제11회 국가우주위원회 개최 - 한국형발사체 시험 발사,’18년 10월로 조정하기로
작성일 : 2016. 12. 22. 거대공공연구정책과
제11회 국가우주위원회 개최
- 한국형발사체 시험 발사,’18년 10월로 조정하기로
- 중점 우주기술 로드맵 수립, 한․미 우주협력 강화, 우주개발전문기관 지정 등으로 우주개발기반 강화
□ 미래창조과학부(장관 최양희, 이하 미래부)는 12월 22일(목) 제11회 국가우주위원회*를 개최하고「한국형 발사체 개발 추진현황 및 향후계획」,「200대 중점 우주기술개발 로드맵 수립 추진현황」,「한․미 우주협력 현황 및 향후 추진방향」,「한국항공우주연구원 우주개발전문기관 지정(안)」을 심의․확정하였다고 밝혔다.
* 「우주개발진흥법」 제5조에 근거한 대통령 직속위원회 (위원장: 미래창조과학부 장관)
□ 이날 국가우주위원회는 연구현장과 전문가로 구성된 평가단의 의견을 수용하여 충분한 시험을 통해 기술완성도를 높이기 위해 한국형발사체의 시험 발사 일정을 ’18.10월로 조정하기로 결정하였다.
ㅇ 이와 함께, 정부는 중장기 계획상의 우주개발 미션과 기술개발의 연계성을 강화하기 위해 내년 2월까지「200대 중점 우주기술개발 로드맵」을 작성하고,
ㅇ「한․미 우주기술협력 협정」을 토대로 미국과의 우주분야에서 가시적인 협력 성과를 내기 위한 노력을 지속하는 한편,
ㅇ 항우(연)을 우주개발전문기관으로 지정하여 우주개발 대표기관으로서의 기능과 책임성을 높여나가기로 하였다.
□ 심의된 각 안건의 주요 내용은 다음과 같다.
【제1호】 한국형발사체 개발 추진현황 및 향후계획(안)
□ 동 안건은 한국형발사체 개발진행 현황을 종합적으로 점검하여 사업계획을 조정하기 위한 것으로 한국형발사체 시험발사를 ’17.12월에서 ’18.10월로 조정하는 것을 주요 내용으로 한다.
□ 동 사업은 총 3단계로 진행되며 1단계(’10.3월∼’15.7월) 사업 종료 후, 시험발사를 목표로 2단계(’15.8월∼’18.3월) 사업을 진행하던 중에 2단계 사업목표와 직결된 75톤 연소기와 추진제 탱크의 독자 개발과정에서 기술적 문제로 일정지연이 발생하였다.
ㅇ 75톤 엔진의 연소불안정 문제는 연소기 설계변경과 지속적인 실험을 통하여 해결(’16.2월)하였고, 지난 9월 시제 2호기 엔진 조립을 완료하고 안정적으로 시험을 수행하고 있다.
ㅇ 엔진의 연소불안정성 현상은 현재 기술로도 해석적인 접근과 예측이 불가한 영역으로 해결과정에 상당 기간 소요가 불가피하다는 것이 연구계의 설명이다.
※ 연소불안정은 해외의 대부분 엔진 개발에서도 나타난 문제이며 미국 Fastrac 엔진의 경우, 연소불안정 문제로 인하여 엔진 개발 취소(’97년∼’01년)
ㅇ 제작 난이도가 높은 추진제 탱크는 국내외 연구진의 공동작업을 통해 공정을 개발하고 불량 문제를 해결(’16.3월)하여 12월에 체계모델을 입고한 상태이다.
□ 당초대로 시험발사 일정(‘17.12월)을 준수하기 위한 다양한 방안이 전담평가단에 의해 검토되었으나, 발사실패 가능성과 사고위험성이 높아 일정 조정이 필요한 것으로 분석되었다.
ㅇ 점검 결과를 바탕으로 미래부는 국가우주위원회의 심의를 거쳐 ‘일정지연을 만회하기 위하여 조급하게 시험발사체를 개발하기 보다는 충분한 시험을 통한 기술적 완성도 및 신뢰도 높은 발사체를 개발한다.’는 방침을 정하고 이에 따라 시험발사를 내년 12월에서 ’18.10월로 조정하기로 결정하였다.
【제2호】「200대 중점 우주기술개발 로드맵(안)」 수립 추진현황
□ 동 안건은「우주개발 중장기 계획(’14〜’40)」(이하 ‘중장기 계획’)의 성공적 추진을 위한 핵심기술 확보 전략 수립 현황을 보고하는 것이다.
ㅇ 정부는 이를 통해 중장기 계획상의 우주개발 미션과 기술 개발 간 전략적 연계성을 강화해 나간다는 계획이다.
ㅇ 지금까지 임무 달성에 필요한 754개의 수요기술을 도출하여, 그 중 시급성, 경제성, 기술확보 중요도 등을 고려하여 200대 중점기술을 선정하였다.
ㅇ 현재는 각 중점기술에 대해 기술현황, 개발주체, 개발시점, 개발방법 등 구체적인 확보 전략을 마련하여 기술별 로드맵(안)을 작성 중에 있으며, 향후 전문가 및 관계부처 의견 수렴을 거쳐 ’17.2월 확정할 계획이다.
【제3호】 한미 우주협력 현황 및 향후 추진방향
□ 정부는 지난달에 발효된『한․미 우주협력협정』을 토대로 미국과의 우주 협력을 확대하여 우주개발에 필요한 비용과 위험을 나누고, 기술검증 협력, 기초과학 연구성과 제고 등을 추진해 나간다고 밝혔다.
□ 달 탐사 협력은 협정 발효 후 진행되는 첫 협력 프로그램이 될 것이며, 현재 항우연과 미 항공우주청(NASA)간『달 탐사 협력 이행약정』의 문안에 대한 합의가 사실상 완료되어 조만간 서명이 이루어질 예정이다.
ㅇ 동 약정에 따라 우리나라는 달 궤도선 전체 시스템 및 탑재체 제작과 운영을 총괄하며, 미국이 개발한 탑재체를 우리 달 궤도선에 실어주는 대신,
- 美 NASA 심우주지상국으로부터 달 궤도선의 정상 운영에 필요한 통신, 추적 그리고 항법 등을 지원받게 된다. 또한 공동과학팀을 구성하여 관측된 달 자료를 활용한 과학연구도 함께 진행해 나갈 계획이다.
□ 정부는 트럼프 행정부의 우주정책 방향을 예의주시하면서, 내년 워싱턴D.C.에서 개최되는 제3차 한미 우주협력회의를 통해 인력교류, 공동연구 등 새로운 협력 프로그램을 적극 발굴해 나간다는 방침이다.
【제4호】 한국항공우주연구원 우주개발전문기관 지정(안)
□ 우주개발사업의 효율적․체계적 추진을 위해 한국항공우주연구원이 우주개발진흥법 7조*에 따른 우주개발전문기관으로 지정된다.
* (우주개발전문기관의 지정)“미래창조과학부장관은 우주개발사업을 체계적·효율적으로 추진하기 위한 전문기관(이하 “우주개발전문기관”이라 한다)을 지정하여 지원할 수 있다.”
ㅇ 이에 따라 항우(연)은 ① 우주개발 정책 지원, ② 국가우주개발사업 수행 및 미래핵심기술 개발, ③ 우주산업 지원‧육성 지원, ④ 국제협력 및 우주사고 조사 등에서 정부의 우주개발 정책 및 사업 지원 기관으로서 법적 지위를 얻게 된다.
ㅇ 또한 정부는 우주 산업화 등 우주개발 패러다임의 변화에 맞춰 우주개발전문기관으로서 항우(연)의 기능․역할을 재정립하도록 유도해 나갈 계획이라고 밝혔다.
□ 최양희 장관은 이 날 국가우주위원회를 주재하면서, “가보지 않은 길을 가는 과정에서 시행착오를 겪었으나, 기술적 난제들을 하나씩 극복해 가며 기술력과 경험치를 쌓고 한국형 발사체 개발 성공에 한 발 다가선 한 해였다.”고 평가하고 “국민들의 관심과 기대가 높은 사업인 만큼 정부와 개발 담당자들이 막중한 책임 의식을 가지고 완성도 높고 신뢰할 수 있는 성과를 도출하는 데 총력을 다해줄 것”을 주문하였다.
< 제11회 국가우주위원회 안건별 담당자 연락처 >
붙임 1
제11회 국가우주위원회 개최 개요
1. 일시 / 장소 : ’16. 12. 22(목) 9:30~10:50, 미래부 간부회의장(518호)
2. 위원회 구성
ㅇ정부위원(11명) : 미래부 장관(위원장), 기재부․외교부․국방부․산업부․국토부․환경부․해수부․안전처 차관, 기상청장․국정원 차장
ㅇ민간위원(3명) : 김인호, 김경민, 방효충
3. 회의 안건
번호
안 건 명
제 출
구분
1
한국형발사체 개발 추진현황 및 향후 계획(안)
미래부
심의
2
200대 중점 우주기술개발 로드맵 수립 추진 현황
미래부
보고
3
한․미 우주협력 현황 및 향후 추진 방향(안)
미래부
보고
4
한국항공우주연구원 우주개발전문기관 지정(안)
미래부
심의
3. 식 순
시 간
주 요 내 용
비 고
09:30~09:35 (5‘)
개회 및 인사말씀
위원장
09:35~09:55 (20‘)
안건 보고
거대공공연구정책관
09:55~10:45 (50‘)
안건 토의 및 의결
위원장/위원
10:45~10:50 (5‘)
맺음말씀 및 폐회
위원장
붙임 2
제11차 국가우주위원회 안건 요약
<1호> 한국형발사체 개발 추진현황 및 향후계획(안) (※ 심의 후 공개)
1. 추진 배경
□ 총 3단계 사업으로 진행되는 한국형발사체개발 사업의 성공을 위하여 중간시점(2단계)에 개발 현황을 점검하고 향후 개선방안을 마련하고자 함
2. 주요 내용
? 추진현황
○ (1단계 사업 성과) 7톤 액체엔진 총 조립(’15.4월) 및 성능을 확인(’15.7월)하여 국내 첫 자력개발하고, 액체엔진 개발·개발에 필수적인 엔진 구성품 및 시스템 시험설비 8종 구축
○ (기술적 문제발생) 75톤급 액체엔진의 구성품인 연소기의 연소불안정이 발생(’14.10월)하여 75톤급 엔진 초도 연소시험(’15.6월 예정) 연기되고, 시험발사체 1단 추진제탱크 제작공정에 대한 경험 미흡으로 제작 불량이 발생(’15.8월)하여 추진제 탱크 제작 지연
○ (기술적 문제해소) 75톤급 엔진 개발모델 1호기 조립 완료하고 지속적으로 발생했던 연소기의 연소불안전성 해소(’16.2월)하고, 추진제 제작장비 검증 및 공정 재정립을 통해 불량문제 해소(’16.3월)
○ (개발일정 점검) 연소기 연소불안정 및 추진제 탱크 제작 불량으로 인한 일정지연이 전체 시험발사 일정에 영향을 미치고 시험계획을 현실화하는 과정에서 추가적인 시험항목 발생
- 75톤급 액체엔진의 연소기 연소불안정에 따른 초도시험 일정 지연으로 9.5개월 지연 발생(’15.7월→’16.4월)
- 추진기 탱크 용접문제에 따른 11개월 일정 지연 발생(’15.8월→’16.7월)
- 당초계획에 누락되어 있던 시험항목 추가로 시험일정 증가
? 일정지연 대응현황 및 검토결과
○ (일정지연 대응현황) 당초 시험발사체의 발사 일정(‘17.12월)을 준수하기 위한 대안으로 체계모델을 통합(4단계→2단계)하고 시험일정을 단축하는 대안 마련하였으나(~‘16.2월, 항우연)
- 체계모델 통합과 사업일정 단축에 따른 사고 위험성의 증가로 시험발사 일정 준수안에 대한 전담평가단 기술적 검토 요청(’16.2월, 사업 추진위)
- 당초일정 준수방안은 발사실패 가능성과 사고위험성이 지나치게 높아 기술적 타당성 및 안정성을 확보할 수 있는 일정조정안 마련 요구(’16.3월, 전담평가단)
○ (일정조정안 검토결과) 추진제 탱크 제작, 엔진개발 등 현재 추진 현황에 대한 기술적 분석결과를 바탕으로 일정 지연을 최소화하여, 현실적인 발사 일정으로 ’18년 10월 제시(‘16.3월~5월, 항우연)
- 항우연에서 제시한 시험발사 일정 조정안(’18.10월)은 최소한의 안정성을 확보할 수 있는 적정한 일정으로 판단(‘16.5월, 전담평가단)
○ (일정지연 원인분석) 독자기술로 처음 시도하는 개발과정에서 기술적 문제가 발생하였으나 이에 대한 사전준비, 연구환경 및 관리체계 미흡
? 시험발사 추진계획(안)
○ 시험발사의 성공 가능성을 높이고 사고 위험성을 낮추기 위해 충분한 기술검증이 필요하므로 시험발사 일정 조정(’17.12월→’18.10월)
○ 시험발사체의 발사 성공률 제고를 위하여 각 시험별 소요일정 등을 기술적으로 검토한 결과, 필수 검증 항목만을 임무로 하여 수행
○ 시험발사 일정 조정에 따라 2단계 사업기간을 연장(’18.3월→’18.12월)하되, 3단계 사업 1차년도는 원래 계획대로 ’18.4월에 착수토록 하여 3단계 사업 추진에 지장이 없도록 추진(총사업비 1조 9,572억원 변동 없음)
○ 최종목표 달성을 중심으로 평가체계를 개편, 책임관리제 시행 등 사업관리 체계를 보완하고 외부전문가의 상시적인 점검 기능을 강화
3. 향후 계획
□ 2단계 사업 협약 변경(항우(연)-연구재단/미래부, ’16.12월)
참고 1
한국형발사체 개발 지연발생요인
□ 75톤급 연소기 연소불안정
* 연소기: 액체 추진제(연료, 산화제)를 연소시켜 발생되는 고온, 고압의 가스를 노즐을 통해 분사하여 추진력을 발생시키는 장치
* 연소불안정: 연소 과정에서 발생한 진동이나 추진제 공급계통의 교란, 음향장 등이 연소실 내의 압력, 온도, 유속 등에 영향을 가하여 불안정한 연소 상태 발생 현상(과다한 진동 발생시 로켓엔진 파손)
☞ 연소불안정은 액체로켓이 개발되기 시작한 1930년대부터 발견되었지만, 현재도 그 원인을 기술적으로 이해하지 못하고 있어 각 국에서 서로 다른 방법을 통해 해결방안을 강구하고 있음
ㅇ ‘14.10월 수행된 시험에서 연소불안정 최초 발견, 이후 분석/검증을 통한 지속적 설계 변경 적용 및 시험을 통해 ’16.2월 안정적 연소 확인
ㅇ 현재, 연소안정성이 확인된 설계를 적용한 엔진(시제2호기)을 조립완료(’16.9월)하였으며 정상적인 연소시험 수행(연소시간 145초 달성, ’16.11월)
☞ 연소불안정으로 인해 계획대비 9.5개월 지연(‘15.7월→’16.4월)
□ 추진제탱크 불량
* 추진제탱크: 산화제탱크와 연료탱크로 구성되며 발사체 엔진의 작동을 위해 산화제와 연료를 공급해주는 발사체의 주요 구성품
ㅇ ’15.7월 추진제탱크 용접 및 제작용 설비 설치 후, ’15.8월 추진제탱크 제작을 시도하였으나 불량 발생
ㅇ ’16.3월 용접 및 제작용 설비 업체의 외국 엔지니어와 공동작업 수행 등을 통해 문제점이 대부분 해결되었으며, 개발시험‧수류시험용 추진제탱크는 ‘16.12월 체계 모델 입고
☞ 제작공정 문제로 인해 계획대비 11개월 지연(’15.8월→’16.7월)
참고 2
발사체 개발 단계 및 주요 구성 요소
□ 발사체의 개발 단계
설계
⇨
제작
⇨
시험
⇨
인증
⇨
조립
⇨
발사
SRR : System Requirement Review (시스템 요구조건 검토회의)
SDR : System Design Review (시스템설계 검토회의)
PDR : Preliminary Design Review (예비(기본)설계 검토회의)
CDR : Critical Design Review (상세설계 검토회의)
TDM : Technical Development Model (기술검증 모델)
DM : Development Model (개발모델)
EM : Engineering Model (체계개발모델)
QM : Qualification Model (인증모델)
FM : Flight Model (비행모델)
□ 발사체 주요 구성 요소
발사체시스템 : 1단 - 2단 - 3단 - 탑재부로 구성
액체엔진 시스템 : 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 공급계 부품 등으로 구성
= + + + ....
엔진시스템
연소기
터보펌프
공급계 부품
<2호> 200대 중점우주기술 확보 로드맵 수립 추진현황
1. 추진 배경
□「우주개발 중장기 계획(’14-’40)」에 제시된 우주개발 프로그램의 성공적인 추진을 위해서는 핵심기술 확보가 중요
○ 이에 중점기술을 도출하고 이를 확보하기 위한 방안(기술개발 로드맵)을 수립 중인 바, 현재까지 진행상황을 보고
2. 주요 내용
? 기본 방향
○ (중장기 계획 상의 임무 달성 중심) 우주개발 프로그램의 안정적 추진을 위한 중점기술(Critical Technology) 로드맵 도출
※ 중장기 계획에 미 제시된 미래기술과 지상국 등 기술이 성숙된 분야는 제외
○ (임무와 기술간 연계성 강화) 사업간 연계 및 전략적 기술개발을 위해 임무 달성에 필요한 기술을 전반적으로 파악하고 확보전략 마련
○ (기술로드맵의 실행력 강화) 기술로드맵 수립 제도화, 우주핵심기술개발사업 신규과제 기획에 반영, 추진체계 구축‧운영 등 추진
? 추진 현황
○ 우주개발 중장기 계획 상 임무 달성에 필요한 수요기술 도출(754개)
○ 시급성, 경제성, 기술확보 중요도를 고려하여 중점기술 선정(200개)
○ 200대 중점기술에 대해 기술 확보전략* 마련
* 중점기술별로 기술현황, 개발주체, 개발시점, 개발방법, 적용임무 등을 제시
○ 중점기술에 대한 기술별 로드맵(안) 작성 중
3. 향후 계획
□ 전문가 및 관계부처 의견 수렴(’16.12월~’17.2월), 우주실무위 심의‧확정(’17.2월)
<3호> 한․미 우주협력 현황 및 향후 추진방향
1. 추진 배경
□ 우주개발 위험성 최소화, 기초과학 연구성과 제고 등을 위하여 한-미 정상 간 우주협력 강화 합의(’15년)를 토대로 미국과의 협력강화 필요
2. 주요 내용
? 기본방향
○ 지속가능하고 안정된 협력 추진을 위하여 정부 간 우주협력 기본협정 체결, 정부 간 협의채널 구축 등 협력기반 마련
○ 독자우주개발 역량 강화를 위한 전략적 협력 프로그램 추진 및 미국 주도 국제공조체제를 활용한 국제사회 진출
? 추진 내용
○ (협력기반 마련) 한미 우주협력 협정 체결* 및 한미 우주협력 회의 개최** 등
* 문안협의(’15.9~’16.3), 협정서명(’16.4.27), 협정발효(’16.11.3)
** 1차회의(‘14.7, 미국), 2차회의(’16.4, 한국), 3차회의(‘17.6 잠정, 미국)
○ (전략적 협력프로그램) 달 탐사 협력* 및 차세대 정지궤도 환경․해양 위성 개발을 위한 선행연구 협력 등
* 협력 타당성 연구(’14.7~‘15.3), 심우주통신 및 항법기술 상호지원 협약 체결(’15.4), 달 탐사 협력의향서(LOI) 교환, DTN* 협력 협약 체결(’15.12)
○ (협력저변 확대) NASA 전문인력양성 프로그램* 및 과학문화 확산 프로그램** 협력을 인적교류 활성화
* ’16년 NASA 우주방사선 전문가 양성과정에 국내 연구자 최초 참여(’16.6)
** 우주․지구과학분야 청소년 관심 제고 등을 위한 GLOBE 프로그램 협력 재개(’16~)
○ (국제공조체제 협력) 미국 주도의 국제협의체 활동(국제우주탐사포럼 등) 및 보충규범(외기권 장기지속성 지침 등) 제정 노력에 적극 협력
3. 향후 계획
□ 한-미 달 탐사 협력 약정 체결(12월 중), 제3차 한미 우주협력회의 개최(’17.6월 잠정) 등 차질없이 추진하여 한-미 우주협력 활성화
<4호> 한국항공우주연구원 우주개발전문기관 지정(안)
1. 추진 배경
□ 우리나라 우주개발사업의 규모 및 범위 확대로 체계적·효율적으로 추진하기 위해 우주사업을 총괄․지원하는 우주개발 전문기관 지정 추진
2. 주요 내용
◈ 우주개발사업의 효율적․체계적 추진을 위해 우리나라 대표 우주개발연구기관인 한국항공우주연구원을 우주개발진흥법 제7조에 따른 우주개발전문기관으로 지정․운영
? 추진근거
○ 우주개발진흥법 제7조(우주개발전문기관의 지정)
* “미래창조과학부장관은 우주개발사업을 체계적·효율적으로 추진하기 위한 전문기관(이하 “우주개발전문기관”이라 한다)을 지정하여 지원할 수 있다.”
? 주요 내용
○ (성격) 우주 분야 연구개발 수행하는 기관이자 정부의 우주개발 정책 및 사업을 체계적․효율적으로 추진하기 위한 총괄 지원 기관
※ 반드시 단일 기관을 의미하는 것은 아님
○ (역할) ① 우주개발 정책 지원, ② 국가우주개발사업 수행 및 미래핵심기술 개발, ③ 우주산업 지원‧육성 지원, ④ 국제협력 및 우주사고 조사 등
○ (요건) 법령상 요건(시행령 제8조) 및 사업 수행(법 제7조)에 필요한 총 5개 항목
① 우주 관련 연구개발 또는 우주개발사업을 직접 수행한 실적 및 경험, ② 우주물체의 설계ㆍ제작 등을 수행할 인력 및 설비 ③ 우주물체의 발사ㆍ추적ㆍ운용에 필요한 인력 및 설비 ④ 우주개발 국제협력 실적 및 역량, ⑤ 우주사고 조사에 관한 국제협력 및 지원 실적 및 역량
○ (절차) ‘우주개발전문기관지정 전문가단’을 구성하여 요건 충족 및 타당성을 검토하고, 부처 협의를 거쳐 ‘국가우주위원회’에 상정 및 확정
○ (지원) 인력․시설 운영을 위한 기관운영예산(출연금)이 지원되고 있고 주요 국가사업에 참여하고 있어 지정에 따른 별도의 지원은 없음
※ 정부는 우주개발전문기관의 효율적 운영을 위한 인력 및 정부출연금 제공 등 다양한 지원시책을 수립․시행하고, 우주센터의 운영에 필요한 비용을 지원할 수 있음
3. 향후 계획
□ 전문기관 지정 통보(미래부→항우(연), ’16.12월 중)