기타공학/비행기2018.05.22 00:05


항공기에서 발사되는 로켓 개발의 간단한 역사




로켓은 우주에 뭔가를 내보내기 위한 유일한 수단입니다.



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높이에 따라 다르지만, 지구 저궤도라고 해도 10톤을 올리기 위해,  20톤의 로켓에 400톤의 연료를 싣고 발사해야 하는 '막장의 가성비'를 가지는데요.



중력을 벗어난다는게 쉬운일이 아니라서 딱히 현재의 화학로켓을 대체할 방법이 없는 것도 현실입니다.



그래서 비용이라도 줄여 보자며 나온 방식이 재활용 컨셉의 스페이스 엑스의 팔콘 X이고, 아예 로켓을 비행기에 달아 쏘는 기술도 상용화 된 상태입니다.



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이걸 'Air Launch to orbit' 이라고 하는데요. 



한 번 쯤 보셨을 거에요. 항공기에 로켓을 매달아 저렴(?)하게 고고도까지 올려준 뒤, 로켓을 발사해서 적은 연료로 위성을 저궤도에 올리는 방식이지요.






언제나 그렇듯 미국의 나사가 가장 먼저 시작합니다. 민간용이 아니라 군용이었지요.



냉전이 절정이었이던 1980년대, 자국 영토를 감시하는 소련의 감시위성을 격추하겠다는 계획을 세우는데요.



ASAT라 불리우는 프로그램으로, 전투기에 인공위성 격추 미사일을 달아 발사하는 형식으로 개발이 진행됩니다.



www.nationalmuseum.af.mil




실제 F-15에 ASM-135 Vought라는 미사일을 개발해서, 1987년 시험 격추에 성공하긴 했는데....



이게 문제가 하나 있었습니다. 



높은 고도의 위성을 잡기 위해서는 미사일이 어느 수준 이상이 되어야 하는데 F-15는 너무 작았던 것이지요.



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스파이 위성이 낌새를 채고 조금만 궤도를 변경하거나, 아얘 처음부터 높은 고도에 올려버리면, 사이즈가 작은 보우트 미사일로는 어찌할 도리가 없었습니다.



아무리 천조국이라도 가성비를 생각하지 않을 수 없었지요. 결국 ASAT 프로그램은 더이상 진전 없이 사장되고 맙니다. 



(성능이 개량되어 극비에 배치가 끝났을 런지도 모를 일입니다만;;;;)



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그래서 그 다음으로 등장한게, 상용기 발사 시스템인 오비탈사의 페가수스입니다.



ASAT와 달리 처음부터 군사적 상업적 이용을 목적으로 개발 되었고, 처음 NASA에서 개발 될 때는 B-52가 플랫폼으로, 



이후 오비탈사이언스로 프로젝트가 넘어가 뒤에는 록히드의 L1011 여객기가 플랫폼으로 사용됩니다.



www.nasa.gov




4만 피트 상공 (12,000m)에서 발사되어 지구 저궤도에 위성을 올리게 되지요.



발사체인 23톤의 페가수스 XL 로켓은 443 kg LEO 탑재 능력을 가져, 1990년 초도비행 후 나름 쏠쏠한 40회의 상업 발사 실적을 가지고 있습니다. (35회 성공)



기존 발사 방식에 비해 날씨의 영향을 받지 않는 장점은 있었으나....의외로 가성비 폭망이었습니다.



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1997년까지 초기 발사 성공률이 40%에 불과해, 이런 저런 옵션에 기술적 보완이 추가되다 보니, 



최초 회당 6백만 달러 였던 발사 비용이 3천만 달러, 우리 돈으로 3천억원 가까이 치솟게 되어, '틈새시장' 공략에는 별로 재미를 보지 못한 상황입니다.



사용자 입장에서는 발사 실패를 대비해 예비 위성을 확보해야 했을런지도...



사이즈가 작아서 그런거 아님? 가성비를 높이려면 발사체 더 크게 만들면 되는 거 아님?



그래서 등장한게 바로 '스트라토 런치 시스템'입니다.



www.stratolaunch.com




대형 로켓을 싣기 위해 쌍동체에 6개의 제트엔진을 장착한 괴물급 전용 기체를 만들었는데,



폭이 무려 117m에 최대 이륙중량이 540톤입니다. 날개 길이만으로는 상용기체중 가장 큰 덩치를 자랑하거든요.



www.stratolaunch.com






한참 개발 중으로, 얼마전에는 지상활주 테스트의 장면이 유튜브에 공개되기도 했습니다.



공교롭게도 탑재 로켓으로는 오비탈사의 페가수스2가 실릴 예정인데, 



전작의 상업적 실패(?)를 얼마나 만화할 수 있을지는 조금 지켜봐야할 것 같습니다.





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저가 발사체의 경쟁이 로켓 재사용 vs 항공기 발사의 양자 구도로 이뤄지고 있는데,



세계 최강의 발사체 스페이스x의 팔콘 헤비가 발사에 성공하면서 일단은 재사용 쪽이 앞서 나가는 형입니다.



다만, 우주개발의 가장 큰 화두가 여전히 '경제성'인 만큼, 스트라토 시스템이 성공만 한다면 항공발사 로켓도 계속 진화하지 않을까 생각됩니다. 



www.stratolaunch.com




흠....이러다 개인 비용으로 위성 만들어 가질 날도 머지 않은 걸까요. 



스토커 위성은 사생활 침해의 우려가 있으니, 개인이 가질 수 없습니다 라는 공익광고를 볼런지도 모르겠네요. ㅋ





Posted by 위저드아이언 wizard_IRON