추진제Propellant

한마디로 말하면

추진제(Propellant)는 로켓을 우주로 밀어 올리기 위해 엔진에서 태우는 물질이에요. 흔히 '로켓 연료'라고 부르지만, 정확히는 불에 타는 '연료'와 불이 타도록 돕는 산소 공급원인 '산화제'를 합친 말이랍니다.

어떤 원리일까요?

자동차나 비행기는 주변 공기 속에 있는 산소를 빨아들여 연료를 태워요. 하지만 공기가 없는 우주에서는 산소를 구할 수 없어요. 그래서 로켓은 출발할 때부터 연료뿐만 아니라 산소가 가득 든 물질인 산화제까지 몸속에 싣고 떠나야 해요.

엔진 안에서 연료와 산화제가 만나 불이 붙으면, 엄청나게 뜨거워지면서 부피가 순식간에 커진 가스가 만들어져요. 이 가스를 좁은 노즐(분사구)을 통해 초속 수 킬로미터의 빠른 속도로 뒤로 뿜어내면, 그 반작용으로 로켓이 앞으로 힘차게 나아간답니다.

추진제는 크게 액체 추진제와 고체 추진제로 나뉘어요. 액체 추진제는 수도꼭지를 잠그듯 도중에 엔진을 껐다 켤 수 있어 정밀한 조종에 유리해요. 반면 고체 추진제는 화약처럼 굳혀 놓은 형태라 구조가 단순하고 오래 보관하기 좋지만, 한 번 불이 붙으면 다 탈 때까지 끄기가 어려워요.

생활 속에서 비유하면

추진제는 심해 잠수부가 메고 들어가는 산소통과 도시락을 합친 것과 비슷해요. 물속에서는 숨을 쉴 공기가 없으니 잠수부가 산소통을 직접 메고 들어가야 하듯, 로켓도 공기가 없는 우주로 가기 위해 연료(도시락)와 산화제(산소통)를 모두 챙겨 가는 거예요.

또 캠핑장에서 쓰는 폭죽은 고체 추진제와 원리가 같아요. 한 번 불을 붙이면 끝까지 타오르며 하늘로 솟구치죠. 반대로 가스버너는 밸브를 돌려 불의 세기를 조절하거나 끌 수 있는데, 이는 액체 추진제 로켓과 비슷하답니다.

왜 중요할까요?

발사 직전의 로켓 무게에서 약 90%는 추진제가 차지해요. 코끼리 한 마리 무게의 로켓이라면, 그중 작은 강아지 몇 마리 무게만 실제 기계와 인공위성이고 나머지는 전부 추진제인 셈이에요.

어떤 추진제를 쓰느냐에 따라 로켓의 힘과 효율, 그리고 발사 비용이 크게 달라져요. 요즘 우주 기업들은 그을음이 적어 로켓을 다시 쓰기 좋고, 나중에 화성에서도 직접 만들어 쓸 수 있는 '액체 메탄' 같은 새로운 추진제 기술을 경쟁적으로 연구하고 있답니다.