# 우주 발사체 추진 기술 심층 분석 보고서 (2023–2026)
**작성 기준일:** 2026년 4월 22일
**분석 대상:** 미국 · 중국 · 러시아 · 한국 발사체 추진 기술 동향

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## 1. Executive Summary

2023년~2026년 현재, 세계 우주 발사체 추진 기술은 **메탄 엔진 + 재사용 시스템**의 급속한 확산을 중심으로 패러다임이 전환되고 있다. 핵심 트렌드는 다음과 같이 요약된다.

1. **메탄 연료의 주류화:** SpaceX Raptor(FFSC·메탄), Blue Origin BE-4(ORSC·메탄), 중국 Zhuque-2/3(메탄), 한국 차세대 발사체(KSLV-III·메탄 80톤급 단일 엔진), 러시아 Amur-LNG(메탄)가 모두 메탄 기반으로 설계되어, 메탄이 케로신을 대체하는 핵심 연료로 자리잡고 있다.[^1][^2]
2. **재사용 기술의 급속 확산:** SpaceX Falcon 9은 2025년 단일 부스터 기준 32회 재사용을 달성했으며, 중국은 2025년 12월 Zhuque-3·Long March 12A 두 로켓이 동시에 재사용 시험(궤도 투입 성공, 1단 회수 실패)에 나서며 급격히 추격 중이다.[^3][^4]
3. **발사 빈도의 폭발적 증가:** SpaceX는 2025년 165회 궤도 발사 신기록을 달성했고, 중국 CASC는 73회로 자국 기록 갱신, 전 세계 총 발사 횟수가 사상 최고치를 기록했다.[^5][^6]
4. **FFSC(Full Flow Staged Combustion) 기술의 확산:** SpaceX Raptor가 독점했던 FFSC 사이클을 중국 LandSpace의 BF-20 엔진이 2026년 3월 장기 연소 시험으로 따라잡기 시작했으며, 전 세계 메탄 기반 FFSC 엔진 경쟁이 본격화되었다.[^7]
5. **3D 프린팅(적층 제조)의 광범위한 활용:** 거의 모든 현대 로켓 엔진이 3D 프린팅 부품을 포함하며, 러시아의 RD-191MR은 3D 프린팅으로 생산 비용을 40% 절감하는 성과를 냈다.[^8]
6. **글로벌 상업 발사 시장은 2025년 194억 달러 규모로 평가되며 2035년까지 661억 달러까지 성장이 예상된다** (CAGR 13.1%).[^9]
7. **한국:** 2025년 11월 누리호(KSLV-II) 4차 발사 성공(민간 주도)·2032년 달 착륙을 위한 KSLV-III(메탄 재사용 발사체)의 설계 방향 대전환 확정. 반면 민간 기업 이노스페이스는 한빛-나노 상업 발사 실패(2025.12.23)를 기록했다.[^10][^11]

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## 2. 글로벌 기술 트렌드

### 2.1 메탄 엔진의 주류화

메탄(CH₄)은 케로신 대비 비추력(Isp)이 약 10~15% 높고 연소 후 그을음이 거의 없어 엔진 재사용에 유리하다. LOX/케로신의 RP-1 엔진 비추력이 282~311s인 데 반해 메탄 엔진(Raptor 3)은 350s를 달성했다. 또한 화성에서의 현지 자원 활용(ISRU)을 통한 연료 현지 생산이 가능하다는 점이 심우주 임무에서 전략적으로 중요하다. 2023년 중국 LandSpace가 Zhuque-2로 메탄 로켓 최초 궤도 발사에 성공(SpaceX, Blue Origin보다 선제)한 이후, 메탄 연료는 명실공히 차세대 표준 추진제로 자리잡았다.[^12][^1]

### 2.2 재사용 기술의 단계적 성숙

재사용 발사체 기술은 크게 세 단계로 진행 중이다: ①부스터 1단 수직 착륙 회수, ②패어링 재사용, ③완전 재사용(양방향 회수). SpaceX는 이 단계를 모두 상용화했으며, 중국은 ① 단계를 2025년 말 최초 시도했고(회수 실패), 한국과 러시아는 핵심 기술 개발 단계에 있다. 발사 비용 절감의 핵심 지표로, SpaceX는 Falcon 9 재사용으로 kg당 약 3,000달러 수준의 비용 경쟁력을 달성한 것으로 알려져 있으며 Zhuque-3가 목표로 한 kg당 3,000달러 수준도 이를 기준점으로 삼는다.[^13]

### 2.3 FFSC 사이클의 확산

풀 플로우 스테이지드 컴버스천(FFSC)은 연료 및 산화제 양쪽 모두를 예연소기에서 기화시킨 뒤 주 연소실에 공급하는 가장 효율이 높은 사이클로, SpaceX Raptor가 세계 최초로 상업 비행에 적용했다. 2026년 3월 중국 LandSpace의 BF-20 엔진(약 220톤급, FFSC, 메탄)이 장기 연소 시험에 성공하면서 SpaceX의 기술 우위에 도전장을 내밀었다.[^14][^15][^16][^7]

### 2.4 전기 펌프 방식(Electric Pump-Fed)

소형·중형 발사체에서 터보펌프 대신 전기 모터 구동 펌프를 사용하는 방식이 확산 중이다. Rocket Lab의 Rutherford 엔진이 세계 최초 궤도급 전기 펌프 방식 엔진으로, 2025년 중국 Spark Space의 Lieyan-2 엔진은 10톤급으로 전기 펌프 방식 세계 최고 추력 기록을 경신했다(기존 Rutherford의 4배).[^17][^18]

### 2.5 적층 제조(3D 프린팅) 기술의 전면 도입

현대 로켓 엔진은 인젝터, 연소실, 터보펌프, 밸브 등 핵심 부품에 3D 프린팅을 광범위하게 활용한다. 러시아 RD-191MR은 3D 프린팅 도입으로 생산 비용 40% 절감, 생산 시간 2.5배 단축, 인력 25% 절감 효과를 보고했다. 적층 제조 로켓 엔진 시장은 2026년 31억 7천만 달러에서 2030년 61억 1천만 달러로 성장이 예상된다(CAGR 17.8%).[^19][^8]

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## 3. 국가별 분석

### 3.1 미국

#### 주요 기업 및 기관

- **SpaceX** (팰컨 9, 팰컨 헤비, 스타십/슈퍼 헤비)
- **Blue Origin** (뉴글렌, BE-4 엔진)
- **United Launch Alliance (ULA)** (벌컨 센토르)
- **Rocket Lab** (일렉트론, 뉴트론 개발 중)
- **NASA/Marshall Space Flight Center** (SLS, RL-10 등)

#### 핵심 발사체 및 엔진

**SpaceX Falcon 9 / Merlin 엔진:**
팔컨 9의 Merlin 엔진은 LOX/RP-1 가스 제너레이터 사이클로, 해수면 추력 845kN, 비추력 282s이다. Falcon 9은 2025년 165회 궤도 발사(스타십 제외)를 달성하며 연간 발사 기록을 갱신했다. 2025년 10월 부스터 B1067이 31회 재사용 기록을 달성한 데 이어, 12월에는 32회 발사 성공으로 세계 신기록을 세웠다.[^20][^6][^21][^3]

**SpaceX Starship / Raptor 엔진:**
Raptor 3는 SpaceX가 2024년 8월 공개한 세 번째 세대 메탄 FFSC 엔진으로, 해수면 추력 280톤(tf), 비추력 350s, 엔진 질량 1,525kg이다. Raptor 1 대비 추력 51% 향상, 질량 36% 감소를 달성했다. 2025년 8월 McGregor 시험장에서 주당 24회 시험 가동, 최장 201초 연소 신기록을 달성했다. 2025년에 총 5회의 스타십 통합 비행 시험(Flight 7~11)을 수행했으며, 슈퍼 헤비 부스터의 재착지·기계 팔 포획(Mechazilla catch)을 반복 성공시켰다. 2026년 최초의 Starship V3(Flight 12, Raptor 3 탑재, Booster 19+Ship 39)가 2026년 4~5월 발사 목표로 준비 중이다.[^22][^23][^24][^25][^26][^27][^28]

**Blue Origin New Glenn / BE-4 엔진:**
BE-4는 LOX/LNG 산화제 리치 스테이지드 컴버스천(ORSC) 엔진으로, 2025년 11월 기준 업그레이드로 1단 총 추력을 390만 lbf에서 450만 lbf(19,928kN)으로 향상시켰다. 2025년 4월 뉴글렌 3호기부터 강화된 엔진이 탑재되며, 2026년 4월에는 최초 재비행을 위한 19초 스태틱 파이어를 완료했다.[^29][^30][^31]

**ULA Vulcan Centaur:**
BE-4 2기를 1단에 사용하는 차세대 발사체로, 2025년 3월 미 우주군 NSSL 발사 인증을 획득하고 8월 첫 군사 발사(USSF-106) 임무를 수행했다. 2단 센토르 V는 RL-10C-1-1A(LOX/LH₂) 2기를 사용한다.[^32][^33]

#### 최근 1년 핵심 성과 (2025~2026)

| 사건 | 내용 | 시기 |
|---|---|---|
| Falcon 9 B1067 32회 재사용 | 세계 최다 재사용 기록[^3] | 2025년 12월 |
| Raptor 3 McGregor 시험 | 201초 연소 신기록, 주당 24회 시험[^23] | 2025년 8월 |
| Starship Flight 7~11 | 5회 통합 비행(V2), 부스터 기계팔 포획 다수 성공[^22][^28] | 2025년 |
| New Glenn 엔진 업그레이드 | BE-4 총 추력 450만 lbf로 향상[^29] | 2025년 11월 |
| SpaceX 연간 165회 발사 | 6년 연속 자체 기록 경신[^6] | 2025년 |
| Vulcan Centaur NSSL 인증 | USSF-106 첫 군사 발사 성공[^32] | 2025년 8월 |

#### 강점 / 약점

**강점:** Falcon 9의 압도적 재사용 성숙도, Raptor FFSC 기술 세계 최고 수준(350s Isp, 280tf), 가장 높은 발사 빈도(165회/년)로 비용 경쟁력 구조적 우위 확보, Starship의 완전 재사용 아키텍처[^34][^6]
**약점:** Starship V3의 첫 비행 지연(2026년 상반기로 슬립), 정부 규제(FAA) 인허가 지연이 잦음[^24]

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### 3.2 중국

#### 주요 기업 및 기관

- **CASC(중국항천과기집단):** Long March 시리즈 국가 주도 발사체
- **LandSpace(蓝箭航天):** Zhuque-2/3, BF-20 엔진 (민간)
- **OrienSpace(东方空间):** Gravity-2 (민간, 재사용 개발 중)
- **iSpace(星际荣耀):** Hyperbola-3 (민간)
- **SAST(상하이항공우주기술연구원):** Long March 12A 개발사

#### 핵심 발사체 및 엔진

**Long March 시리즈(장정 로켓):**
중국 국가 주도 발사체의 핵심으로 Long March 5(25톤 LEO), Long March 7(13.5톤 LEO), Long March 2/3/4 시리즈 등이 운용 중이다. 2025년 CASC는 73회 발사를 수행해 자체 연간 기록을 경신했으며 CASC의 발사 횟수 기준으로는 전 세계 2위이다. Long March 7A의 1단에는 2기의 YF-100 엔진(LOX/케로신, 각 245톤 추력)이 장착된다.[^35][^5]

**Long March 10 (달 착륙 임무용):**
2026년 2월 중요 시험을 통과한 장정 10은 7기의 LOX/케로신 엔진이 병렬 구성되어 약 1,000톤 추력을 발생시킨다. 중국 단일 모듈 기준 최고 추력 기록이며, 유인 달 탐사를 위한 발사체이다.[^36]

**Long March 12A (재사용 메탄 로켓):**
SAST 개발, 70.4m 높이, 437톤 이륙 중량, LOX/메탄 Longyun-70 엔진 7기 클러스터(총 5,215kN). 2025년 12월 23일 처녀 비행에서 궤도 투입 성공, 1단 회수 실패. 2단에는 YF-209V 재사용 메탄/LOX 엔진 1기 탑재. 1단은 T자형 핀 4개와 착륙 다리 4개(5.7m) 구비.[^37][^38]

**Zhuque-3 (LandSpace, 민간 재사용 메탄 로켓):**
66.1m 높이, 570톤 이륙 중량, 이륙 추력 750톤 이상, 1단에 Tianque-12A 메탄엔진 9기 클러스터(5기 짐벌 가능). 스테인리스 스틸 구조체(Starship 유사). 2025년 12월 3일 처녀 비행에서 궤도 투입 성공, 1단 착지 시도 실패. 재사용 20회 설계, 코스트 80~90% 절감 목표.[^39][^40][^41]

**LandSpace BF-20 엔진 (차세대 FFSC):**
2026년 3월 전체 FFSC 메탄 엔진으로 약 220톤급 추력 연소 시험 성공, 100회 이상 점화 시험 누적. 향후 Zhuque-4 중대형 재사용 로켓에 사용 예정으로, SpaceX Raptor와의 기술 경쟁이 가시화되고 있다.[^14][^7]

**Zhuque-2 시리즈:**
2023년 7월 세계 최초 메탄-LOX 로켓 궤도 진입 성공(SpaceX, Blue Origin 선제). 2025년 5월 Zhuque-2E Y2(5번째 비행)에서 두 추진제를 비등점 이하로 냉각(Subcooling)해 추력을 높이는 기술을 최초 적용, 6기 위성 궤도 투입 성공.[^42][^43][^12]

#### 최근 1년 핵심 성과 (2025~2026)

| 사건 | 내용 | 시기 |
|---|---|---|
| 중국 연간 92~93회 발사 기록 | 전년(68회) 대비 35% 증가[^44][^45] | 2025년 |
| Zhuque-3 처녀 비행 | 세계 첫 메탄재사용 로켓 궤도 투입 성공, 1단 회수 실패[^39] | 2025년 12월 3일 |
| Long March 12A 처녀 비행 | 중국 국가기관 최초 재사용 시험, 궤도 투입 성공, 1단 회수 실패[^38] | 2025년 12월 23일 |
| Zhuque-2E Y2 개선 비행 | 서브쿨링 기술 최초 적용 발사 성공[^42] | 2025년 5월 |
| BF-20 FFSC 엔진 장기 시험 | 220톤급, FFSC 사이클, 100회 점화 누적[^14] | 2026년 3월 |
| Long March 10 핵심 시험 통과 | 달 탐사용 중대형 로켓 시험 성공[^36] | 2026년 2월 |

#### 강점 / 약점

**강점:** 국가-민간 동반 급성장, 발사 빈도 급증(92회/년), 메탄 로켓 실전 비행 경험 축적, 저비용 제조 기반, FFSC 엔진 독자 개발 진전, 재사용 궤도 비행 2건 동시 달성[^44][^14]
**약점:** 재사용 1단 회수 기술 미달성(2025년 두 번 모두 실패), SpaceX 대비 약 10년의 재사용 기술 격차, 서방 부품 접근 제한으로 인한 자체 기술 개발 일부 가속·일부 제약

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### 3.3 러시아

#### 주요 기업 및 기관

- **Roscosmos / Khrunichev State Center:** Angara 시리즈
- **Roscosmos / Progress Rocket & Space Center:** Amur-SPG(LNG) 개발
- **NPO Energomash:** RD-180, RD-191, RD-191MR 엔진
- **Chemical Automatics Design Bureau(CADB):** RD-0169(메탄 엔진)

#### 핵심 발사체 및 엔진

**Soyuz-2 시리즈:**
러시아의 주력 워크호스 발사체로 NK-33 파생 및 RD-107/108 엔진(LOX/케로신) 사용. 2025년 2월 Soyuz-2.1v 마지막 임무가 완료되면서 경량형 버전은 사실상 종료됐다(공급 엔진 소진). Soyuz-2.1a/b는 여전히 운용 중이다.[^46]

**Proton-M:**
3년 만에 2026년 2월 재개 발사(Electro-L No.5 위성)를 수행했다. 3단 등유 기반 발사체로 카자흐스탄과의 협약상 2025년 이후 운용 종료가 예정됐으나 연장이 협의 중이다.[^47][^48]

**Angara A5 / RD-191 엔진:**
2025년 6월 19일 Plesetsk에서 Angara-A5가 Kosmos-2589 군사 위성 발사에 성공했다. RD-191은 LOX/케로신 산화제 리치 스테이지드 컴버스천(ORSC), 추력 196톤, Angara 모듈형 설계의 핵심이다.[^49][^50]

**Angara-A5M / RD-191MR (3D 프린팅 엔진):**
2025년 Energomash는 첨단 3D 프린팅 기술로 제작된 RD-191MR(약 200톤 추력) 연소 시험을 완료했다. 적층 제조로 인력 25%, 비용 40% 절감, 생산 시간 2.5배 단축 효과가 보고되었다.[^8]

**Angara-A5V / 수소 3단:**
2025년 6월 Roscosmos는 A5V(수소·산소 3단 추가형) 개발 완료 목표를 2030년으로 확정했다.[^51]

**Amur-LNG (메탄 재사용 로켓):**
러시아 최초의 메탄 부분 재사용 발사체. Soyuz-2 대체를 목적으로 Progress Rocket & Space Center가 개발 중이며 RD-0169 엔진(LOX/CH₄, 50회 재사용 설계) 8기 시제품 시험을 2023~2025년에 걸쳐 진행했다. 2026년 4월 발표에 따르면 실험 모델 발사 일정이 기존 2030년에서 **2028년으로 2년 앞당겨졌다**.[^52][^53][^54][^55]

#### 최근 1년 핵심 성과 (2025~2026)

| 사건 | 내용 | 시기 |
|---|---|---|
| Angara-A5 Plesetsk 발사 성공 | 군사 위성 Kosmos-2589 투입[^50] | 2025년 6월 |
| RD-191MR 3D 프린팅 엔진 시험 | 200톤 추력, 비용 40% 절감[^8] | 2025년 |
| Proton-M 3년 만에 재개 | Electro-L No.5 위성 발사[^47] | 2026년 2월 |
| Amur-LNG 개발 일정 2년 앞당겨 | 실험 모델 발사 2028년으로 변경[^52] | 2026년 4월 |
| Angara-A5V 개발 2030년 목표 확정 | 수소 3단 추가 중대형 발사체[^51] | 2025년 6월 |

#### 강점 / 약점

**강점:** 검증된 ORSC 엔진 기술(RD-191, RD-180 시리즈), 우주 발사 60년 이상의 운영 경험, 독자 제조 기반, 3D 프린팅 도입으로 Angara 생산 원가 절감 진전[^56][^8]
**약점:** 서방 제재로 인한 부품·자금 접근 제한, 재사용 로켓 상용화 최소 2028년 이후(약 12년 이상 격차), 발사 빈도 감소(Soyuz-2.1v 종료, Proton 감축), 민간 우주 기업 생태계 사실상 부재

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### 3.4 한국

#### 주요 기업 및 기관

- **한국항공우주연구원(KARI) / 한국우주항공청(KASA):** 누리호(KSLV-II), 차세대 발사체(KSLV-III) 총괄
- **한화에어로스페이스:** 75톤급 엔진 제조, KSLV-III 총괄 기업
- **이노스페이스(INNOSPACE):** 하이브리드 소형 발사체 한빛-나노
- **대한항공 + 현대로템:** 재사용 35톤급 메탄 엔진 공동 개발

#### 핵심 발사체 및 엔진

**누리호(KSLV-II):**
47.2m, 200톤, 3단형 발사체. 1단: 75톤급 LOX/케로신 가스 제너레이터 사이클 엔진 4기 클러스터(총 300톤 추력), 2단: 75톤급 1기, 3단: 7톤급 1기. 한국 독자 기술로 설계·제작·발사까지 전 과정 수행한 최초의 발사체로, 한국을 세계 7번째 75톤급 이상 액체 로켓 독자 개발국으로 만들었다.[^57][^58]

2025년 11월 27일 **누리호 4차 발사 성공:** 민간 기업(한화에어로스페이스+KAI)이 조립을 총괄한 최초의 민간 주도 발사로, 탑재 위성 13기(총 960kg, 차세대 중형위성 3호 등) 모두 성공적으로 발사·교신 성공했다. 이는 3차 발사(500kg 탑재) 대비 탑재 중량이 약 2배 증가한 성과다.[^59][^10]

향후 5차 발사(2026년 3분기), 6차 발사(2027년)가 계획되어 있으며 한화에어로스페이스가 총괄 주관한다.[^10]

**차세대 발사체(KSLV-III):**
2023년 7월 개발 시작, 총 예산 2조 2,920억 원, 2032년까지 달 착륙선 발사 목표. 초기 설계(LOX/케로신 100톤급 5기 클러스터)에서 2025년 12월 **메탄 기반 재사용 발사체**로 대폭 변경 확정되었다:[^60][^61]
- 1·2단 모두 **단일 80톤급 메탄 엔진** 적용(단일화로 개발 효율 제고)[^62][^60]
- 1단 회수 재사용 설계, 2031년 1단 Hopping 시험 포함
- 2030년 1차 발사(달 궤도 투입 검증) → 2031년 2차 → 2032년 3차(달 착륙선 발사)
- 목표 발사 비용: 10년 내 kg당 350만 원[^60]
- 1단 총 추력 500톤 (5기 클러스터 → 설계 변경 진행 중), LEO 페이로드 10톤 이상[^63]

**대한항공+현대로템 35톤급 재사용 메탄 엔진:**
2025년 12월 KRIT(국방기술기획평가원) 주관, 총 490억 원 규모의 35톤급 재사용 메탄 엔진 공동 개발 착수(2030년 10월 완성 목표). 현대로템이 엔진 파워팩 및 연소기 담당, 대한항공이 터보펌프 담당.[^64][^65]

**이노스페이스 한빛-나노(HANBIT-NANO):**
21.7m, 1.4m 직경, 2단형 소형 발사체. 1단: 25톤급 하이브리드 로켓 엔진(파라핀 고체+LOX), 2단: 액체 메탄·LOX 엔진. 2025년 12월 23일 브라질 알칸타라 발사장에서 첫 상업 발사 시도(Spaceward 미션) → **발사 후 30초 시점 1단 이상 감지, 비행 중단, 지상 충돌** (페이로드: 위성 5기 등 8개).[^66][^11][^67]

#### 최근 1년 핵심 성과 및 주요 사건 (2025~2026)

| 사건 | 내용 | 시기 |
|---|---|---|
| 누리호 4차 발사 성공 | 민간 주도 조립, 위성 13기·960kg 발사 성공[^10][^59] | 2025년 11월 27일 |
| KSLV-III 메탄 재사용 전환 확정 | 국가우주위원회 의결, 예산 2조 2,920억으로 증액[^60] | 2025년 12월 |
| 대한항공+현대로템 메탄 엔진 개발 착수 | 35톤급, 490억원, 2030년 완성[^64] | 2025년 12월 |
| 이노스페이스 한빛-나노 발사 실패 | 발사 30초 후 이상 감지, 비행 중단[^11] | 2025년 12월 23일 |
| KSLV-III 80톤급 메탄 엔진 단일화 방향 확정 | 1·2단 동일 엔진, 재사용 설계[^62][^68] | 2025년 |

#### 강점 / 약점

**강점:** 누리호로 확보한 75톤급 엔진 클러스터링·독자 설계 기술, 한화에어로스페이스 중심 민간 생산 체계 정착, 메탄 재사용 발사체로의 과감한 방향 전환, 달 탐사 비전을 통한 중장기 투자 유지[^57][^60]
**약점:** 현재 단계 발사체(누리호)는 가스 제너레이터 사이클로 기술 성숙도 낮음(Merlin 동급 사이클), 민간 발사체 한빛-나노 실패로 상업 발사 생태계 구축 지연, KSLV-III 개발 중 KARI-한화에어로스페이스 IP 분쟁 등 거버넌스 이슈[^68][^67]

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## 4. 비교 분석: 국가 간 기술 경쟁 구도

### 4.1 기술 성숙도 및 핵심 지표 비교

| 기준 | 미국(SpaceX) | 중국(CASC+LandSpace) | 러시아 | 한국 |
|---|---|---|---|---|
| 대표 엔진 | Raptor 3(FFSC, 메탄, 280tf) | YF-100(ORSC, 케로신) / Tianque-12A(메탄) | RD-191(ORSC, 케로신, 196tf) | 75톤급(GG, 케로신) |
| 최고 비추력(Isp) | 350s (Raptor 3)[^25] | ~340s (메탄, 추정) | ~338s (RD-191) | ~298s (75톤급) |
| 재사용 현황 | 상용 (32회/부스터 기록)[^3] | 시험 단계(2025.12 첫 시도, 실패) | 개발 중(2028 목표) | 기획 단계(2031 Hopping 목표) |
| 엔진 사이클 | FFSC | ORSC(국가) / FFSC 개발 중(민간)[^14] | ORSC | GG(현재) → SC(KSLV-III) |
| 연간 발사 횟수(2025) | 165회[^6] | 93회[^45] | ~약 15회 | 1회(누리호 4차) |
| TRL(재사용) | TRL 9(Falcon 9) / TRL 7~8(Starship) | TRL 4~5 | TRL 3~4 | TRL 2~3 |
| 상업화 수준 | 완전 상업화(전 세계 시장 점유율 ~18%)[^9] | 급속 성장(국내 시장 위주) | 감소 추세 | 초기 시장 진입 시도 |

### 4.2 추진 방식별 국가 전략 비교

| 추진 방식 | 미국 | 중국 | 러시아 | 한국 |
|---|---|---|---|---|
| LOX/케로신 | Falcon 9(Merlin, GG) 주력 | Long March 주력(YF-100 등) | Soyuz, Angara 주력(RD-191) | 누리호(75톤급, GG) 현재 주력 |
| LOX/메탄 | Starship(Raptor, FFSC) 차세대 주력, New Glenn(BE-4) | Zhuque-2/3(메탄), Long March 12A, BF-20 개발 | Amur-LNG(RD-0169) 개발 중 | KSLV-III 80톤급 메탄 개발 예정 |
| LOX/LH₂ | ULA Centaur V(RL-10), SLS(RS-25) 유지 | Long March 5(YF-77) 유지 | Angara-A5V 수소 3단 개발 중 | 계획 없음 |
| 하이브리드 | 소형 스타트업 일부 | 일부 소형 | 없음 | 이노스페이스(한빛, 25톤 GG) |
| 고체 | ULA SRB, 국방 분야 | 짐룽(Smart Dragon) 등 | 없음(일부 킥모터) | 소형 고체(군) |

### 4.3 발사 비용 경쟁 구도

| 기업/발사체 | kg당 LEO 비용(추정) | 재사용 여부 |
|---|---|---|
| SpaceX Falcon 9 | ~$2,700/kg | 1단 재사용 |
| SpaceX Starship(목표) | <$100/kg (완전 재사용 시) | 완전 재사용 목표 |
| LandSpace Zhuque-3(목표) | ~$3,000/kg (회수 성공 시)[^13] | 1단 재사용 목표 |
| ULA Vulcan Centaur | ~$10,000/kg | 부분(엔진 모듈) |
| Angara-A5 | ~$10,000/kg | 미사용 |
| 누리호 KSLV-II | 높음(국가 주도, 비상업) | 없음 |
| KSLV-III(목표) | 350만 원/kg[^60] | 1단 재사용 목표 |

***

## 5. 핵심 기술 Deep Dive

### 5.1 풀 플로우 스테이지드 컴버스천(FFSC)

FFSC는 연료 풍부 예연소기와 산화제 풍부 예연소기를 각각 구동하여 모든 추진제를 기화 상태로 주 연소실에 공급하는 사이클이다. 이론상 최고 효율(Isp 최대화)을 달성하며 터빈 온도를 분산시켜 내구성을 높인다. 수십 년간 "지나치게 복잡하다"고 여겨졌으나 SpaceX Raptor가 2019년 최초 비행 적용 후 2025년까지 280tf/350s의 성능을 달성했다. 현재 유일하게 상용 비행 검증된 FFSC 엔진이며, 중국 LandSpace BF-20 엔진이 220톤급으로 2026년 3월 장기 시험에 성공해 두 번째 FFSC 비행 엔진 후보로 떠올랐다.[^69][^70][^15][^14]

### 5.2 메탄 재사용 추진 시스템

메탄은 케로신 대비 연소 후 그을음이 거의 없어 엔진 세척·재점화가 용이하며, 진공 환경에서의 비추력이 더 높다. LOX/메탄 시스템의 추진제 비추력은 330~350s(해수면)~365s(진공)으로, RP-1의 282~311s를 크게 능가한다. SpaceX는 Raptor 3를 7% 경량화(Raptor 2 대비), Raptor 1 대비 51% 추력 향상을 달성했다. 메탄 추진 시장은 2025년 42억 달러에서 2034년 148억 달러로 15% CAGR 성장이 예상된다.[^25][^27][^2][^1]

### 5.3 재사용 1단 수직 착륙 기술

1단 부스터의 수직 착륙(Powered Descent + Landing)은 재사용 비용 절감의 핵심이다. SpaceX Falcon 9은 2015년 최초 성공 이후 2025년 기준 누적 520회 이상 착륙 성공, 단일 부스터 32회 재사용 기록을 보유한다. Starship Super Heavy는 발사 패드의 기계 팔(Mechazilla)을 이용한 공중 포획 방식으로 여러 차례 성공했다. 중국은 2025년 12월 Zhuque-3과 Long March 12A로 첫 궤도 발사+1단 회수 시도를 동시에 수행했으나 두 건 모두 1단 착지에 실패했다. 이 격차를 좁히기 위해 중국 상업 우주기업 6개 이상이 2026~2027년에 재사용 시험 예정이다.[^71][^4][^22][^20][^3][^39]

### 5.4 적층 제조(3D 프린팅) 엔진 제조

3D 프린팅은 복잡한 냉각 채널, 통합 인젝터, 터보펌프 임펠러 등을 단일 공정으로 제작 가능하게 한다. Rocket Lab Rutherford 엔진은 추진제 밸브, 인젝터, 펌프, 연소실을 모두 3D 프린팅으로 제작한 세계 최초 궤도급 엔진이다. 러시아 RD-191MR은 적층 제조로 비용 40%, 시간 2.5배 절감을 달성했다. Raptor 3 엔진도 파트 통합 및 경량화에 3D 프린팅을 광범위하게 활용했으며, 이는 산업 전반의 표준 공정으로 자리잡았다.[^72][^34][^8]

### 5.5 전기 펌프 방식(Electric Pump-Fed) 엔진

고압 배터리로 전기 모터를 구동하는 방식으로, 터보펌프 대비 부품 수가 적고 정밀한 추력 제어가 가능하다. 소형 발사체에 최적화되어 있으며, Rocket Lab Rutherford(2.5kN급)를 효시로 현재 중국 Spark Space Lieyan-2(100kN, 2026년 시험)가 전기 펌프 방식 최고 추력을 경신했다. 배터리 에너지 밀도 향상에 따라 중형 발사체 적용도 검토 중이나 현재까지는 소형 발사체의 영역이다. 전 세계 전기 펌프 로켓 시장은 2024년 3,350만 달러에서 2035년 7,100만 달러로 성장 예상(CAGR 4.46%).[^18][^17]

***

## 6. 미래 전망

### 6.1 향후 5년 기술 방향 (2026~2031)

**미국:**
- SpaceX Starship V3(Raptor 3 탑재, Flight 12) 2026년 발사 후 궤도 운용 상용화 추진. Starship V4(Raptor 4 엔진, 300tf+ 목표, 2027년 개발)로 이어지는 급진적 발전 예상.[^73]
- Falcon 9은 보조 발사체로 지속 운용(목표 40회 재사용까지). Blue Origin New Glenn은 2026년 재비행 시도 후 상업 운용 확대.
- NASA Artemis 월면 착륙 임무(2026~)에서 Starship HLS(Human Landing System)가 핵심 역할 담당.
- ULA Vulcan은 NSSL 시장 SpaceX와 양분 구조 유지.

**중국:**
- Zhuque-3, Long March 12A의 2~3차 비행에서 1단 회수 성공 예상(2026~2027년).
- BF-20 엔진(FFSC, 220톤) 기반 Zhuque-4 중대형 재사용 로켓 개발 착수.
- 2026년에만 최소 4개 이상의 재사용 발사체가 시험 비행 예정.[^71]
- 연간 100회 이상 발사 목표로 글로벌 SpaceX 추격 본격화.[^44]

**러시아:**
- Amur-LNG 실험 모델 1단 발사 및 착륙 시험(2028년 목표).[^52]
- Angara-A5M(RD-191M, RD-191MR 3D 프린팅 엔진) 운용 개시 및 발사 빈도 확대.
- 서방 제재 지속으로 첨단 전자 부품 접근 제한, 독자 기술 개발 가속과 병행.

**한국:**
- 누리호 5·6차 발사(2026, 2027)로 운용 신뢰성 강화, 상업 발사 서비스 기반 마련.
- KSLV-III 80톤급 메탄 엔진 설계 확정 및 연소 시험(2026~2028 예상).
- 대한항공+현대로템 35톤급 재사용 메탄 엔진 완성(2030년).[^64]
- 이노스페이스 한빛-나노 실패 원인 분석 후 재도전(2026~2027 예상).[^11]

### 6.2 게임 체인저 기술

1. **Starship 완전 재사용 상용화:** Starship V3 성공 시 kg당 발사 비용이 Falcon 9 대비 1/30 이하로 떨어질 가능성이 있으며, 이는 전 세계 발사 시장 구조를 근본적으로 재편할 수 있다. 위성 대형화 및 배치 비용 급감→ 메가 컨스텔레이션 경쟁 가속화.

2. **중국 재사용 1단 회수 성공:** 2026~2027년 중국이 Falcon 9급 재사용 기술을 달성하면 저비용 발사 서비스의 경쟁자가 추가되어 글로벌 가격 경쟁 더욱 심화.

3. **FFSC 메탄 엔진의 다극화:** SpaceX Raptor에 이어 LandSpace BF-20이 FFSC 엔진을 확보하면 최고 효율 엔진이 두 회사 이상으로 분산되어 미국의 기술 독점 약화.

4. **전기 펌프 방식의 중형화:** 배터리 에너지 밀도 2~3배 향상 시, 전기 펌프 방식이 중형 발사체(5~20톤 LEO급)로 확대되어 소형 위성 발사 시장의 비용 혁명 가능.

5. **한국 KSLV-III 2032 달 착륙 달성:** 메탄 재사용 발사체 기반의 독자 달 착륙선 발사는 한국을 소수의 독자 달 탐사 능력 보유국 반열에 올리며 국제 우주 시장에서의 위상을 크게 높일 수 있다.[^61][^60]

***

*본 보고서는 공개 자료 기반의 분석이며, 군사·기밀 프로그램의 기술 수준은 포함되지 않았음.*

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## References

1. [The Methane Revolution in Spaceflight: Why So Late?](https://spaceambition.substack.com/p/the-methane-revolution-in-spaceflight) - Leading space companies are increasingly developing methane-powered rockets, as methane unlocks the ...

2. [Methane-Based Rocket Propulsion Market Research Report 2034](https://dataintelo.com/report/methane-based-rocket-propulsion-market) - The methane-based rocket propulsion market was valued at $4.2 billion in 2025 and is projected to re...

3. [SpaceX sets rocket-reusability record with Falcon-9 booster as it launches 29 more Starlink satellites: VIDEO](https://indianexpress.com/article/technology/science/spacex-rocket-reusability-record-falcon-9-starlink-satellites-video-10410177/) - SpaceX’s Falcon 9 booster completed its 32nd mission after launching 29 Starlink satellites, marking...

4. [China's second attempt at completing a reusable rocket test fails](https://www.cnbc.com/2025/12/23/chinas-second-attempt-at-completing-a-reusable-rocket-test-fails.html) - The first stage of China's reusable Long March 12A "was not successfully recovered" during the rocke...

5. [China's CASC Achieves 73 Space Launches - The Daily CPEC](https://thedailycpec.com/chinas-casc-achieves-73-space-launches/) - CASC completed a record 73 space launches in 2025, sending over 300 satellites into orbit, marking a...

6. [SpaceX Breaks Annual Launch Record With 165 Orbital Flights in ...](https://spacexstock.com/spacex-breaks-annual-launch-record-165-orbital-flights-2025/) - SpaceX has set a new standard for orbital launches in a single year, clocking an extraordinary 165 m...

7. [Chinese LandSpace just hit a major milestone with a successful ...](https://www.facebook.com/SpaceXFP/posts/chinese-landspace-just-hit-a-major-milestone-with-a-successful-long-duration-tes/966487185899338/) - Beijing-based LandSpace became the world's first company to launch a methane-liquid oxygen rocket to...

8. [Russia's 3D-Printed 200-Ton Rocket Engine for Angara-A5M](https://www.youtube.com/watch?v=bZ1azP4VDxE) - In 2025, Russia successfully conducted hot-fire tests of the RD-191MR — a next-generation liquid roc...

9. [Satellite Launch Vehicle Market Size, Growth Report 2026-2035](https://www.gminsights.com/industry-analysis/satellite-launch-vehicle-slv-market) - The global satellite launch vehicle (SLV) market was valued at USD 19.4 billion in 2025. The market ...

10. [민간 우주시대 연 韓, 누리호 5차 발사-차세대 발사체 개발 추진[글로벌 ...](https://www.donga.com/news/It/article/all/20260116/133174399/2) - 가장 임박한 5차 발사는 누리호의 반복 발사 운용 능력을 검증하는 자리가 될 것으로 전망된다. 또 다수의 초소형 위성과 기술 실증 위성을 궤도에 올리는 ...

11. [Innospace Begins Probe Into Hanbit-Nano Launch Failure](https://en.sedaily.com/technology/2025/12/29/innospace-begins-probe-into-hanbit-nano-launch-failure) - Innospace's Hanbit-Nano rocket failed during its first commercial launch from Brazil on Dec. 23, wit...

12. [China launches Zhuque-2 carrier rocket](http://english.www.gov.cn/news/202307/12/content_WS64ae3ff6c6d0868f4e8ddb66.html) - China on Wednesday successfully launched a new carrier rocket into space from the Jiuquan Satellite ...

13. [Tech Review 2025: Reusable rockets just got real - CGTN](https://news.cgtn.com/news/2025-12-27/Tech-Review-2025-Reusable-rockets-just-got-real-1Jrm4RySKek/p.html) - In China, multiple reusable rockets are scheduled for new attempts in 2026. Some of them will stick ...

14. [China's BF-20 Methane Engine Hits 220 Tons of Thrust - YouTube](https://www.youtube.com/watch?v=MlXdxqvWsmc) - ” China's private space company LandSpace has revealed an important breakthrough in rocket propulsio...

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17. [Electric Pumps: The Quiet Revolution Powering the Next Generation ...](https://blog.marketresearch.com/electric-pumps-the-quiet-revolution-powering-the-next-generation-of-rockets) - Explore the rise of electric pumps in rocketry & simpler maintenance for the future of space explora...

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25. [SpaceX Reveals Raptor 3 Engine and Specifications](https://www.nextbigfuture.com/2024/08/spacex-reveals-raptor-3-engine-and-specifications.html) - SpaceX has unveiled the Raptor 3 engine, marking significant advancements in thrust, specific impuls...

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41. [China Landspace Reusable Zhuque-3 Commercial Rocket Pre-flight ...](https://www.instagram.com/reel/DQE8DQ7EstX/) - 9 likes, 0 comments - friendsofnasa on October 21, 2025: "China Landspace Reusable Zhuque-3 Commerci...

42. [Landspace Launches Six Satellites with Methane-Powered Rocket in Landmark 2025 Mission](https://gayaone.com/en/world-events/breaking-news/landspace-launches-six-satellites-with-methane-powered-rocket-in-landmark-2025-mission) - China's LandSpace Technology successfully launched its Zhuque-2E Y2 methane-powered rocket, carrying...

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47. [Russia Officially Resumes Launches of the Proton-M Rocket](https://www1.ru/en/news/2026/02/12/rossiia-oficialno-vozobnovliaet-puski-rakety-proton-m.html) - The State Commission has approved the carrier for fueling; the launch will take place on February 12...

48. [Russia Plans at Least Four Proton Rocket Launches Until End of ...](https://en.sputniknews.africa/20240423/russia-plans-at-least-four-proton-rocket-launches-until-end-of-2025-developer-reveals-1066190650.html) - MOSCOW (Sputnik) - Per the agreements between Russia and Kazakhstan, the plan was to cease launching...

49. [Angara A5 - Space Stats](https://spacestatsonline.com/rockets/angaraa5/) - Orbital launch stats from around the world.

50. [Russia's Angara-A5 carrier rocket with satellites blasts off ... - TASS](https://tass.com/science/1975893) - Angara is a family of Russian launch vehicles ranging from light-to heavy-lift classes

51. [Roscosmos shifts the development timeline for the Angara-A5V rocket](https://www1.ru/en/news/2025/06/17/roskosmos-sdvinul-sroki-razrabotki-rakety-angara-a5v.html) - The development of the heavy-lift launch vehicle Angara-A5V with a hydrogen-oxygen third stage is pl...

52. [Launch of Reusable Amur-SPG Rocket Accelerated by Two Years](https://www1.ru/en/news/2026/04/10/rossiia-vernetsia-v-elitu-kosmonavtiki-pusk-mnogorazovoi-rakety-amur-spg-uskorili-na-dva-goda.html) - Prototype to be sent into orbit in 2028 instead of 2030. The year 2028 will be crucial for the devel...

53. [Russia will test the Amur-LNG rocket in 2025-2028 - Oreanda-News](https://www.oreanda-news.com/en/nauka_i_tehnika/russia-will-test-the-amur-lng-rocket-in-2025-2028/article1545219/) - OREANDA-NEWS Russia will test the reusable first stage of the Amur-LNG rocket in 2025-2028, and it i...

54. [Russia Is Building a Reusable Methane-Powered Rocket for Space ...](https://nationalinterest.org/blog/buzz/russia-building-reusable-methane-powered-rocket-space-bw) - A partially reusable, methane-fueled orbital launch vehicle designed to replace the aging Soyuz–2 fa...

55. [The engine of the reusable Amur-LNG rocket will be tested by ...](https://vpk.name/en/512198_the-engine-of-the-reusable-amur-lng-rocket-will-be-tested-by-november-2025.html) - The first prototype methane engine for the new reusable launch vehicle Amur-LNG will be manufactured...

56. [Proton (rocket family) - Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Proton_(rocket_family))

57. [Nuri (rocket) - Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Nuri_(rocket)) - All three stages use Korean developed launch vehicle engines, making Nuri the first orbital launch v...

58. [Korean Launch Vehicle NURI - 한국항공우주연구원](https://www.kari.re.kr/eng/contents/178) - Total Length : Approximately 47.2 meters; Total Mass : 200 tons; Diameter : 3.05 meters; Thrust : Fi...

59. [한국형발사체 누리호 - 한국항공우주연구원](https://www.kari.re.kr/kor/contents/51) - 누리호 개발 사업은 1단계에서 추진기관 시험설비 구축과 7톤급 액체엔진 연소시험, 2단계 목표인 75톤급 액체엔진 개발과 시험발사체 발사(2018)에 성공했다. 시험발사체 ...

60. [South Korea Develops Reusable Methane Launch Vehicle](https://www.chosun.com/english/industry-en/2025/12/22/FWPYU4FLZFCL5ORUGATGAD2SU4/) - South Korea Develops Reusable Methane Launch Vehicle 2.3 Trillion Won Project Aims for 2032 Lunar La...

61. [Next-Generation Launch Vehicle - KARI - 한국항공우주연구원](https://www.kari.re.kr/eng/contents/177) - The project aims to develop a next-generation launch vehicle for large satellite deployment and spac...

62. [KARI: KSLV-III Updates and Discussions](https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=59031.0) - KARI: KSLV-III Updates and Discussions

63. [KSLV-III - Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/KSLV-III)

64. [Korean Air, Hyundai Rotem to build reusable methane rocket engine](https://www.koreatimes.co.kr/business/tech-science/20251203/korean-air-hyundai-rotem-to-build-reusable-methane-rocket-engine) - Korean Air and Hyundai Rotem said Wednesday they will jointly develop a reusable 35-ton-class methan...

65. [Korean Air, Hyundai Rotem To Develop Reusable Methane Rocket ...](https://aviationweek.com/space/launch-vehicles-propulsion/korean-air-hyundai-rotem-develop-reusable-methane-rocket-engines) - Korean Air’s Aerospace Division and Hyundai Rotem have launched a joint program to develop a 35-ton-...

66. [International launches fill manifest during last full week of 2025](https://www.nasaspaceflight.com/2025/12/launch-roundup-122225/) - The last full week of 2025 will be a busy one, with nine launches scheduled…

67. [Hanbit-Nano Crashes 30 Seconds Into Launch](https://www.chosun.com/english/industry-en/2025/12/23/GKKSU7TDMZECPKI4BWSGCJMVW4/) - Hanbit-Nano Crashes 30 Seconds Into Launch Innospaces stock plunges 22% after failed launch; rocket ...

68. [Korea considers methane engines and enhanced performance for next-gen launch vehicle](https://biz.chosun.com/en/en-science/2025/02/10/3I2KNBBAIRGYNJ3AZH27KKJ6OI/) - Korea considers methane engines and enhanced performance for next-gen launch vehicle Korea weighs th...

69. [How Raptor 3 Stacks Up...](https://newspaceeconomy.ca/2026/04/16/spacex-raptor-3-engines-and-the-next-step-in-starship-propulsion/) - On August 3, 2024, a performance card put the first public numbers behind SpaceX Raptor 3 engines: 2...

70. [Stoke Space managed to make a full-flow staged combustion cycle ...](https://www.reddit.com/r/rocketry/comments/1k1mjjf/stoke_space_managed_to_make_a_fullflow_staged/) - Stoke Space managed to make a full-flow staged combustion cycle (FFSC) engine in less than 18 months...

71. [Why China has progressed so fast on reusable space rockets?](https://www.reddit.com/r/SpaceXLounge/comments/1pd5t4t/why_china_has_progressed_so_fast_on_reusable/) - China has two reusable rockets, Zhuque 3 and Long March 12A attempting on December 2025 to launch an...

72. [3D printing shakes up the space industry - The Washington Post](https://www.washingtonpost.com/business/2025/05/06/rocket-engines-3d-printing-space/) - Several companies have tapped into the domestic space industry with an additive manufacturing proces...

73. [SpaceX Starship V3 and V4 and Raptor V3 and V4](https://www.nextbigfuture.com/2025/09/205681.html) - SpaceX Raptor 3 rocket engine had it first hot-fire in August 2024 and entered scaled production by ...

