KSLV-I 로켓 과 2025년 달 탐사선 발사

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2025년 달 탐사선 발사

KSLV-I (Korea Space Launch Vehicle-I)

 

KSLV-I (Korea Space Launch Vehicle-I)은 당초 2005년에 발사되기로 했던 대한민국 최초의 우주발사체이다. 계획이 확대 변경되어 2008년 12월로 발사가 연기되었다.

중량 100Kg의 위성체를 38.0도의 300Km 고도에 올리는 것이 목표인 것은 변하지 않았다. 그러나 KSR-3 3개와 2단계 추진체로 KSR-1을 사용하려던 당초 계획이, 러시아 안가라 로켓의 1단 추진체인 Angara UM 1개를 1단으로 하고 2단 추진체는 KSR-1로 하기로 변경되었다. 이로 인해 로켓의 전체 무게는 당초 20톤에서 140톤으로 증가하게 되었다.

나로 우주 센터에서 발사가 되어 초당 7.9㎞ 속도로 날아간다. 400초(6분 남짓)가 조금 지나면 궤도로 진입한다. 2단 발사체는 이후 140초쯤 뒤에 위성체에서 떨어져 나오면서 필리핀 바다로 추락한다. 발사체는 떨어지면서 하얀 분말처럼 부서져 안전하다.

 

Function	Expendable launch vehicle
Manufacturer	Khrunichev / KARI
Country of origin	Russia / Republic of Korea
Size
Height	30 m (98 ft)
Diameter	3.9 m (12.7 ft)
Mass	140,000 kg (300,000 lb)
Stages	2
Capacity
Payload to LEO	100 kg (to 300 km orbit with 38o inclination) (220 lb)
Launch history
Status	In Development
Launch sites	Naro Space Centre
Total launches	0
Maiden flight	30 July 2009 (scheduled date)
First stage
Engines	1 Angara UM RD-191
Thrust	2,094.7 kN
Specific impulse	338 sec
Burn time	300 seconds
Fuel	LOX/Kerosene
Second stage
Engines	1 KSR-1
Thrust	86.2 kN
Specific impulse	250 sec
Burn time	25 seconds
Fuel	Solid

 

 

 

                                      [2008년말  KSLV-1 발사체과학 기술 위성2호]

[러시아의 기술이전]

러시아 의회는 한국과 러시아 정부가 체결한 '위성발사체 설계기술 협력 등을 위한 우주기술보호협정(TSA)'을 만장일치로 비준했다. 이 협정으로 러시아가 대한민국에 이전하는 기술은 다음과 같다:

액체연료저장을 위한 상세설계 기술

발사체의 핵심기술

발사체와 발사대를 연결하는 기술

발사대 운용기술

[KSLV-1의 제원]

1단 로켓:

1.러시아 RD-151 엔진 사용

2.액체연료 로켓(산화제:Lox 연료:Kerosene)

3.러시아 제작

4.추력 170톤. 단일 엔진으로 이 정도의 추력을 내는 것은 러시아만이 보유한 기술이다.

2단 로켓:

1.KM모터, 킥모터 또는 부스터라고 부르는 고체로켓 사용.

2.자유로운 방향전환을 위한 무버블 노즐이 장착되어 있음

3.고체연료

4.러시아 지도하에 국내 제작. KARI가 100% 자체개발.

5.추력 8톤. 한국은 2006년 현재 고체로켓의 경우 ‘초당 100파운드 추력’ 이상의 발사체를    개발하지 못하게 되어 있음.

6.발사 후 고도 164km 지점에서 노즈 페어링이 열리면서 1단 로켓이 분리됨. 이후 2단 로    켓의 킥모터가 점화됨.

총중량: 140 t

길이: 33 m

직경: 2.9 m

추력:

탑재체 중량: 100 kg

궤도: LEO

당초 계획 발사일: 2005년

변경된 예정 발사일: 2008년

당초 개발비: 3,594억원

변경된 개발비: 5,098억원

발사장소: 나로 우주 센터

 

                                              [KSLV-I, 2단킥모터 전자파 환경시험] 

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KSLV 시리즈

[KSLV-1]

 

1단 로켓: 안가라 로켓 (Lox/Kerosene Propellant) 러시아 제작

2단 로켓: KSR-1 (고체 추진) 러시아 기술 지원으로 국내 제작

탑재체 중량: 100 kg

궤도: 지구 저궤도

발사체 중량: 140톤

발사체 추력: 170톤 170Mgf

개발기간: 2002년 ~ 2007년

발사일: 2008년

[KSLV-2] 계획 취소됨

[KSLV-3]

1단 로켓: Angara UM (Lox/Kerosene Propellant) 국내 제작

2단 로켓: Angara UM (Lox/Kerosene Propellant) 국내 제작

3단 로켓: KSR-1 (Solid Propellant) 국내 제작

탑재체 중량: 1,500 kg

궤도: LEO

발사체 중량: 200톤

발사체 추력: 300톤 300Mgf

개발기간: 2008년 ~ 2015년

발사일: 2015년

[계획변경]

1차 변경

높이 30m 변화 없음.

직경 3.9m 변화 없음.

무게 20톤에서 140톤으로 증가.

이륙시 추력 25,000kgf 에서 195,000 kgf로 증가.

2차 변경

KSLV-2 계획 취소

KSLV-3 계획 변경: 2단 로켓이 KSR-3 에서 RD-151 엔진을 사용한 액체로켓으로 변경됨.

[앙가라 로켓과의 비교]

 

안가라 UM

안가라 UM은 러시아의 신형 로켓인 안가라 로켓의 1단계 추진체 등으로 사용될 액체 로켓이다. 안가라 1.1 로켓을 시작으로 안가라 1.2, 안가라 3A, 안가라 5A에 1단 추진체로 사용될 예정이다. 안가라 5A는 안가라 UM 4개를 1단으로, 안가라 UM 1개를 2단으로, 안가라 KVRB를 3단으로 사용하여 28.5톤의 화물을 63.0도의 200 km 궤도에 올려놓을 수 있는 초대형 로켓이다. 국제 우주 정거장의 핵심모듈인 즈베즈다의 발사가 가능하다.

최대중량: 140,000 kg.

Empty 중량: 10,000 kg.

추력: 213,600 kgf

연소시간: 300초

직경: 2.90 m

길이: 25.00 m

연료: 액체 산소/등유 (Lox/Kerosine)

Angara UM은 한국-러시아간의 우주개발협력의 대상품목으로서, 2007년 발사될 KSLV-I, 2015년 발사될 KSLV-III에 각각 사용될 예정에 있으며, 2015년에 한국에 완전한 기술이전을 하게 될 것이라고 알려져 있다.

 

	KSLV-I 2002	KSLV-I 2005	KSLV-II	KSLV-III	Angara 5A
제작사	KARI	KARI	KARI	KARI	Chelomei
화물중량 (kg)	100	100	1,000	1,500	28,500
궤도고도 (km)	300	300	300	800	200
궤도각도	38.00	38.00	38.00	97.00	63.00
추력 (kN)	244.000	1,910.000	1,910.000	1,910.000	9,560.000
중량 (kg)	20,000	140,000	144,000	145,000	790,000
직경 (m)	3.90	3.90	3.90	3.90	3.90
길이 (m)	30.00	30.00	35.00	35.00	64.00
단 수	2	2	2	3	3
1단 로켓	KSR-3 3개	Angara UM	Angara UM	Angara UM	Angara UM 4개
2단 로켓	KSR-1	KSR-1	KSR-3	KSR-3	Angara UM
3단 로켓	-	-	-	KSR-1	Angara KVRB
발사일정	2005년 취소	2007년	2010년	2015년	-

KSLV는 당초 계획보다 개발 일정이 지연되면서, 대신 추력이 상승함. 안가라 로켓과 발사중량을 비교해 보면, 당초 알려진 100 kg 위성 발사체와 1.5 t 위성 발사체에서 보다 발사능력이 향상된 것으로 보임.

 

 

[우주로켓과 ICBM의 차이]

우주 로켓의 최종 목표는 추력을 크게 늘려서, 인공위성 궤도에 올릴 수 있는 페이로드 중량을 최대로 늘리는 것이다. 반면에 ICBM의 최종 목표는 추력을 올리는 것 보다는 빠르게 발사하는 능력과 최초의 적의 공습에 살아남는 생존성이다. 이 차이점으로 인해, 차세대 우주 로켓이 극저온 연료(cryogenic fuel)를 사용하여 추력을 극대화 하는 것에 비해, 차세대 ICBM은 이동식에 고체 연료를 사용하게끔 개발 방향이 달라지게된다. 대륙간 탄도미사일은 최소 시속 8000km, 인공위성 발사용 로켓은 시속 29,000km의 속도를 갖는다.

우주로켓

최신 기술의 목표: 추력의 극대화

극저온 연료사용

액체 연료사용

속도: 시속 29,000 km

ICBM

최신기술의 목표: 빠르게 발사하는 능력, 최초 적의 공습에 살아남는 능력

고체 연료사용

저장이 가능한 액체 연료사용

속도: 최소시속 8,000 km

 

                                   KSLV-1,로켓연소시험최초공개

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KSLV

KARI and the Ministry of  Science & Technology (MOST) plan to develop now a national satellite launch vehicle (based on the Russian Angara space booster) capable of putting a 100 kg payload into orbit by 2008 and a lower-orbit commercial satellite with 1,000 kg by 2010. A further upgrade is planned with a payload capability increased to 1,500 kg by 2015.

First launch of the new KSLV-I launch vehicle from the new space centre was scheduled for 2008, with completion of the spaceport and launch of a 1500 kg South Korean satellite into sun-synchronous orbit by 2015.

It was now a completely different vehicle, consisting of a first stage derived from the Russian Angara launch vehicle, and a solid propellant second stage of South Korean manufacture. The KSLV-II, scheduled for first flight by 2010. Evidently will consist of a Russian Angara first stage and a South Korean liquid-propellant second stage. The KSLV-III, to consist of a Russian Angara first stage, a South Korean liquid propellant second stage, and a South Korean solid propellant apogee kick motor. Scheduled for first flight by 2015.

The Space Rocket Complex (SRC) will comprise a launch vehicle, launch pad and processing facilities, ground infrastructure (monitoring assets, power supply, office areas, living quarters, roads, etc.) and a mission control center. KhSC will be the lead developer of SRC. The Ground Facility will be designed by the Design Bureau for Transport Engineering. Energomash will design and produce the engines for the 1st Stage of the Launch Vehicle (launch mass 127,5 tons). South Korean companies and organizations will also be involved in the design and manufacturing process for different elements of the Complex.

The Korean Aerospace Research Institute is the Customer in this project.

The contract will be implemented in three phases. Phase 1 is scheduled to take up until 2008 when KSLV-1 is supposed to launch the first satellite from the South Korean launch site on the Island of Oenaro. By then the new launch complex is however not finished. The Angara booster not yet fly likewise.

South Korean government said now that it plans to develop a powerful two-stage rocket by 2017 to send a satellite to the moon.

According to the Ministry of Science and Technology, South Korea plans to build and test a 200-ton KSLV-II booster rocket and launch its first lunar exploration satellite in 2020. The KSLV-II is expected to be a larger and more advanced model of the 170-ton KSLV-I.

The first stage of KSLV is not identically to the Russian Angara. The KSLV uses an other Russian engine. The named engine RD-151 has four chambers with 1667 kN s.l. of thrust. Two pairs from the Russian engine RD-251 (RD-251 use three pairs RD-250) are probable the new Kerosene/LOX driving RD-151 for KSLV.

On the 23rd October 2006, Vladimir Nesterov, manager of the Krunichev Center in Russia, informed that the Krunichev Center intends to perform the design and manufacture work for the KSLV first stage propulsion system. However he also revealed that transfer of detailed technology will likely not happen.

Nesterov said that Korea and Russia had entered a contract for development of the propulsion system manufacturing technology. "We have obtained a contract to develop a first stage propulsion system for a launch vehicle capable of launching a 100kg satellite. We will supply components/materials needed for manufacture without transferring technology." Nesterov said.

 

2008년 세계 로켓 발사 계획

 

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