페이로드 페어링

페이로드 페어링(payload pairing)은 대기권을 통해 발사하는 동안 동적 압력과 공기역학적 난방의 충격으로부터 우주선 페이로드(payload)를 보호하기 위해 사용되는 노즈콘이다.일부 항공편의 추가 기능은 정밀 계측기의 클린룸 환경을 유지하는 것이다.^[1]대기권 밖에서는 페어링이 방출되어 페이로드가 우주에 노출된다.

다른 특수 페어링이 사용 중이지만 공기역학적 고려사항으로 인해 표준 페이로드 페어링은 일반적으로 원뿔-실린더 조합이다.분사할 때 두 부분으로 갈라지는 페어링의 유형을 조개의 갈라지는 껍질에 비유하여 클램셸 페어링이라고 한다.어떤 경우에는 페어링이 아틀라스 V와^[2] 프로토온 M과 같이 로켓의 탑재체와 상단 단계를 둘 다 둘러싸는 경우도 있다.^[3]

페이로드(payload)가 부스터의 핵심 구조물과 페어링에 모두 부착된 경우, 페이로드(payload)는 여전히 페어링의 휨 하중과 함께 돌풍과 뷔페팅에 의한 진동에 의한 관성 하중의 영향을 받을 수 있다.^[4]

검색 및 재사용 공정

페이로드 페어링은 대기에 불타거나 바다에 충격을 가하면서 파괴됐지만 스페이스X는 2010년대에 이를 회수하기 시작했다.2017년 3월 30일 스페이스X는 역사상 처음으로 온전한 페어링을 성공적으로 회수했다.^[5]스페이스X는 2019년 6월 25일 두 번째로 팰컨 헤비 STP-2 발사로 페어링을 잡을 수 있었다.^[6]그 후 스페이스X는 궤도 발사당 600만 달러의 비용으로 제조되는 페어링을 재사용하기 시작했다. 스페이스X의 CEO인 일론 머스크는 페어링이 바닷물에 닿기 전에 회수하는 것이 "더 쉽다"^[7]고 말했다.Rocket Lab의 Neutron Rocket은 바다에 버려지고 회수되는 기존의 페이로드 페어링과는 다른 회수가 가능한 페어링 디자인을 사용하고 페어링은 차량에 통합되며 스테이지 분리 중에 열려서 2단계와 페이로드 및 페이로드를 해제하고 다시 닫았다가 다시 닫았다가 전차에 부착된 상태에서 다시 반환할 것을 제안한다.첫번째 단계가 다시 지구에 착륙할 때.

페이로드 페어링으로 인한 미션 실패

상단의 컷오프 후 페어링이 분리되는 경우도 있고, 컷오프 전에 분리되는 경우도 있지만, 차량이 대기의 가장 밀도가 높은 부분을 초과한 후에 분리되는 경우도 있다.이러한 경우 페어링이 분리되지 않으면 추가 질량으로 인해 우주선이 궤도에 오르지 못할 수 있다.

제미니 9A호 승무원 임무에 사용될 증강 표적 도킹 어댑터는 1966년 6월 아틀라스 SLV-3에 의해 성공적으로 궤도에 올려졌다.그러나 제미니 승무원들이 그것에 랑데부했을 때, 그들은 페어링이 열리고 분리되지 않아 도킹이 불가능하다는 것을 발견했다.비행 전에 제거했어야 할 랜야드 두 개가 아직 제자리에 있었다.원인은 발사대의 실수로 파악됐다.

90년대에는 유하중 페어링에 관한 이슈에서 롱 3월 2E 발사차량의 수많은 고장을 일으켰다.^[8]

1999년, 아테나 2호 로켓의 탑재체 페어링이 제대로 열리지 않아 위성이 궤도에 오르지 못하자 IKONOS-1 지구 관측 위성 발사가 실패하였다.^[9]

2009년 2월 24일, NASA의 궤도 탄소 전망대 위성은 발사 후 궤도에 오르지 못했다; 그 기관은 타우러스 XL 발사 차량의 페어링이 분리되지 않아 차량이 너무 많은 질량을 유지하게 되고, 그 후에 남극 근처의 인도양에 다시 착륙하게 된다고 결론지었다.^[10][11]

2009년 8월 25일 발사된 한국 최초의 항공모함 로켓 나로호도 같은 일이 벌어졌다.발사 과정에서 탑재된 페어링의 절반은 분리되지 못했고, 그 결과 로켓은 항로를 이탈했다.위성은 안정된 궤도에 도달하지 못했다.^[12]

2011년 3월 4일, 나사의 글로리 위성 발사는 오비탈 사이언스 타우러스 XL 발사 차량에서 페어링 분리 실패로 인해 발사 후 궤도에 오르지 못해 결국 인도양에 도달하게 되었다.^[13]이 실패는 궤도 과학 황소자리 XL 차량에 대한 페어링의 2연속 실패를 나타낸다.^[14]NASA는 이후 궤도 탄소 관측소의 대체품인 OCO-2 발사체를 타우러스에서 델타 II 로켓으로 바꾸기로 결정했다.^[15]

2017년 8월 31일, ISRO의 IRNSS-1H 위성은 로켓 PSLV-C39의 탑재 페어링이 분리되지 않아 전개되지 못했다.추가 질량의 결과, 로켓은 각 스테이지의 성능이 공칭임에도 불구하고 원하는 궤도에 도달할 수 없었다.탑재체는 내부에서 분리되었지만 열 차폐막 안에 갇혔다.^[16][17]

중국 상업용 로켓 하이퍼볼라-1이 2021년 8월 3일 고장 났다.아이스페이스는 발사 하루 만에 페이로드 페어링이 제대로 분리되지 않아 단일 위성이 예정된 궤도에 도달할 수 없었다고 밝혔다.^[18]

2월 10일 아스트라 3.3 발사는 실패했다.공정한 분리 실패가 원인이라는 의심을 받고 있다.^[19]

제조자

이 목록은 불완전하므로 누락된 항목을 추가하여 도움을 줄 수 있다.(2008년 8월)

• 취리히에 본사를 둔 RUAG 스페이스는 유럽 우주 프로그램 내 협력의 일환으로 아리안 페어링을 제조하고 있으며,^[20] 아틀라스 V의 5m 페어링을 생산하고 있다.^[21]
• 스페이스X는 발사 차량에 사용되는 페어링을 제조한다.^[22]
• 인도 발사차 페이로드 페어링은 힌두스탄 항공사가^[23] 제조한다.
• H-IIA, 엡실론 등 일본 발사차량은 가와사키에서^[24] 만든 페이로드 페어링을 사용한다.

이미지 갤러리

• 

  NASA의 태양역학전망대(Solar Dynamics Observatory)가 탑재된 페어링에 캡슐화 되어 있다.

• 

  미 국립 정찰국 페어링에 탑재된 탑재체를 탑재한 아틀라스 5호

• 

  Falcon 9 2단계 및 좌측 상단에서 페이로드를 페어링하는 2단계, 우측 하단에서 1단계

• 

  캡슐화 전 아틀라스 V 페어링 내부 보잉 X-37B

참고 항목

• 방해전
• 발사차량
• 스페이스X 페어링 복구 프로그램

참조

위키미디어 커먼즈에는 페이로드 페어링과 관련된 미디어가 있다.