이노스페이스 차세대 메탄엔진 기술 개발···420초 연소시험 성공

[이데일리 강민구 기자] 이노스페이스(462350)가 차기 발사체 ‘한빛-마이크로(HANBIT-Micro)’의 킥 스테이지(Kick Stage)에 적용될 추력 0.4톤급 액체 메탄엔진 ‘LiMEK-04’의 핵심 기술 개발을 마치고, 420초 장시간 지상연소시험에 성공했다.

이번에 개발을 완료한 ‘이원추진제 재생냉각 메탄엔진 연소기 기술’은 ‘LiMEK-04’의 핵심 기술이며, 킥스테이지는 발사체 2단 엔진 연소 종료 후 분리돼 탑재체를 목표 궤도로 정밀 수송하는 우주 추진 시스템이다.

'한빛-마이크로' 킥스테이지용 추력 0.4톤급 액체 메탄엔진 연소기.(자료=이노스페이스)

이 기술은 액체메탄을 연료로, 액체산소를 산화제로 사용하는 메탄엔진에서 두 추진제를 모두 냉각제로 활용해 연소실을 냉각한다. 재생냉각은 연소 과정에서 발생하는 초고온 환경으로부터 엔진을 보호하고 안정적인 연소를 유지하기 위한 핵심 기술로, 엔진 성능과 발사체 효율에 영향을 미친다.

기존 메탄엔진은 액체메탄만을 냉각제로 사용하는 단일추진제 재생냉각 방식을 주로 적용해 왔다. 그러나 이 방식은 충분한 냉각 성능을 확보하기 위해 높은 추진제 공급 압력이 필요하고, 이로 인해 더 견고한 추진제 탱크와 공급계통 설계를 요구해 중량이 증가했다.

반면, 이원추진제 재생냉각 기술은 액체메탄뿐 아니라 액체산소까지 냉각 과정에 활용해, 기존 대비 냉각제 유량을 약 3.0~3.4배 높였다.

그 결과, 상대적으로 낮은 압력 조건에서도 안정적인 냉각 성능을 확보하고, 추진제 탱크와 공급계통을 보다 가볍게 만들어 발사체 전체 중량 감소와 탑재 효율을 향상시킬 수 있다.

김수종 이노스페이스 대표는 “발사체는 소형화될수록 중량 민감도가 높아지기 때문에 소형 발사체 분야에서는 구조 경량화 기술이 탑재 성능과 발사 서비스 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소”라며 “이번 기술은 높은 냉각 효율과 경량화 구현이 가능해 향후 재사용 발사체를 위한 메탄엔진 뿐만 아니라 소형위성 궤도 수송용 킥스테이지와 우주 탐사 추진 시스템 분야에서 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.