레트로켓

레트로켓(역행 로켓의 줄임말)은 차량의 움직임과 반대되는 추력을 제공하는 로켓 엔진으로, 그로 인해 감속하게 된다. 그들은 주로 우주선에서 사용되어 왔으며, 단거리 항공기 착륙에는 더 제한적으로 사용되어 왔다. 재사용 가능한 발사 시스템에서 역추진 로켓에 대한 새로운 용도가 2010년 이후로 나타나고 있다.

역사

DFS 230의 일부 모델들, 제2차 세계 대전, 독일 군용 글라이더에 로켓이 장착되었다.^[1] 이를 통해 항공기는 공중 공격 중에 가능한 것보다 더 밀폐된 지역에 착륙할 수 있었다.

또 다른 제2차 세계대전의 발전은 영국 해군기지의 잡무기 개발 국장에 의해 시작된 영국의 하지레 프로젝트였다. 원래 영국 육군의 요청으로 고속과 고도를 비행하는 항공기에서 중장비나 차량을 떨어뜨리는 방법이었는데, 이 프로젝트는 큰 재앙으로 밝혀져 전쟁 후 대부분 잊혀졌다. 비록 몇몇 실험이 성공적이었던 것으로 밝혀졌지만, 하지일은 재래식 전쟁에 사용되기에는 너무 예측이 불가능했고, 전쟁이 종식될 무렵에는 프로젝트를 실행에 옮길 기회도 없이 보류되었다. 이후 소련의 실험에서는 낙하산 하강 후 공중 낙하한 대형 화물을 제동하면서 이 기술을 사용했다.

사용하다

디오빗 기동

궤도에 있는 우주선이 충분히 느려지면, 그 고도는 공기역학적 힘이 차량의 움직임을 빠르게 느려지기 시작할 정도로 감소하고, 그것은 지상으로 되돌아간다. 레트로켓이 없다면, 우주선은 궤도가 자연적으로 느려질 때까지 몇 년 동안 궤도에 머물다가 훨씬 나중에 대기권에 다시 진입할 것이다; 유인 비행의 경우, 생명 유지 시스템이 확장된 지 오래다. 따라서 우주선에 매우 신뢰할 수 있는 리트로켓이 있다는 것은 매우 중요하다.

프로젝트 머큐리

수성 우주선은 레트로켓이 요구하는 높은 신뢰성으로 인해 각각 10초간 발사되는 1000lbf(4.5kN) 추력 레트로켓 3중대를 우주선 하단의 열 차폐에 매달았다. 하나는 다른 두 개가 실패하면 우주선을 지구로 돌려보내기에 충분했다.^[2]

제미니 프로젝트

제미니는 4개의 로켓을 사용했는데, 각각 2,500파운드힘(11kN)의 힘을 사용했으며, 순차적으로 5.5초간 연소하면서 약간의 중첩이 있었다. 이것들은 캡슐의 열 차폐 바로 뒤에 위치한 어댑터 모듈의 역행 부분에 장착되었다.^[3][4]

아폴로 계획

달 비행의 경우, 아폴로 사령부와 서비스 모듈은 명령 모듈을 지구로 되돌리는 데 리트로켓이 필요하지 않았는데, 이는 비행 경로가 대기권을 통해 모듈을 가져갔기 때문이다. 지구 궤도의 시험 비행은 서비스 모듈의 대형 서비스 추진 엔진에 의해 제공된 역방향 추진력을 필요로 했다. 달 궤도 삽입을 위해 우주선을 느리게 하기 위해 같은 엔진을 레트로코켓으로 사용하였다. 아폴로 달 모듈은 하강 단계 엔진을 이용해 궤도에서 떨어져 달에 착륙했다.

새턴 V가 지구 주차 궤도로 발사하는 동안 S-IC와 S-II가 각각 정지한 후 나머지 차량으로부터 S-IC와 S-II 단계를 지원하기 위해 리트로켓이 사용되었다.

우주왕복선 프로그램

우주왕복선 궤도 기동 시스템은 재진입과 궤도 기동 모두를 위한 강력한 액체 연료 로켓 한 쌍을 차량에 제공했다. 하나는 성공적인 재진입에 충분했고, 만약 두 시스템이 모두 실패한다면, 반응 제어 시스템은 재진입할 수 있을 만큼 차량을 느리게 할 수 있었다.

차량 스테이징 시작

깨끗한 분리를 보장하고 접촉을 방지하기 위해 타이탄 II, 토성 I, 토성 IB, 토성 V와 같은 다단계 로켓에는 하위 단계에서의 작은 리트로켓이 있을 수 있으며, 이는 단계 분리에 따라 점화된다. 한편, 후속 단계에는 분리를 돕고 액체 연료 엔진의 좋은 시동을 보장하기 위해 견인 로켓이 있을 수 있다.

랜더스

레트로켓은 또한 달과 화성과 같은 다른 천문학적인 물체에 우주선을 착륙시키는 데 사용될 뿐만 아니라 우주선이 그러한 물체 주위의 궤도에 진입할 수 있도록 하는데 사용된다. 그렇지 않으면 우주선이 다시 우주로 날아갈 것이다. 위에서 지적한 바와 같이(프로젝트 아폴로와 관련하여) 우주선에 탑재된 주 로켓은 레트로코켓 역할을 할 수 있도록 방향을 바꿀 수 있다. 소유즈 캡슐은 착륙 마지막 단계에 소형 로켓을 사용한다.

재사용 가능한 론칭 시스템

재사용 가능한 발사 시스템을 위해 2010년 이후 역추진 로켓의 새로운 용도가 등장했다. 2단계 분리 후 스페이스X의 팰컨9과 팰컨 헤비 로켓 1단계는 추진 착륙을 위해 감속하기 위해 주엔진 1~3개를 사용한다. 그리고 나서 첫 번째 단계는 복구되고, 새로 단장되고, 다음 비행을 위해 준비된다. 다른 궤도 로켓의 부스터는 대기권 재진입과 해양에서의 고속 충돌에 의해 한번의 사용 후에 일상적으로 파괴된다. 블루오리진(Blue Origin)과 뉴글렌(New Glenn), 링크스페이스(Link Space)와 같은 기업, 유럽위원회의 AURT 프로젝트, 중국 국가우주국(National Space Administration)의 롱3월 8일 같은 국가 프로젝트도 재사용 가능 부스터를 대상으로 역러스트 재진입을 추진하고 있다.^[5][6]

뉴 셰퍼드(New Shepard)는 부스터가 비행 후 다시 착륙하기 위해 주 엔진을 사용하는 재사용 가능한 1단 보조 로켓이다. 이 캡슐은 낙하산으로 하강 속도를 늦추고 레트로코켓을 이용해 지상에 도달하기 직전 속도를 늦춘다.

신뢰할 수 있는 스포츠 운영

1979년 미국 정부가 이란에 있는 인질들을 구출하기 위해 내놓은 계획인 '신뢰할 수 있는 스포츠 작전'은 두 개의 변형된 록히드 C-130 헤라클레스(YMC-130H)를 건설하는 결과를 낳았는데, 이것은 매우 짧은 착륙을 가능하게 하기 위해 레트로켓을 특징으로 한 것이다. 이 계획의 일환으로 이들 항공기는 테헤란 주재 미국 대사관 근처에 있는 샤히드 시루디 스타디움에서 착륙하고 레트로코켓을 이용해 정지를 하게 된다. 한 대의 항공기가 아무런 사망자도 없는 시험 비행 중에 추락 사고로 파괴되었고, 그 계획은 그해 말에 폐기되었다.^[7]

참조