레인지 안전성

Range safety
사격장에서의 안전은 사격장을 참조하십시오.
GOES-G 위성을 실은 델타 3914 로켓은 발사 71초 만에 전기 고장으로 인해 사거리 안전에 의해 파괴되었다.

로켓 분야에서는 로켓 발사체가 로켓 사거리 및 하류에 있는 사람과 자산을 위험에 빠뜨릴 수 있는 경우 이를 보호하기 위한 시스템에 의해 사정거리 안전이 보장될 수 있다.항로를 벗어난 것으로 간주되는 로켓의 경우, 항로 안전은 로켓에 추진 시스템을 정지하도록 명령하는 것과 같은 간단한 명령이나 발사체에 자폭 명령을 받은 후 출발할 수 있는 다중 송수신기를 갖춘 독립 비행 종료 시스템(FTS)과 같은 정교한 것에 의해 구현될 수 있다.로켓 추진체를 고도에서 연소시키기 위한 발사체 내 충전물모든 국가 우주 프로그램이 발사체에 비행 종료 시스템을 사용하는 것은 아니다.

사거리 안전 책임자 또는 RSO는 또한 모형 로켓을 취미로 하며, 일반적으로 로켓이 안전하게 엔진/복구 장치를 사용하여 올바르게 제작되고 올바르게 [not verified in body]발사되도록 보장할 책임이 있다.

비행 종료

접지 제어 종단

일부 발사 시스템은 항속거리 안전을 위해 비행 종료를 사용한다.이러한 시스템에서는 RSO가 원격으로 차량에 자폭 명령을 내려 차량이 규정된 안전 구역을 벗어나는 것을 방지할 수 있습니다.따라서 아직 소비되지 않은 추진제가 [1]지면에 도달하는 차량이 아닌 고도에서 연소할 수 있습니다.

동부와 서부 시험장에서의 준궤도 및 궤도 비행용 우주선은 안전한 비행 발사 통로를 둘러싸고 미리 결정된 파괴선을 통과함으로써 인구 밀집 지역을 위험에 빠뜨릴 경우 파괴되었다.RSO가 비행 종료 결정을 내리는 데 도움을 주기 위해, 비행 중인 우주선의 상태를 보여주는 많은 지표가 있다.여기에는 부스터 챔버 압력, 수직 평면도(나중에 컴퓨터가 생성한 파괴선으로 대체됨), 높이 및 속도 표시기가 포함됩니다.이 정보에 대한 RSO를 뒷받침하는 것은 (레이더가 차량을 포착하기 전) 이륙에 사용된 프로필과 수평 평행 와이어 및 원격 측정 표시기에서 보고한 RSO의 지원 팀이었다.최초 이륙 후 X-밴드 및 C-밴드 레이더 및 S-밴드 원격측정 수신기를 통해 차량 전달 송신기에서 비행 정보를 캡처한다.이스턴 테스트 레인지에서는 S와 C-밴드 안테나가 바하마와 안티구아 섬까지 위치했으며 이후 우주선은 추진 단계를 완료하거나 궤도에 진입했다.ARM과 DESTARUCT라는 두 개의 스위치가 사용되었습니다.ARM 스위치는 액체 추진 차량의 추진력을 차단했고 DESTRUCT는 연료 탱크를 둘러싸고 있는 원시 코드에 불을 붙였다.유인 비행의 경우, DESTRUCT가 전송되기 전에 항공기는 원지인에게 비행할 수 있다.이것은 우주 비행사들이 자기 배출을 위해 최대한의 시간을 허락할 것이다.

RSO 충전에 의해 수행되는 주요 작용은 추진제 탱크를 중간까지 파열시켜 내용물을 쏟아내는 것이다.극저온 추진제를 사용하는 부스트의 경우, RSO 시스템은 특히 탱크의 측면을 갈라놓은 전하가 지퍼처럼 열려 추진제 혼합을 최소화하도록 탱크를 파열하도록 설계되어 있어 추진제를 흘려보내고 혼합을 최소화한다.과민성 추진제를 사용하는 부스터에서는 반대의 현상이 발생합니다. 즉, 이러한 추진제가 혼합된 후 폭발하는 것이 아니라 접촉에 의해 연소되기 때문에 혼합이 권장됩니다.또한 과당 추진제의 독성은 가능한 한 빨리 연소시키는 것이 바람직하다는 것을 의미한다.이러한 부스트에 사용되는 RSO 시스템은 산화제와 연료가 즉시 접촉하여 [citation needed]연소되도록 공통 탱크 벌크헤드를 파열하는 방식으로 작동합니다.

파괴 전하가 활성화되기 직전에 부스터 스테이지의 엔진도 셧다운됩니다.예를 들어, 1960년대 수성/제미니/아폴로 발사 때, RSO 시스템은 캡슐을 [citation needed]꺼낼 시간을 주기 위해 엔진 차단 후 3초까지 활성화되지 않도록 설계되었습니다.

미국의 로켓은 1950년 케이프 커내버럴에서 실시된 초기 발사 시도 이후 종종 레인지 세이프티 파괴 시스템을 갖추고 있다.2021년 현재, RSO 파괴로 끝난 미국의 궤도 발사 시도는 총 33회이며, 첫 번째는 1958년 뱅가드 TV-3BU이며, 가장 최근의 [2]것은 2021년 FLTA001 DREAM이다.

자율 종료

일부 발사체(예: 타이탄 계열)에는 고체 로켓 모터 또는 상단이 너무 일찍 분리될 경우 활성화되는 자동 파괴 시스템이 포함되어 있습니다. 이는 수동 [citation needed]명령에 의해 활성화되는 표준 RSO 시스템과 별개입니다.

아래의 자율 비행 종료 시스템도 참조하십시오.

추력 종단

덜 파괴적인 유형의 사거리 안전 시스템은 RSO가 추진 로켓 엔진을 끄도록 원격으로 명령을 내릴 수 있게 합니다.스러스트 종단 개념은 유인 궤도 실험실 [3]프로그램에 사용되었을 타이탄 III-M 발사체에 제안되었다.

소련/러시아 우주 계획

미국의 프로그램과 달리, 러시아의 로켓은 진정한 RSO 파괴 시스템을 사용하지 않는다.발사체가 통제력을 잃으면 지상 관제사가 수동 셧다운 명령을 내리거나 탑재 컴퓨터가 자동으로 실행할 수 있다.이 경우, 로켓은 단순히 땅에 온전한 상태로 충격을 가할 수 있다.러시아의 발사장소는 상당한 인구에서 멀리 떨어진 외딴 지역에 있기 때문에 RSO 파괴 시스템을 포함할 필요가 있다고 여겨지지 않았다.소련 시절에는 로켓의 기지나 발사 실패에 따른 잔해를 깨끗이 치웠으나 소련 붕괴 이후 이런 관행은 사라졌다.[citation needed]

ESA

ESA의 주요 발사 장소는 프랑스령 기아나의 쿠루이다.ESA 로켓은 발사 센터가 상대적으로 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 미국 로켓과 유사한 RSO 시스템을 사용한다.ESA 로켓의 실패는 드물었다.

회랑을 기동

로켓은 보통 발사장 위에 있는 발사 통로라고 불리는 공간으로 발사된다.로켓이 복도를 비행하는 동안 로켓 엔진이 고장 나면, 로켓은 사람이 살지 않는 지역에 떨어집니다.발사 통로 밖의 엔진 고장으로 인해 로켓이 사람이나 물건 위로 떨어질 수 있습니다.따라서 로켓이 발사통로를 벗어나려 할 경우 RSO는 발사통로 밖으로 파편이 떨어지지 않도록 동력 비행을 종료한다.여기에는 코드화된 메시지(일반적으로 발사 전에 비밀에 부쳐진 오디오 톤 시퀀스)를 발사체의 다양한 단계 또는 구성 요소에 있는 특수 중복 UHF 수신기에 보내는 작업이 포함됩니다.'암' 명령을 받으면 액체 연료 로켓 엔진이 꺼집니다.별도의 '발화' 명령은 일반적으로 선형 형태의 폭탄인 폭발물을 폭발시켜 추진제 탱크를 절단하고 내용물을 분산시킵니다.

고체연료 로켓은 정지할 수 없지만, 로켓을 절단하면 추진체가 계속 타더라도 추진력을 정지시킬 수 있다.

신뢰성은 레인지 안전시스템에서 높은 우선순위로, 용장성과 출시 전 테스트에 중점을 두고 있습니다.범위 안전 송신기는 상당한 링크 마진을 보장하기 위해 매우 높은 전력 레벨에서 연속적으로 작동합니다.항속거리 안전 수신기에 의해 보이는 신호 수준은 발사 전에 확인되며 적절한 여유도를 보장하기 위해 비행 내내 모니터링됩니다.발사체가 더 이상 위협이 되지 않을 경우, 일반적으로 레인지 안전 시스템은 의도하지 않은 작동을 방지하기 위해 안전(셧다운)됩니다.Saturn 1B 로켓과 Saturn V 로켓의 S-IVB 스테이지가 자체 [4]동력을 제거하기 위한 사거리 안전 시스템에 대한 명령으로 이것을 수행했다.

적용들

발사체 및 유도 미사일 기술과 관련된 다양한 국가에서 다양한 방법으로 사거리 안전 문제를 해결한다.

미국

미국 우주 프로그램에서 거리 안전은 보통 NASA가 주도하는 민간 우주 프로그램이나 국방부가 주도하는 군사 우주 프로그램에 소속된 RSO(Range Safety Officer)가 산하 부대인 미국 우주군을 통해 책임진다.NASA의 레인지 안전 목표는 일반 대중이 레인지 운영 중 일상적인 [5]활동에서와 마찬가지로 안전하다는 것입니다.

동서 산맥

케네디 우주 센터와 케이프 커내버럴 우주 포스 스테이션을 포함한 이스턴 레인지에서의 발사의 경우, MFCO(Mission Flight Control Officer)는 비행 중 궤도 삽입 또는 발사가 탄도 유형의 경우 모든 조각이 안전하게 떨어질 때까지 비행 중 차량에서 공공 안전을 보장할 책임이 있습니다.지구로.일반적인 오해에도 불구하고, MFCO는 안전 사무소에 속하지 않고, 대신 우주군의 우주 발사 델타 45의 사거리 비행대 작전 그룹에 속하며, 델타 사령관의 직접적인 대표자로 여겨진다.MFCO는 Range Safety의 Flight Analysis 섹션에 의해 생성된 최대 3가지 유형의 컴퓨터 디스플레이 그래픽에 의해 파괴 결정을 내리는 데 있어 안내된다.대부분의 차량에 대한 주요 디스플레이 중 하나는 드래그, 차량 회전, 바람 및 폭발 매개변수가 해당 그래픽에 내장된 진공 충격 지점 디스플레이이다.다른 하나는 차량의 궤적이 2개의 평면에 투영된 수직 평면 디스플레이를 포함한다.우주왕복선의 경우, MFCO가 사용하는 주요 디스플레이는 연속 실시간 풋프린트이며, 이동 폐쇄형 단순 곡선으로, MFCO가 그 순간에 셔틀을 파괴할 경우 대부분의 파편이 떨어질 위치를 나타냅니다.이 실시간 발자국은 1986년 우주왕복선 챌린저호 참사에 대응하여 개발되었는데, 이때 부유 고체 로켓 부스터가 파괴된 핵심 차량에서 갑자기 떨어져 육지를 향해 위쪽으로 이동하기 시작했다.

서부 산맥(캘리포니아의 반 덴 버그 공군 기지)에 가지런히 놓다 안전 그래픽과 디스플레이 시스템에 대해 약간 비슷한 집합을 사용해 조정된다.안전 팀에서 발사되는 동안 하지만, 서쪽 산맥 MFCOs 가을 그리고 모든 안전 관련 활동에 대한 진수 동안에 그들은 초점이다.

미국 승무원 우주 비행의 항속거리

심지어 미국 우주 비행 승무원으로 일해 주었다, 방사선 안전 관리실 권한고, 미리 정해진 중단 제한에서 일어난 인구 밀집 지역을 방어하려고 고안된 교차 통제 불능의 진수 동안에 기미를 보이고 있는 발사 차량의 원격 파괴를 주문하고 있다.미국 우주 왕복선 궤도 탐사 위성,지만 고체 로켓 부스터(SRBs)고 외부 연료 탱크. 둘 다 했다면 공중 폭파 장치를 장착하지 않았다.[3]

후에 챌린저 우주 왕복선 비행에 헤어졌다고, 방사선 안전 관리실 전에 위협을 줄 수도 있은 통제 받지 않는, 고정 SRBs 파괴되라고 지시했다.

사실 케네디 우주 센터 손은 방사선 안전 관리실 통제 센터 존슨 우주 센터에서 통제 업무가 계속되고 있음에도 불구하고, 그나 그녀는 항공 관제관으로 간주되지 않는다.그 방사선 안전 관리실은 산맥 작전 통제 센터 케이프 커내버럴에서의 공간 부대 역에서에서 하고 이 미사일과 차량 범위에서 움직이는 방사선 안전 관리실의 일이 종료하고 어떤 바다 및 면적(1단계 Ascent을 마친 후에)에는 더 이상 위협한다.[3]

자율 비행 종료 시스템

둘 다 컴퓨터 앞에 있음과 스페이스 X(AFTS)자율 비행 종료 시스템을 개발해 오고 있다.두 시스템off-nominal 비행,거나 더욱 전통적인 human-in-the-loop 감시 시스템을 교체해 보완하기 위한 GPS-aided, 컴퓨터에 의해서 조절되는 시스템을 쓰고 있다.

컴퓨터 앞에 있음의 자치 항행 안전 시스템 11월 19일 2013년에 NASA의 Wallops 비행 시설에서 debut[해명 필요한]을 만들었다.시스템은 공동으로 Ronkonkoma, 뉴욕, 플리머스 미네소타, 그리고 갑 포인트, 유타에 컴퓨터 앞에 있음 시설에 의해 개발되었다.[6]

스페이스X가 개발한 시스템은 2013/14년에 재사용 가능한 로켓 기술 개발 [7]프로그램을 테스트하기 위해 사용된 시제품 개발 차량 스페이스X에 포함되었다.

이 경우 2014년 8월 F9R Dev1 시제품 부스터에서 시험 비행 중 비행 이상이 발생하여 차량 제어 시스템이 종료 명령을 내리고 차량이 텍사스 [7]맥그리거 인근 지정된 시험 구역 상공에서 공중에서 자체 파괴되었을 때 첫 번째 자율 종료가 발생했다.

자율 비행 안전 시스템은 많은 SpaceX 발사에 사용되었고 2017년까지 잘 테스트되었다.미국의 이스턴 레인지와 웨스턴 레인지 시설 모두 현재 이 시스템을 사용하고 있으며, 이는 오래된 "지상 기반 비행 제어 인력 및 장비"를 탑재 위치, 내비게이션 및 타이밍 소스와 의사결정 [8]로직으로 대체했다.또한 이 시스템을 통해 미 공군은 인력을 대폭 줄이고 1년 내에 지원할 수 있는 발사 횟수를 늘릴 수 있게 되었습니다. 현재 연간 48회의 발사를 지원할 수 있으며, 한 번의 발사에 소요되는 사거리 서비스 비용은 50% [8]절감되었습니다.

일부 발사체에 AFT 시스템이 추가됨에 따라 US Eastern Range에서 발사될 때의 기울기 제한이 완화되었습니다.2018년 초, 미 공군은 케이프 커내버럴에서 극지 발사를 할 수 있는 궤적을 승인했다.'북극 회랑'은 발사 직후 남쪽으로 방향을 틀어 마이애미 바로 동쪽을 지나 쿠바 [9]북쪽에서 1단계 추락을 하게 된다.로켓의 기둥은 지상 [10]안테나가 보내는 신호를 방해하기 때문에 그러한 궤도는 자율 비행 종료 시스템을 사용해야 한다.2020년 8월 스페이스X는 SAOCOM 1B를 [11]출시하면서 이 기능을 입증했습니다.

2019년 12월 Rocket Lab은 전자 로켓에 AFT 시스템을 추가했다고 발표했다.Rocket Lab은 이전 4편의 비행이 지상 시스템과 AFT 시스템을 모두 갖추고 있었다고 밝혔다.2019년 12월 발사는 완전 자율 비행 종료 시스템을 갖춘 최초의 발사였다.이후의 모든 항공편에는 AFT 시스템이 탑재되어 있습니다.로켓이 항로를 벗어나면 AFT 시스템이 엔진 [12]정지를 명령할 것이다.

2020년 8월, 유럽 우주국은 아리안 5가 항전 베이에 AFT 시스템을 설치했다고 발표했습니다.Ariane 5에 탑재된 AFT 시스템은 KASSAV(Kit Autonome de Sécurité pour la Sauvergarde en Vol.KASSAV의 최신 버전은 로켓이 [13]항로를 이탈할 경우 자동으로 비행을 종료할 수 있는 권한을 갖게 될 것이다.

블루 오리진 뉴 글렌, 유나이티드 론치 얼라이언스 벌컨, 아리안 그룹 아리안 6 등 미래형 발사체에도 [14]탑재될 것으로 보인다.NASA의 우주발사시스템은 Artemis [15]3의 비행을 통해 AFT 시스템을 도입할 계획이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Wenz, John (2008-05-05). "Space Shuttle Destruct Switch - NASA Prepared to Blow Up Discovery". Popularmechanics.com. Retrieved 2015-02-27.
  2. ^ "FIREFLY ALPHA TERMINATED MID-FLIGHT". Space Launch Delta 30. Retrieved 2021-09-02.
  3. ^ a b c "Report of the PRESIDENTIAL COMMISSION on the Space Shuttle Challenger Accident". History.NASA.gov. Retrieved 2015-02-27.
  4. ^ Saturn V Launch Vehicle Flight Evaluation Report AS-502 Apollo 6 Mission. NASA George C. Marshall Space Center. June 25, 1968.
  5. ^ "NASA Range Safety Overview". Archived from the original on September 30, 2006. Retrieved August 6, 2008.
  6. ^ "ATK's Autonomous Flight Safety Assembly Makes First Flight - ARLINGTON, Va., Nov. 19, 2013 /PRNewswire/". Prnewswire.com. 2013-11-19. Retrieved 2015-02-27.
  7. ^ a b "SpaceX makes late call to delay ASIASAT-6 launch". NASASpaceFlight.com. 2014-08-26. Retrieved 2015-02-27.
  8. ^ a b SpaceX는 공군이 Mike Fabey, Space News, 2017년 9월 20일
  9. ^ Dean, James (2017-12-31). "Air Force: Cape rockets could fly new southern corridor toward poles". Florida Today. Monteith did not detail the precise trajectory, but said it involved “a little jog shortly off the pad” to turn south once offshore, “and then we’d skirt Miami.” The rocket’s first stage would drop safely before reaching Cuba, he said. The second stage would be so high up by the time it flew over the island that no special permissions would be required.
  10. ^ Dean 2017:"한 가지 조건이 있다: 남쪽으로 향하는 로켓은 항로를 벗어나면 로켓이 자폭하도록 명령하는 자동 비행 종료 시스템을 갖춰야 한다.그렇지 않으면 기존 시스템에서 전송되는 파괴 신호를 배기 플룸이 방해할 수 있습니다."
  11. ^ Clark, Stephen. "SpaceX launches first polar orbit mission from Florida in decades – Spaceflight Now". Retrieved 2020-09-15.
  12. ^ "Rocket Lab Debuts Fully Autonomous Flight Termination System". spaceref.com. Retrieved 2020-09-15.
  13. ^ "Ariane 5's third launch of 2020". www.esa.int. European Space Agency. European Space Agency. 16 August 2020.
  14. ^ Dean 2017:"현재는 SpaceX의 싱글 스틱 Falcon 9 로켓만이 극지 복도를 비행할 수 있으며, Iridium Communications를 위한 Vandenberg의 8회 발사 캠페인이 진행 중임에도 불구하고 이 로켓을 사용할 계획은 없다.하지만 모든 대형 로켓은 10년 안에 자동 파괴 시스템을 갖추게 될 것으로 예상된다.United Launch Alliance의 Vulcan, Blue Origin의 New Glenn, 그리고 SpaceX의 Falcon Heavy는 몇 년 안에 남쪽으로 비행할 수 있을 것입니다."
  15. ^ Gebhardt, Chris (15 August 2019). "Eastern Range updates 'Drive to 48' launches per year status". NASASpaceFlight.com. Retrieved 6 January 2020. NASA, on the other hand, will have to add this capability to their SLS rocket, and Mr. Rosati said NASA is tracking that debut for the Artemis 3 mission in 2023.

외부 링크