점화!

“극히 높은 고도에 도달하는” 힘의 원천에 관한 이야기

대한민국은 지난 해 자체 개발한 우주발사체 누리호의 시험 발사에 성공했고 북한은 근래 들어 ICBM(대륙간탄도탄)을 집중적으로 시험 발사하며 긴장 수위를 높이고 있어 우리는 요즘 긍정적인 것이든 부정적인 것이든 로켓에 대해 자주 보고 듣게 된다.

우주발사체나 군용 로켓에 관심 있는 독자들은 추진제(케로신, 액체수소/산소, 하이드라진류, 사산화질소 등)와 발사체의 용도에 따라 보통 그 사용이 구분된다는 점을 알고 있을 것인데, 그렇다면 수많은 물질 중 위의 몇 가지가 액체 로켓 추진제로 주로 사용되는 이유는 무엇일까?

조지 서튼(George P. Sutton)은 저서 『액체추진제 로켓 엔진의 역사』(History of Liquid Propellant Rocket Engines. AIAA, 2005)에서, “액체 로켓 엔진 역사의 처음 20년간 아주 많은 수의 매우 다양한 화학물질이 잠재적 추진제로서의 사용 가능성을 평가받았고, 80년간 선택은 몇몇 실용적인 추진제 조합으로 좁혀졌다”고 서술한 바 있다. 실용적인 추진제에 요구되는 특성을 만족하면서도 더 나은 성능을 내는 물질을 찾거나 만들어 내려는 노력 아래 수많은 물질이 연구되고 합성되었는데, 1800여 종으로 추정되는 액체추진제와 2000여 가지에 달하는 이원 추진제 조합이 실험실 평가를 받았으며, 약 300가지는 소형 연소실에서 시험되기도 했다고 한다. 잠재적인 추진제로 연구되었던 수많은 화학물질 가운데 몇 종류만 살아남기까지 한때 존재했던 추진제 후보들의 춘추전국시대가 궁금하다면 아마 이 책 『점화!』가 그 궁금증을 해소해 줄 것이다.