발사차량

Launch vehicle
발사차량 비교.LEO, GTO, TLIMTO에 페이로드 질량 표시
러시아의 소유즈 TMA-5가 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 국제우주정거장으로 향하고 있다.

발사체캐리어 로켓은 보통 지구 궤도나 그 이상으로 지구 표면에서 우주로 페이로드(payload)를 운반하는 데 사용되는 로켓 추진 차량이다.발사 시스템에는 발사체, 발사대, 차량 조립 및 연료 공급 시스템, 범위 안전 및 기타 관련 인프라가 포함된다.[1][not verified in body]

궤도형 발사 차량은 일부 사용자에게는 가격 포인트가 주요 관심사지만, 특히 페이로드 질량 등 다양한 요인에 따라 분류할 수 있다.대부분의 발사체들은 국가 우주 프로그램에 의해 또는 국가 우주 프로그램에 의해 개발되었고, 우주 비행 성과에 상당한 국격이 부여되었다.탑재물에는 승무원이 탄 우주선, 위성, 로봇 우주선, 과학탐사선, 착륙선, 로버 등이 포함된다.

궤도 우주 비행은 어렵고 비용이 많이 들며, 인간과 사회적 요소만큼 기초 기술에 의해 진보가 제한된다.

질량과 궤도 연결

발사 차량은 낮은 지구 궤도 탑재 능력에 따라 NASA가 분류한다.[2]

음향 로켓은 소형 리프트 발사 차량과 유사하지만, 보통 더 작고 궤도에 탑재물을 싣지 않는다.2018년 4kg급 탑재체(TRICOM-1R)를 궤도에 올리는 데 개량형 SS-520 음향 로켓이 사용됐다.[6]

일반 정보

궤도 우주 비행위성이나 우주선 탑재물을 매우 빠른 속도로 가속시킬 것을 요구한다.우주의 진공 상태에서는 질량의 방출에 의해 반응력이 제공되어 로켓 방정식을 초래해야 한다.우주 비행의 물리학은 로켓 단계가 일반적으로 원하는 궤도를 달성하기 위해 요구되는 것과 같다.

소모성 발사차량은 1회용으로 설계되며, 일반적으로 부스터가 탑재되어 대기권 재진입 중 또는 지상과 접촉할 때 분해된다.이와는 대조적으로, 재사용 가능한 발사 차량 부스터는 온전한 상태로 복구되었다가 다시 발사되도록 설계되었다.팰컨 9는 재사용 가능한 발사체의 예다.[7]

예를 들어 유럽우주국아리안 V호를 담당하고, 유나이티드 론칭 얼라이언스델타 IV아틀라스 V 로켓을 제조해 발사한다.

플랫폼 위치 시작

런치패드는 육지(우주항), 고정 해양 플랫폼(산 마르코), 이동식 해양 플랫폼(해상 론치), 잠수함 등에 위치할 수 있다.발사차량도 공중에서 발사할 수 있다.

비행 체제

발사 차량은 지구 표면의 어떤 위치에서 그것의 탑재량을 가지고 출발할 것이다.궤도에 오르기 위해서는 차량이 대기권을 벗어나기 위해 수직으로 이동해야 하고 지면에 다시 닿지 않도록 수평으로 이동해야 한다.필요한 속도는 궤도에 따라 다르지만 정상 생활에서 마주치는 속도와 비교할 때 항상 극단적일 것이다.

발사 차량은 다양한 수준의 성능을 제공한다.예를 들어 정지궤도(GEO)로 바인딩된 위성을 발사체 상단에서 직접 삽입하거나 정지궤도(GTO)로 발사할 수 있다.직접 삽입하면 발사체에 대한 요구가 커지는 반면 GTO는 우주선에 대한 요구가 더 크다.일단 궤도에 진입하면, 발사 차량 상단과 위성은 겹치는 능력을 가질 수 있지만, 상단은 몇 시간 또는 며칠 동안 궤도 수명을 측정하는 경향이 있고, 우주선은 수십 년을 지속할 수 있다.

분산 론칭

분산 발사에는 여러 우주선 발사로 목표를 달성하는 것이 포함된다.국제우주정거장과 같은 대형 우주선은 궤도상에서 모듈을 조립하거나, 시슬루나 심해 우주 차량델타-V 능력을 크게 높이기 위해 우주 내 추진체 이전을 수행하면 된다.분산형 발사는 단일 발사 아키텍처로는 불가능한 우주 임무를 가능하게 한다.[8]

분산형 발사를 위한 미션 아키텍처는 2000년대에[9] 발굴되었고, 통합형 분산형 발사 능력을 갖춘 출시 차량은 2017년 스타쉽 설계로 개발을 시작했다.표준 우주선 발사 구조는 우주선이 훨씬 더 에너지 넘치는 임무에 고중량의 탑재물을 보낼 수 있도록 낮은 지구 궤도에서 우주선에 연료를 주입하는 것이다.[10]

시작 사이트로 돌아가기

1980년 이후 그러나 2010년대 이전에는 궤도형 발사체 2대가 발사장(RTLS)으로 복귀할 수 있는 능력을 개발했다.중단 모드[11][12] 중 하나인 미국 우주왕복선과 소련 부란[13] 모두 발사체 중 우주선 부분의 수평 착륙 메커니즘을 통해 발사체 일부를 발사장으로 되돌릴 수 있도록 설계된 기능을 가지고 있었다.두 경우 모두 그 이전에 비행한 모든 궤도 발사 차량에 대한 표준 절차처럼 주 차량 추력 구조와 대형 추진제 탱크가 소모품이었다.두 개 모두 실제 궤도 공칭 비행에서 입증되었지만, 두 개 모두 발사 중 중단 모드가 있어 우주 비행사가 명목 밖 발사 후 우주 비행기에 착륙할 수 있는 가능성이 있다.

2000년대 스페이스X블루오리진 모두 발사체 부스터 단계의 수직착륙을 지원하기 위한 일련의 기술을 비공개로 개발했다.스페이스X는 2010년 이후 팰컨 9 궤도형 발사체 1단계인 1단 중 일부를 다시 가져와 수직으로 착륙시키는 능력을 습득하는 개발 프로그램에 착수했다.첫 번째 성공적인 착륙은 2015년 12월에 이루어졌는데,[14] 그 이후 여러 개의 로켓 무대가 발사장과 인접한 착륙대나 발사장에서 다소 떨어진 해상의 착륙 플랫폼에 착륙했기 때문이다.[15]팰컨 헤비(Falcon Havy)는 1단계를 구성하는 3개의 코어를 재사용하도록 유사하게 설계되었다.2018년 2월 첫 비행에서 외부 코어 2개가 성공적으로 발사장 착륙대에 복귀했고, 중앙 코어는 해상 착륙 플랫폼을 겨냥했지만 착륙에 성공하지 못했다.[16]

블루오리진 측은 아관절 셰퍼드 왕복 착륙을 위한 유사한 기술을 개발해 2015년 수익률을 입증했고, 2016년 1월 2차 아관절 비행에서도 같은 부스터를 성공적으로 재사용했다.[17]2016년 10월까지 블루는 같은 발사체를 총 5번 재조명하고 착륙에 성공했다.[18]그러나 두 차량의 발사 궤적이 매우 다르다는 점에 유의해야 하며, New Shepard는 위아래로 직진하는 반면, Falcon 9는 상당한 수평 속도를 취소하고 상당한 거리 하방거리에서 복귀해야 한다.

블루오리진, 스페이스X 모두 추가로 개발 중인 재사용 가능 발사차량도 보유하고 있다.블루는 궤도형 뉴 글렌 LV의 1단계를 재사용이 가능하도록 개발 중이며, 첫 비행은 2020년 이전으로 계획되었다.[19]스페이스X는 행성간 우주 임무를 위해 개발중인 새로운 초거대 발사체를 보유하고 있다.빅 팔콘 로켓(BFR)은 BFR과 함께 사용하도록 설계된 부스터 스테이지와 통합 2단계/대형 우주선 모두의 RTLS, 수직 착륙 및 완전한 재사용을 지원하도록 설계되었다.[20]첫 발사는 2020년대 초반에 예상된다.

참고 항목

참조

  1. ^ 예를 참조하십시오."NASA Kills 'Wounded' Launch System Upgrade at KSC". Florida Today. Archived from the original on 2002-10-13.
  2. ^ NASA 우주 기술 로드맵 - 발사 추진 시스템, 페이지 11: "소형: 0-2t 페이로드, 중형: 2-20t 페이로드, 중형: 20-50t 페이로드, 슈퍼 헤비: >50t 페이로드"
  3. ^ "Launch services—milestones". Arianespace. Retrieved 19 August 2014.
  4. ^ a b "Welcome to French Guiana" (PDF). arianespace.com. Arianespace. Archived from the original (PDF) on 23 September 2015. Retrieved 19 August 2014.
  5. ^ HSF 최종 보고서: Seeking a Human Spaceflight Program Worthy of a Great Nation, October 2009, Review of U.S. Human Spaceflight Plans Committee, p. 64-66: "5.2.1 The Need for Heavy Lift ... require a “super heavy-lift” launch vehicle ... range of 25 to 40 mt, setting a notional lower limit on the size of the super heavy-lift launch vehicle if refueling is available...이것은 대략 50 mt의 최소 중력인하용량을 강력히 선호한다..."
  6. ^ "SS-520". space.skyrocket.de. Retrieved 2020-06-02.
  7. ^ Lindsey, Clark (28 March 2013). "SpaceX moving quickly towards fly-back first stage". NewSpace Watch. Retrieved 29 March 2013.
  8. ^ Kutter, Bernard; Monda, Eric; Wenner, Chauncey; Rhys, Noah (2015). Distributed Launch - Enabling Beyond LEO Missions (PDF). AIAA 2015. American Institute of Aeronautics and Astronautics. Retrieved 23 March 2018.
  9. ^ Chung, Victoria I.; Crues, Edwin Z.; Blum, Mike G.; Alofs, Cathy (2007). An Orion/Ares I Launch and Ascent Simulation - One Segment of the Distributed Space Exploration Simulation (DSES) (PDF). AIAA 2007. American Institute of Aeronautics and Astronautics. Retrieved 23 March 2018.
  10. ^ Foust, Jeff (29 September 2017). "Musk unveils revised version of giant interplanetary launch system". SpaceNews. Retrieved 23 March 2018.
  11. ^ "Return to Launch Site". NASA.gov. Retrieved 4 October 2016.
  12. ^ "Space Shuttle Abort Evolution" (PDF). ntrs.nasa.gov. Retrieved 4 October 2016.
  13. ^ Handwerk, Brian (12 April 2016). "The Forgotten Soviet Space Shuttle Could Fly Itself". National Geographic. National Geographic Society. Retrieved 4 October 2016.
  14. ^ Newcomb, Alyssa; Dooley, Erin (21 December 2015). "SpaceX Historic Rocket Landing Is a Success". Retrieved 4 October 2016.
  15. ^ Sparks, Daniel (17 August 2016). "SpaceX Lands 6th Rocket, Moves Closer to Reusability". Los Motley Fool. Retrieved 27 February 2017.
  16. ^ Gebhardt, Chris (February 5, 2018). "SpaceX successfully debuts Falcon Heavy in demonstration launch from KSC – NASASpaceFlight.com". NASASpaceFlight.com. Retrieved February 23, 2018.
  17. ^ Foust, Jeff (22 January 2016). "Blue Origin reflies New Shepard suborbital vehicle". SpaceNews. Retrieved 1 November 2017.
  18. ^ Foust, Jeff (5 October 2016). "lue Origin successfully tests New Shepard abort system". SpaceNews. Retrieved 8 October 2016.
  19. ^ Bergin, Chris (12 September 2016). "Blue Origin introduce the New Glenn orbital LV". NASASpaceFlight.com. Retrieved 8 October 2016.
  20. ^ Foust, Jeff (15 October 2017). "Musk offers more technical details on BFR system - SpaceNews.com". SpaceNews.com. Retrieved February 23, 2018.

외부 링크