끌 수 없는 모터 일곱 개 — 인력-1 해상 발사가 위성 아홉 기에 넘긴 전력 청구서

ISSUE 2026 · W30 | 발사체 & 뉴스페이스

상하이 앞바다에서 올라간 아홉 기

China in Space와 Space.com 보도에 따르면 인력-1은 2026년 7월 22일 02시 54분 UTC(베이징 시각 10시 54분) 상하이 앞바다의 해상 발사선에서 이륙해 위성 9기를 고도 약 500 km의 태양동기궤도에 투입했다. 이전 두 차례 비행이 산둥성 하이양 인근 해역에서 이루어졌던 것과 달리, 이번은 오리엔스페이스의 첫 원거리 해상 발사로 소개됐다. 기체 명칭은 Y4지만 실제로는 세 번째 비행이다.

주 탑재체는 둥포(Dongpo) 계열 6기다. 보도에 따르면 이 가운데 2기는 궤도상 인공지능 표적 인식 기능을 갖춘 광학 위성이고, 4기는 밀리미터 수준 지표 변형 감시를 위해 편대비행을 하는 합성개구레이더(SAR, Synthetic Aperture Radar) 위성이다. 여기에 초분광 위성 시광(Xiguang)-2 01, 약 50 kg급 톈이(Tianyi)-49, 원반형 초박형 위성 설계를 시험하는 쯔딩샹(Lilac)-3이 함께 실렸다.

인력-1은 2024년 1월 첫 비행, 2025년 10월 두 번째 비행에 이어 이번까지 세 번 모두 해상에서 성공했다. 다만 세 번의 성공은 고체 발사체의 신뢰도를 통계적으로 확정하기에는 작은 표본이며, 해상 발사 특유의 기상·해상 상태 제약은 이번 비행만으로 일반화하기 어렵다.

모터 일곱 개, 차단 스위치는 없다

공개 정리 자료에 따르면 인력-1은 높이 약 29.4 m, 직경 2.65 m, 이륙 질량 약 405 t이다. 지상에서 점화되는 고체 부스터 4기와 순차적으로 공중 점화되는 코어 3단, 모두 7기의 고체 모터로 구성되며 이륙 추력은 약 600 tf에 이른다. 이륙 추력 대 질량비는 600 ÷ 405 ≈ 1.48이다. 탑재 능력은 500 km SSO 기준 4,200 kg, 200 km LEO 기준 6,500 kg, 페어링 직경은 4.2 m다.

고체 모터의 가장 큰 특징은 에너지가 점화 순간에 사실상 확정된다는 점이다. 액체 엔진은 밸브를 닫아 연소를 끊거나 추력을 줄일 수 있지만, 고체 모터는 추진제 그레인이 다 탈 때까지 계속 밀어낸다. 제조 편차나 추진제 온도 차이로 총충격량이 설계값에서 조금 벗어나면, 그 차이는 그대로 속도 오차가 된다.

그래서 고체 발사체의 유도는 “남는 에너지를 어떻게 버릴 것인가”의 문제를 함께 푼다. 일반적으로 고체 발사체는 비행 중 추력 방향을 의도적으로 틀어 잉여 에너지를 소모하는 방식으로 궤도를 맞추고, 마지막 오차는 상단이나 탑재체가 보정한다. 인력-1이 구체적으로 어떤 에너지 관리 기법과 추력 방향 제어 방식을 쓰는지는 공개 자료에서 확인되지 않았다.

표가 말해 주는 것은 인력-1이 “가장 큰 고체 로켓”이라는 사실보다, 서로 다른 목적의 위성 9기를 한 번에 태양동기궤도(SSO, Sun-Synchronous Orbit)로 올렸다는 점이다. 전 단이 고체인 발사체가 이런 다중 탑재 임무를 맡으면, 발사체가 지우지 못한 궤도 오차가 각 위성의 추진·전력 예산으로 흩어져 전가된다. 그 분배 구조가 이 발사의 숨은 설계 변수다.

지상 고체 모터 기술에서 해상 궤도 발사로

지상 현황부터 보자. 대형 고체 모터 기술은 원래 지상에서 즉시 발사가 필요한 용도로 발전해 왔다. 추진제를 장기간 충전해 둘 수 있고, 발사 준비 시간이 짧으며, 극저온 추진제 설비가 필요 없다는 점이 강점이다. 지상 연소 시험은 1기압과 통제된 온도에서 추력 곡선을 측정한다.

이를 궤도 발사, 그것도 해상 발사로 옮기면 조건이 바뀐다. 발사선은 육상 발사장처럼 대용량 전력망과 광섬유 통신에 직접 연결돼 있지 않으므로, 발사 전 기체 점검·항전장비 가동·자료 전송에 필요한 전력을 선박 자체 발전 설비에 의존해야 한다. 파도에 따른 발사대의 미세한 흔들림은 이륙 초기 자세 제어 부담을 키운다. 궤도에 올라가면 상단과 위성들은 10⁻⁶ Torr급 고진공과 극심한 열 순환을 겪는다.

두 환경을 잇는 원리는 “준비는 짧게, 제어는 전기로”다. 고체 발사체는 추진제 충전이라는 긴 공정을 없앤 대신, 비행 중 조절 수단을 모두 전기로 구동되는 항전·구동 계통에 맡긴다. 해상 발사는 이 “짧은 준비”의 장점을 발사 위치의 자유로 확장한 것이다.

전력·에너지 관점

Point. 전 단 고체 발사체에서 “조절”은 오직 전기로만 할 수 있다. 그리고 발사체가 지우지 못한 마지막 오차는 탑재된 위성들의 추진·전력 예산으로 나뉘어 전가된다. 인력-1의 9기 동시 투입은 이 전가 구조를 가장 크게 보여 준 사례다.

Reason. 액체 로켓은 밸브라는 “에너지 수도꼭지”를 가진다. 고체 로켓은 그렇지 않다. 따라서 고체 발사체가 쓸 수 있는 조절 수단은 추력의 크기가 아니라 방향을 바꾸는 구동기, 그리고 그 구동기를 지휘하는 비행 컴퓨터와 관성항법장치뿐이다. 이 장치들은 모두 기체 배터리 전력으로 움직인다. 추력 방향을 크게, 자주 바꿀수록 구동기의 순간 전력 부하가 커지며, 이는 배터리 용량과 발열 관리 설계로 되돌아온다.

Example. 편대비행 SAR 위성 4기를 떠올려 보자. 이 위성들은 서로 정해진 간격과 기하를 유지해야 밀리미터 수준 변형 관측이 가능하다. 발사체의 궤도 투입 오차가 크면 각 위성은 자체 추진기로 궤도를 맞춰야 하고, 전기추진을 쓴다면 그 시간 동안 태양전지 전력의 상당 부분을 추진에 돌려야 한다. SAR는 송신 전력이 곧 신호 세기인 능동 센서이므로, 궤도 정렬 기간 동안 추진과 관측이 전력을 두고 경쟁하게 된다. 인력-1의 궤도 투입 정밀도와 둥포 위성들의 추진 방식·전력 제원은 공개 자료에서 확인되지 않았다.

Point. 그래서 “고체 발사체는 단순하다”는 평가는 절반만 맞다. 발사체는 단순해지지만, 그 단순함이 남긴 오차의 비용은 위성 쪽으로 옮겨 간다. 다중 탑재 임무가 늘어날수록 이 비용은 “궤도 보정 추진제·전력 증가 → 위성 질량 증가 → 발사 탑재 여유 감소”라는 순환으로 되돌아온다.

반론과 제약. 해상 고체 발사의 장점인 즉응성과 발사 위치의 자유에는 분명한 제약이 따른다. Worst-case로 고체 단 하나의 총충격량이 허용 범위 끝까지 벗어나면, 발사체는 추력을 끊을 수 없으므로 조향만으로 오차를 흡수해야 하고, 흡수하지 못한 몫은 전부 위성들이 떠안는다. 또한 해상 발사선의 전력·통신 인프라는 육상 발사장보다 여유가 작아, 발사 연기 시 기체와 위성의 대기 전력 공급이 제약될 수 있다.

지상 시험과 우주 환경의 괴리. 고체 모터의 추력 곡선은 지상 연소 시험에서 1기압, 통제된 온도로 측정된다. 실제 해상 발사에서는 해상 기온과 햇빛에 따른 추진제 온도, 발사선의 흔들림, 고공 진공에서의 노즐 성능이 모두 달라진다. 위성들의 궤도 보정 능력 역시 지상 시험에서 검증된 추력기 성능을 궤도 환경에서 그대로 낸다고 확언할 수 없다.

정리하면 인력-1의 해상 발사는 “에너지는 고체가, 정밀도는 전기가, 마지막 오차는 위성이” 나눠 맡는 구조를 가장 큰 규모로 보여 준 사례다.