 예산문제로 1995년에 이루어졌다.

"샤비트" 발사체는 2단의 Jericho 2 탄도미사일에 기초하여 개발한 소형의 3단 고체추진제 로켓이며, IAI의 MBT 자회사의 관리하에 개발되었다. 이스라엘의 군수업체가 1단과 2단 모터를 생산하고 "라파엘(Rafael)"사가 3단 모터를 개발했다. 탑재체 발사능력은 143.2도의 경사각과 207㎞* 1,587㎞의 타원궤도에 160㎏의 위성을 발사할 수 있다. "샤비트는 800㎏ 이상의 탑재체를 저궤도에 발사할 수 있는 미국의 상용 재발사위성(COMET)을 발사하도록 제안받은 바 있다. 60년대에 개발된 것으로 알려진 Jericho 1 미사일은Daussault MD-600에 근거하여 프랑스의 도움으로 개발되었으며 1,500㎞의 비행거리를 갖는 중거리 미사일로 알려졌다.

샤비트의 상단 모터는 AUS-51(Advanced Upper Stage)로 지정되었으며, 1992년 9월 이래 AUS-51을 개발하고 제작한 이스라엘社인 "라피엘"社와 미국 회사인 "Atlantic Research Corporation"社의 공동개발하에 상업적인 사용을 제안받았다. IAI社는 정지궤도 발사체에 사용될 목적으로 이보다 훨씬 발사능력이 큰 상단모터를 개발중에 있다. 이는 "CTM(Cryogenic Transfer Vehicle)"로 불리며 약 1톤의 추력을 생성하기 위해 액체산소 및 액체수소를 연료로 사용하고 있다. CTM은 약 2.1톤의 위성을 200Km, 28도 경사각의 주차궤도로부터 정지궤도로 올릴 수 있도록 설계되었다.

1994-1994년에 이스라엘은 국제상용 발사시장에 진출하기 위하여 "NEXT"라 불리는 성능이 증진된 샤비트 발사체 개발을 제안했다. 3단 표준형의 Next 발사체는 샤비트 발사체와 약간 다른데, 이스라엘 밖의 발사장에서 400㎏의 탑재체를 극궤도에 발사할 수 있는 능력을 갖는 것이다. 또한, Next의 변형으로서 1단과 2단 로켓을 확장시킨 4단 로켓의 개발도 계획중이며, 궤도진입의 정밀도를 높이기 위해 GPS 수신기를 탑재한 새로운 4단 액체추진제로켓의 개발을 추진중이다. 현재 이러한 Next 발사체를 기초하여 4,800㎞를 날 수 있는 Jericho 3 미사일을 개발중이라고 알려져 있다.

샤비트 부스터는 텔아비브 남부 해안에 위치한 "Palmachim" 공군기지 근처에 위치한 발사장으로부터 발사된다. 이 발사장은 "Yavne"이라고도 불린다. 외국 영공으로의 로켓 발사를 막기 위해 샤비트는 지중해의 서쪽 끝단인 지부랄터 해협을 통과하는 지중해의 북서 방향으로 발사되었다. 이러한 발사 형상은 발사체의 탑재체 능력을 현저하게 감소시키고 발사할 수 있는 운용궤도에 제한을 가하게 되었다.

<그림 III-32> 샤비트 발사체의 형상

다. 브라질

Sonda 1은 브라질이 1964년 첫 번째를 발사를 한 2단 과학로켓이다. 약 200회 이상 발사한 경험이 있으며 60∼75㎞의 고도에 최대 발사중량은 4.2㎏ 정도이다. Sonda 2 로켓의 개발은 1966년에 시작하여 약 60여회의 비행을 하였으며, 80㎞의 고도에 44㎏의 탑재 중량 발사가 가능하다. 1969년에 시작된 Sonda 3의 개발은 500㎞의 고도에 50㎏의 탑재체 발사가 가능한 2단으로 구성된 과학로켓이다. 3축 제어를 제공하는 Sonda 4의 사전연구는 1974년에 시작되었으며, VLS 위성발사체제를 위한 기술검증 및 발사체 인증을 위해 5개의 시제품을 발사하기로 결정했다. 지금까지 4회의 발사기록을 갖고 있다. 1987년의 비행에서는 2단 모터가 실패한 경험이 있다. 이 프로그램은 모터 케이스용 300M 스틸, 디지털, 제어시스템, 탑재체 페어링 분사시스템 및 3축 제어시스템(추력벡터제어) 등을 개발하였다.

브라질의 IAE(Instituto de Aeronautica Espaco)는 VLS(Veiculo Lancador de Satelites) 발사체를 개발하였다. 본래는 MECB 위성을 VLS에 의해 발사할 예정이었으나, G-7 국가들이 MTCR로 기술전수를 방해했다. 예를 들어, 2단로켓에서 액체 롤 제어시스템은 고체로켓으로 교체하였다(현재는 다시 액체로켓 사용중). 개발에 있어서 가장 큰 문제는 관성제어시스템의 구입이었다. 결과적으로 첫 비행은 1998년 이후로 지연되었고, 1995년 10월에 브라질은 MTCR 멤버가 되었다. 50톤의 4단 로켓인 VLS는 모두 고체로켓으로 구성되어 있으며, 전장은 약 19m이다. 이 발사체의 발사능력은 200㎏의 위성을 750㎞, 25도 경사각 궤도나 또는 450㎞의 태양동기궤도로 발사할 수 있다. 3단의 주엔진 중에 2단 및 스트랩-온 모터는 Sonda 4의 1단모터로부터 개발되었다. 45개의 스트랩-온 모터는 발사패드에서 점화되며, 발사방향 전환을 위해 유연 노즐을 사용하였다.