발사탈출시스템

Launch escape system
보일러플레이트 명령 모듈을 사용한 아폴로 LES 패드 중단 테스트.

발사 탈출 시스템(LES)이나 발사 중단 시스템(LAS)은 우주 캡슐에 연결된 승무원 안전 시스템으로, 임박한 폭발 등 발사 중단을 요구하는 긴급상황에 대비해 발사체에서 캡슐을 신속하게 분리하는 데 사용할 수 있다.LES는 일반적으로 자동 로켓 고장 탐지 및 승무원 지휘관의 사용을 위한 수동 활성화의 조합에 의해 제어된다.LES는 발사체가 여전히 발사대에 있는 동안 또는 상승 중에 사용할 수 있다.이러한 시스템은 대개 다음 두 가지 유형으로 구성된다.

  • 탑 위의 캡슐 위에 탑재된 고체연료 로켓으로 발사체로부터 안전한 거리까지 캡슐을 보내기 위해 짧은 시간 동안 비교적 큰 추력을 전달하며, 이때 캡슐의 낙하산 회수 시스템은 지상이나 물 위에 안전하게 착륙하는 데 사용될 수 있다.탑과 로켓은 더 이상 필요하지 않거나 비행을 중단하는 데 효과적으로 사용될 수 없는 지점에서 정상적인 비행에서 우주선으로부터 분사된다.이것들은 수성, 아폴로, 소유즈, 선저우 캡슐에 사용되었다.
  • 승무원들은 군용기처럼 스스로 배출되는 좌석(배출 좌석)에 앉아 있다. 각 승무원은 개별 낙하산을 타고 지구로 돌아온다.그러한 시스템은 제한된 범위의 고도 및 속도에서만 효과적이다.이것들은 보스토크 캡슐과 제미니 캡슐에 사용되었다.

역사

탈출 시스템은 실패한 수성-레드스톤 1 임무에서 의도치 않게 수성 우주선에서 발사되었다.

로켓을 이용해 우주선에서 캡슐을 제거하는 아이디어는 1958년 맥시메 파지에가 개발했다.[1]이 시스템은 로켓을 탑재하기 위해 우주 캡슐 상단에 있는 탑을 사용하는 것으로, 1959년 3월 프로젝트 머큐리 캡슐의 실험에 처음 사용되었다.역사적으로, LES는 미국 수성과 아폴로 우주선에 사용되었다.두 디자인 모두 고체연료 로켓 모터를 사용했다.머큐리 LES는 그랜드 센트럴 로켓 컴퍼니에 의해 캘리포니아 레드랜드(이후 록히드 추진 컴퍼니가 되었다)에 의해 건설되었다.아폴로는 수성계와 많은 유사점을 가진 디자인을 사용했다.러시아 소유즈호와 중국 선저우 우주선에서 LES가 계속 사용되고 있다.스페이스X가 설계한 드래곤 2호는 우주선 비용을 최소화하기 위해 캡슐에 통합된 쌍곡선 액체 연료 발사 중단 시스템을 사용한다.

관련 시스템

소비에트 보스토크와 미국 제미니 우주선은 둘 다 분사 좌석을 이용했다.유럽우주국의 헤르메스와 소련 부란급 우주비행기도 승무원들과 함께 비행했다면 이들을 활용했을 것이다.소유즈 T-10a에서 보여주듯이, LES는 발사대에서 낙하산이 열릴 수 있을 만큼 충분히 높은 높이까지 승무원실을 운반할 수 있어야 한다.따라서 그들은 크고 강력하며 무거운 고체 로켓을 사용해야 한다.소유즈 발사 탈출 시스템은 러시아어/통역 러시아어에서 CAC 또는 SAS로 불리며, 긴급 구조 시스템을 의미한다.[2]

소련 프로톤 발사대는 준드 프로그램과 TKS 프로그램 아래 탈출 타워를 가지고 수십 차례 비행했다.그것의 모든 항공편은 나사가 풀렸다.

우주왕복선에는 초기 "흔들린" 비행에서 두 명의 조종사를 위한 분사 좌석이 장착되었지만, 이 좌석들은 차량이 작동하고 있고 탈출 해치가 제공되지 않는 추가 승무원을 태운 후에 제거되었다.1986년 챌린저 참사 이후, 비록 우주왕복선이 통제된 활공 상태에 있을 때만 승무원들이 좌석에서 출구에 도달하여 뛰어내릴 수 있었기 때문에, 비록 우주왕복선이 통제된 활공 상태였을 때일지라도, 생존한 모든 궤도선들은 주요 입출구 해치를 통해 승무원 대피를 할 수 있도록 장착되었다.

2015년 5월 6일, 패드 어바운트 테스트를 받고 있는 드래곤 2가 '퍼셔' LAS를 시연하고 있다.

우주왕복선 프로그램을 따르기 위해 개발된 오리온 우주선은 수성과 아폴로식 탈출로켓 시스템을 사용하는 반면 맥스 발사 중단 시스템(MLAS)이라는 대체 시스템이 조사돼 총알 모양의 보호 발사 장막에 통합된 기존 고체 로켓 모터를 사용했을 것이다.[3]

나사의 CCDev([4]Commercial Crew Development) 프로그램인 Blue Origin은 혁신적인 '퍼셔' LASS 개발로 370만 달러의 상금을 받았다. Blue Origin은 뉴 셰퍼드 크루 캡슐에 사용된다.

또한 NASA의 CCDev 프로그램 하에서 스페이스X는 그들만의 "푸셔" LAS를 개발한 것에 대해 7천 5백만 달러를 받았다.[5]그들의 드래곤 2 우주선은 발사 중단 시나리오 동안 SuperDraco 엔진을 사용할 것이다.흔히 타워가 없어 '푸셔(pusher)' 배열로 일컬어지지만, 드래곤 2 LAS는 발사체에서 캡슐과 트렁크를 함께 제거한다.이 시스템은 보다 전통적인 트랙터 LAS에서 발생하는 것처럼 슈퍼 드라코 엔진을 중단 스택 상단에 두고 중단하도록 설계되었다.이 개념은 2015년 5월 6일 케이프 커내버럴 공군기지 SLC-40에서 실시한 패드 어바운트(Pad Abort) 테스트에서 처음 테스트됐다.[6]스페이스X는 2020년 1월 19일 케네디 우주센터 발사 39단지에서 팰컨 9 로켓을 발사하는 과정에서 우주정거장 승무원을 국제우주정거장으로 발사하면서 이 시스템을 시험했다.[7]

NASA가 CCDEV 프로그램으로 선정한 두 번째 승무원 우주선은 보잉의 CST-100 스타라이너로 스페이스X의 드래곤 2 우주선과 마찬가지로 비상시 아틀라스 5 발사체로부터 우주선을 밀어낼 수 있는 4개의 발사 중단 엔진으로 구성된 '퍼셔' 발사 탈출 시스템을 사용한다.패드 [8]위 또는 상승 중에쌍곡 추진체를 사용하고 각각 4만 파운드의 추력을 내는 엔진은 에어로젯 로켓딘이 제공한다.[9]이 중단 시스템은 2019년 11월 4일 화이트 샌즈 미사일 사거리에서 스타라이너의 패드 중단 테스트에서 성공적으로 테스트되었다.[10]

오비탈 사이언스사는 오리온 우주선을 위해 건조 중이던 LAS를 Constellation 프로젝트 취소로 미래의 상용 승무원 차량 제공업체에 매각할 계획이다.[11]

사용법

2018년 7월 5일 발사 탈출 시스템 패드 중단 시험 중 ISROGaganyaan 보일러 플레이트.

LES의 첫 번째 완전 운용 시험 비행은 1966년 1월 20일 아폴로 임무 A-004였다.이 임무는 아폴로 사령 모듈의 초기 버전을 운반하는 리틀 조 2 부스터를 사용하였다.

1966년 12월 14일 나사를 하지 않은 소유즈 7K-OK 1호 우주선의 발사 시도 중에 발사 탈출 시스템의 우발적인 패드 발사가 일어났다.이 차량의 스트랩온 부스터는 불이 붙지 않아 로켓이 패드를 빠져나가지 못하게 했다.약 30분 후, 차량이 고정되고 있는 동안, LES 엔진이 발사되었다.분리요금은 로켓 3단 로켓에서 불이 시작돼 패드 작업자가 숨지는 폭발로 이어졌다.발사 시도 중 부스터는 평상시처럼 외부 전원에서 내부 전원으로 전환했고, 그 후 중단 감지 시스템이 작동했다.원래 LES 발사는 정의된 비행중 중단 조건 중 하나를 충족하면서 로켓을 7도 이상 기울인 갠트리 팔에 의해 촉발된 것으로 생각되었다.[12]

소련 장교들은 소유즈 T-10 캡슐이 발사대에서 격추되는 것을 지켜보고 있다.

1983년 9월 26일 소유즈 T-10-1을 발사하기 위한 시도 중에 승무원 임무가 있는 첫 번째 사용법이 발생했다.발사 직전 로켓에 불이 붙었고, LES는 로켓이 폭발하기 몇 초 전에 승무원 캡슐을 깨끗하게 운반했다.승무원들은 5초간 14~17g(140~170m/s2)의 가속을 받고 심한 타박상을 입었다.이 캡슐은 고도 2000m(6600ft)에 도달해 발사대에서 4km(2.5mi) 떨어진 곳에 착륙한 것으로 알려졌다.

2018년 소유즈 MS-10호 승무원들은 상승 중 50km 고도에서 부스터 로켓 분리 실패가 발생하자 발사 차량에서 분리했다.그러나, 임무의 이 시점에서 LES는 이미 배출되었고, 나머지 발사 차량에서 승무원 캡슐을 분리하는 데 사용되지 않았다.예비 모터를 이용해 승무원 캡슐을 분리해 승무원이 발사 후 약 19분 만에 안전하게 착륙하고 제거했다.

참고 항목

참조

Public Domain이 기사는 미국 항공우주국의 웹사이트나 문서의 공개 도메인 자료를 통합하고 있다.

  1. ^ "astronautix Escape Tower". Archived from the original on 2013-11-08.
  2. ^ McHale, Suzy. "Soyuz launch escape system - RuSpace". suzymchale.com. Retrieved 23 April 2018.
  3. ^ NASA 우주비행: 오리온 MLAS 2007-12-08 웨이백 머신에 보관
  4. ^ Jeff Foust. "Blue Origin proposes orbital vehicle".
  5. ^ Frank Morring Jr. "NASA Provides Seed Money For CCDev-2".
  6. ^ Post, Hannah (6 May 2015). "Crew Dragon Completes Pad Abort Test". spacex.com. Retrieved 23 April 2018.
  7. ^ "SpaceX moves launch of Dragon abort test to KSC". Local 6.
  8. ^ "Boeing's Starliner launch abort engine suffers problem during testing". 22 July 2018.
  9. ^ "Boeing's Starliner launch abort engine suffers problem during testing". 22 July 2018.
  10. ^ Clark, Stephen. "Boeing tests crew capsule escape system – Spaceflight Now". Retrieved 2020-06-24.
  11. ^ Stephen Clark. "Orbital sees bright future for Orion launch abort system".
  12. ^ "Kamanin Diaries". Encyclopedia Astronautica. Archived from the original on 17 August 2013. Retrieved 18 May 2016.

외부 링크