재사용 우주발사체

 

재사용 우주발사체

 

 

개 요

우주발사체「RLV」는 현재 사용 중인 우주왕복선(Space Shuttle)을 대체하고 경제적인 우주수송 목적을 달성하기 위하여, 우주 공간에 위성 및 화물을 수송한 후 귀환하여 재사용 됨

* RLV : Reusable Launch Vehicle (재사용 우주발사체)

 

RLV의 개념 

 

가. 개 념

일반적인 소모성 우주 발사체와 대칭되는 개념으로 항공기처럼 재사용이 가능한 우주비행체

소모성 우주발사체 : 강력한 로켓 추진제를 이용하여 인공위성 등을 원하는 궤도까지 직접 쏘아 올리는 발사체로써 재사용이 불가능함

나. 종 류

ㅇ 유인 우주왕복선(Space Shuttle)

- Enterprise, Challenger, Discovery, Columbia호 등

- 유인 우주왕복선(Space Shuttle)의 1단계 로켓추진체와 외부 연료탱크는 소모성이며

  본체 및 2단 추진 장치는 재사용이 가능함.

ㅇ 시험용 RLV(무인) : Venture Star 개발을 위한 시제품

- X-34, X-33 등

ㅇ 상용 RLV(무인 또는 유인)

- Venture Star 개발중

 

개발배경 

 

ㅇNASA 주도로 각 회사 참여하에 개발 추진 중

- Mcdonell Douglas(MD), Orbital Sciences Corps.(OSC), Lockheed Martin(LM),

  Rockwell사 등

ㅇ'93 ∼'96 : MD사와 「DC-X」계획 수립

- 수직 착륙 능력 구비

- 시험비행 도중 기체 폭발로 계획 취소

ㅇ'95년 : 시험용 RLV(X-34, X-33) 개발 개시

- X-34 : OSC(주), Rockwell사

- X-33 : Rockwell(주), OSC, NG, Dassault Sys.

ㅇ'99 ∼'00 : X-34 시제기(A1, A2, A3) 개발

- 시험비행 27쏘티 계획('99. 8∼'01)

ㅇ '00년 초 : X-33 시제기 개발

- 시험비행 15쏘티

ㅇ '04년 초 : Venture Star 상용화 예정(LM사)

※ DC-X → X-34 → X-33 → Venture Star로 개발 진행중

 

비행 절차 및 방법

 

가. Space Shuttle(유인)

ㅇ Space Shuttle의 1단계는 소모성 로켓(고체연료 사용)을 이용하여 일정고도

(약 10km 이상)까지 상승하여 로켓을 분리한 후

* 단, Discovery호는 1단계 로켓 대신 개조한 Boeing-747 이용

ㅇ 2단계는 외부연료 탱크와 자체 추력으로 임무궤도 (약 100∼300km)까지 상승하여 임무를 수행한 다음,

ㅇ 대기권에 재 진입하여 비행사의 조종으로 착륙 → 재사용

나. X-34(무인)

ㅇ Space Shuttle에서 사용하는 1단계 추진체 대신 수송기 L-1011에 의해 일정고도(약 10㎞)까지 운반된 후, 분리되어 자체 추력으로 임무 궤도(100∼300㎞)에 도달하여 임무 수행

ㅇ 원격 조종으로 대기권에 재진입하여 자동 착륙 장치로 활강 착륙 → 재사용

다. X-33(무인)

ㅇ 지상에서 발사되나 소모성 추진체의 사용없이 1단 추진 (SSTO : Single Stage to Orbit) 만으로 저궤도 or 정지궤도 까지 도달하여 임무 수행 후

ㅇ 원격 조종으로 대기권에 재진입하여 자동 착륙 장치로 활강 착륙 → 재사용

라. Venture Star(무인 또는 유인)

ㅇ 소모성 추진체와 외부 연료탱크 없이 1단 추진(SSTO)만으로 Space Shuttle 임무 대행

 

기 타

 

가. Space Shuttle과 제원 비교

구 분	Space Shuttle	Venture Star
이륙중량(lb)	450만	약 262만
기 장(ft)	184	127
기 폭(ft)	78	128
탑재용량(lb) -저궤도까지-	63,500	50,000 이상
탑재공간 크기(ft)	15×60	약 15×50
· 이륙중량은 ½이나, 탑재용량은 거의 대등  · 외부연료 탱크와 외부 고체 로켓 Motor 미장착

나. 적용 기술

ㅇ 우수한 열 보호 시스템 및 재질 사용

ㅇ GPS 및 INS를 통합한 신 GPS 항법 체계 이용

ㅇ 통합된 Monitoring System 구축

ㅇ 액체 연료 사용

* 액체연료는 고체연료와 달리 추력 및 연료사용량의 조절이 가능함.