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완벽한 재사용 로켓에 가까워지는 SpaceX의 로켓들!

김승조의_우주항공기술강좌 작성자: 김승조
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작성일: 2019-07-09 21:26:49

지난 6 25일 미국 국방부의 STP(Space Test Program)-2 위성들의 궤도 투입에 성공한 SpaceX Falcon Heavy 로켓은 여러가지 기록을 남겼다. 우선 24개의 인공위성들을 3개의 다른 궤도에 올렸다는 것이다. 각각의 궤도에 위성들을 올리기 위해 2 Merlin Vacuum 엔진은 4번에 걸친 점화를 성공적으로 이루면서 발사 13분 후는 저궤도에, 그리고는 태양동기궤도에, 마지막으로 공군 위성을 중궤도에 성공적으로 위치시킨 때는 발사 3시간 30분을 지난 후 이었다. 2단 로켓엔진 혼자서 엄청나게 복잡하고 어려운 궤도 투입 작업을 착오없이 수행한 것이다. 탄성을 올리지 않을 수 없는 쾌거로 보인다.




STP-2 위성들 발사를 위해 기립중인 Falcon Heavy. 가장 어렵고 복잡한궤도 투입 과정이었다.


24기의 위성이 탑재된 페어링 내부




1, 2 Falcon Heavy 발사 때와 마찬가지로 2개의 양옆 부스터를 지상에 사뿐이 내리는데도 성공했다. 그러나 1단 센터 로켓은 발사장에서 1200Km 떨어진 대서양에 대기하고 있던 바지선을 간발의 차이로 놓치면서 연착륙에 실패 했다. 미 공군 당국의 엄격한 요구조건들을 만족하느라 발사 후 3 40초경 2단과 분리될때 120Km 고도에서 3.1Km/s( 마하 9의 속도)라는 너무나 큰 하강속도로 인한 공기력에 의한 가열 때문에 엔진부와 추력방향조절장치(TVC)가 망가지면서 바지선에 내리는 데 실패한 것이다.




3개의 서로 다른 높이의 궤도면에 올리기 위해 작동한 시간대비 고도(푸른색), 가속도(붉은색)




그러나 다른 놀라운 성취는 그간 여러 번 시도했던 페어링 회수시도에 드디어 성공했다는 것이다. 페어링에 소형 추진 장치를 달아서 낙하 제어를 하면서 성공적으로 해상에서 기다리고 있는 대형 회수용 그물에 안전하게 내린 것이다.

Elon Musk에 의하면 페어링은 제작비가 6백만달러에 달한다고 하며 궁극적으로 페어링 모두를 회수해서 재사용함으로써 발사비용을 더욱 줄이려는 시도인 것이다.

SpaceX는 이 놀라운 성취를 담은 비디오를 어제 공개했다.

https://www.youtube.com/watch?v=kfm_ytIcuPk

1단 로켓 만이 아니라 페어링까지 사용 후 버리지 않고 회수하는데 성공함으로써 간단한 정비 후에 다시 사용하려는 꿈과 같은 "완전한 로켓의 재사용" 방향으로 한발 한발 진보해 가고 있는 것이다. 궁극적으로는 여객기처럼 착륙 후 간단한 점검 후에 다시 발사하게 되는 날이 멀지 않았을지 모른다.

이번 발사로 투입된 위성 24개는 아래와 같다.

 

Name

Operator

Orbit

Mass

Mission

US Air Force

MEO, 6-12 000 km

600 kg

Three hosted payloads on an ESPA ring with attached avionics, DSX will explore the EM propagation characteristics, space weather, and space environment of MEO.

NOAA/NASA/Taiwan

LEO, 520 km × 520 km, 24°

278 kg x 6

Use GPS occultation to obtain profiles of multiple variables throughout the depth of the atmosphere for weather prediction and research; space weather instruments.

NASA

LEO

180 kg

Test a new environmentally friendly and less toxic ("green") storable propellant.

Michigan Tech

LEO

70 kg

Validate technology for determining satellite orientation using ground imagery.

General Atomics

LEO

138 kg

Technology demonstrator of hosting platform; atomic clock for NASA JPL to improve future spacecraft navigation. Also contains a capsule of cremated human remains for Celestis.

Naval Postgrad School

LEO

86 kg

Investigate space weather, radio frequency propagation and ionospheric conditions.

Georgia Tech

LEO

71 kg

Test automated trajectory control, close proximity operations and rendezvous. Release LightSail-B.

Planetary Society

LEO

5 kg

Test a novel solar sail. Crowd-funded.

U Texas

LEO

4 kg

Sense dust impacts and demonstrate GPS occultation.

USAF Academy

LEO

5 kg

Test a photon sieve-based solar telescope.

SRI International

LEO

4 kg

Measure ionospheric distortion to determine upper-atmospheric properties.

US Naval Academy

LEO

2 kg

Relay radio data from remote sensors to ground station and serve ham radio users.

US Naval Academy

LEO

1 kg

Demonstrate a uCAT electric propulsion system and carry a ham radio payload.

TEPCE 1 & 2 x2

Naval Research Lab

LEO

1.5 kg

Test a 1 km electrodynamic tether for propulsion.

Cal Poly

LEO

2 kg

Record launch environment data and test real-time inter-satellite data links.

Merrit Island HS

LEO

1 kg

Stream live telemetry data to CP9 (LEO) satellite.

 


댓글 5

  • 언젠가는 2019-07-19 추천 0

    미국의 우주개발 산업은 국가에서 직접 하기보다 민간에 맡기는 것이 더 효율적이라 판한하에 민간에서 연구개발 할수 있게 밀어주고 있어요 우리나라 상황과는 많이 다릅니다

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  • 푸른번개 2019-07-11 추천 0

    미국의 일개기업이 이정도의 기술력을 보유한 것에 대해 부럽다고 하시는 분들께 한말씀드리자면...

    제가 알기론 현재 우리나라에 이런분야에 이렇게 장기적으로 막대한 기술투자를 할만한 전략을 가진 기업도 없을뿐더러 국가차원에서 이러한 발사체 기술을 보유하려고 90년도부터 전략을 수립하려다 여러분들이 많이 알고 있는 내외부의 커다란 장벽때문에 매번 무너졌었습니다.
    우리도 안하려고 했을까요? 시도를 했었죠. 그 많은 장벽을 뚫고 그나마 이정도까지 온 겁니다. 아직 갈길이 멀기에 더 많은 장기적인 투자가 계속 되어야 합니다. 정권이 바뀌었다고 전정권의 치적이라는 명목으로 예산삭감하는 미친짓 좀 안한다면 나갈 수 있습니다.
    한가지 부품을 만들기 위해서도 많은 기초기술이 필요한데, 외국에서 기술이나 부품을 사오면 되지, 외국의 발사체를 사용하면 되지 왜 개발을 하려고 하냐는 그런 정신나간 미친 사람들만 없다면 우리도 달이 아니라 심우주까지 위성을 보낼 수 있습니다.

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  • raptor79 2019-07-11 추천 0

    민간기업이 이 정도의 기술력을 보유할 수 있는 나라...
    무조건 반미를 외치는 사람들이 한 번 생각해봤으면 좋겠습니다.

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  • 래이맨 2019-07-11 추천 0

    좋은 글 감사합니다. SpaceX는 요즘 모든 발사를 유튜브에서 생중계하고 있죠. 1단 로켓 한 개는 드론쉽에 정확하게 내려왔으나 자세를 잡지 못하고 자빠졌는데 새로운 방법으로의 도전이라 별로 아쉬워 하지 않더군요. 미국 혼자 우주개발을 이렇게 엄청난 속도로 하면 우리처럼 다시 깊은 잠에 빠져드는 나라는 어쩌라는 건지

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  • 네오제다이 2019-07-11 추천 0

    크... 부럽군요

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