재사용 가능 발사체

Reusable launch vehicle
Booster hooked up on a crane
첫 착륙Falcon 9 1단 부스터 회수

재사용 가능한 발사체에는 페이로드를 표면에서 우주 공간으로 운반하는 동안 복구 및 리플로우가 가능한 부품이 있습니다. 로켓 스테이지는 재사용을 목표로 하는 가장 일반적인 발사체 부품입니다. 로켓 엔진부스터와 같은 더 작은 부품도 재사용할 수 있지만 재사용 가능한 우주선은 소모 가능한 발사체 위에서 발사될 수 있습니다. 재사용 가능한 발사체는 각 발사마다 이러한 부품을 만들 필요가 없으므로 발사 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 그러나 이러한 이점은 복구 및 새단장 비용으로 인해 감소합니다.

재사용 가능한 발사체는 추가적인 항전제추진제를 포함할 수 있으며, 이는 소모성 제품보다 더 무겁습니다. 재사용된 부품은 대기권으로 진입하여 항행해야 할 수도 있기 때문에 종종 방열막, 그리드 핀 및 기타 비행 제어 표면이 장착됩니다. 우주 비행기는 형태를 수정함으로써 활공 또는 양력과 같은 항공 역학을 활용하여 복구를 도울 수 있습니다. 대기 중에서는 속도를 더 늦추기 위해 낙하산이나 레트로로켓이 필요할 수도 있습니다. 재사용 가능한 부품은 활주로자율 우주 공항 드론 선박과 같은 전문 복구 시설도 필요할 수 있습니다. 일부 개념은 대량 드라이버와 같은 지상 인프라에 의존하여 발사 차량을 사전에 가속화합니다.

적어도 20세기 초부터 공상과학 소설에는 단일 단계에서 궤도까지 재사용 가능한 발사체가 존재해 왔습니다. 1960년대와 1970년대에 우주왕복선에네르기아라고 이름 지어진 최초의 재사용 가능한 발사체가 제작되었습니다. 그러나 1990년대에는 두 프로그램 모두 기대에 미치지 못해 재사용 가능한 발사체 개념이 프로토타입 테스트로 축소되었습니다. 2000년대와 2010년대에 민간 우주 비행 회사들의 부상은 SpaceShipOne, NewShepard, Electron, Falcon 9, Falcon Heavy와 같은 그들의 발전의 부활로 이어집니다. 스타쉽, 뉴 글렌, 소유즈-7, 아리안 넥스트, 대장정, 테란 R, 던 Mk-2 오로라와 같은 많은 발사체가 2020년대에 재사용 가능성을 가지고 데뷔할 것으로 예상됩니다.[1]

구성

재사용 가능한 발사 시스템은 완전히 또는 부분적으로 재사용할 수 있습니다.

완전히 재사용 가능한 발사체

2024년 3월 현재 여러 회사가 완전히 재사용 가능한 발사체를 개발하고 있습니다. 그들은 각각 2단계 궤도 시스템에서 작업하고 있습니다. 스페이스X는 2016년부터 개발 중인 스타쉽을 시험 비행 중이며, 2023년[2] 4월 초도 시험 비행을 했고, 2024년 3월 현재 2회 추가 비행을 했습니다. 블루 오리진프로젝트 자비스와 함께 2021년 초까지 개발 작업을 시작했지만 테스트 날짜는 발표하지 않았으며 프로젝트에 대해 공개적으로 논의하지 않았습니다.[3] 스토크 스페이스는 재사용이 가능하도록 계획된 로켓도 개발하고 있습니다.[4][5]

2024년 3월 기준으로 스타쉽은 완전히 재사용 가능하도록 설계된 유일한 발사체로 완전히 제작되고 테스트되었습니다. 가장 최근의 시험 비행은 2024년 3월 14일로,[6] 이 비행체는 궤도 이하의 발사를 완료했지만 어느 단계도 복구하지 못했습니다. 슈퍼 헤비 부스터는 멕시코 만에서 부드럽게 터치다운을 시도하다가 헤어졌습니다. 부스터 분리 후, 상부 스테이지는 랩터 엔진 6개 모두에 불을 붙였고, 스타쉽 시험 비행으로는 처음으로 완전 악센트 연소를 완료했습니다. 해안에서 배는 여러 가지 문제를 겪었고, 그 중 하나는 굴림을 유도하여 열 차폐 장치가 잘못된 방향을 향하게 하여 재진입 중에 차량을 태울 수 있으며, 발사 후 49분에 통신이 끊겼습니다.

SpaceX Falcon 9의 두 번째 단계에서 향상된 재사용성을 테스트하기 위한 이전 계획은 2018년에 보류되었습니다.

부분적으로 재사용 가능한 발사 시스템

지금까지 사용 중인 재사용 가능한 구성은 다중 스테이지에서 궤도 시스템 형태의 부분 재사용 가능한 발사 시스템이 유일했습니다.

특정 부품 재사용

역사적인 우주왕복선고체 로켓 부스터, RS-25 엔진, 궤도 삽입 단계 역할을 하는 우주왕복선 궤도선을 재사용했지만 RS-25 엔진을 공급하는 외부 탱크는 재사용하지 않았습니다. 이것은 로켓의 특정 구성 요소를 재사용하는 재사용 가능한 발사 시스템의 예입니다. ULA의 Vulcan Centaur는 특히 1단 엔진을 재사용할 것이며, 탱크는 소비됩니다. 엔진은 팽창 가능한 에어로셸에 튀긴 다음 회수됩니다. 2024년 2월 23일, 멀린 엔진 9개 중 하나가 비행 리더로, 지구 궤도를 도는 22번째 임무를 수행합니다. 그것은 이미 현재까지 가장 유명한 로켓 엔진으로, 2019년 우주왕복선 메인 엔진의 20번째 비행 기록인 19번을 넘어섰습니다.

리프트오프 스테이지

2024년 현재 Falcon 9Falcon Heavy는 부스터를 재사용할 수 있는 유일한 궤도 로켓이지만 다른 여러 시스템이 개발 중입니다. 모든 항공기 발사 로켓은 항공기를 재사용합니다.

그 외에도 풍선에서[7][relevant?] 우주 엘리베이터에 이르기까지 다양한 비 로켓 발사 시스템이 시간이 지남에 따라 발사를 위한 재사용 가능한 시스템으로 제안되고 탐구되었습니다. 기존의 예는 날개형 수평 제트 엔진 동력 리프트오프를 사용하는 시스템입니다. 이러한 항공기는 소모성 로켓을 발사할 수 있으며, 이로 인해 항공기가 발사체의 첫 단계로 간주될 경우 부분적으로 재사용 가능한 시스템으로 간주될 수 있습니다. 이 구성의 예로는 궤도 과학 페가수스가 있습니다. SpaceShipTwo가 항공모함 비행기에서 이륙할 때 사용하는 궤도 이하 비행의 경우 모선Scale Composite White Knight Two가 사용합니다. 로켓 연구소는 중성자 연구를 하고 있고, 유럽 우주국테미스 연구를 하고 있습니다. 두 차량 모두 1단계를 복구할 계획입니다.[8][9]

궤도 삽입 단계

지금까지 대부분의 발사 시스템은 적어도 부분적으로 확장된 다단계 로켓, 특히 2단계와 3단계에서 궤도 삽입을 달성합니다. 우주왕복선만이 궤도선의 엔진과 연료탱크를 사용하여 궤도 삽입 단계를 재사용할 수 있었습니다. 부란 우주선스타쉽 우주선은 궤도 삽입 단계의 역할을 할 수 있도록 설계되어 제작된 다른 두 개의 재사용 가능한 우주선이지만, 전자는 프로젝트가 취소되기 전에 단 한 번의 무인 시험 비행을 했고, 후자는 두 번의 궤도 시험 비행을 마쳤을 뿐 아직 작동하지 않습니다. 2023년 12월 현재 궤도에 도달하지 못했습니다.

재사용 우주선

발사 시스템은 재사용 가능한 우주 비행기 또는 캡슐과 결합할 수 있습니다. 우주왕복선 궤도선, SpaceShipTwo, Dawn Mk-II Aurora, 그리고 개발이 덜 된 인도 RLV-TD는 재사용 가능한 우주선(우주 비행기)의 예이자 발사 시스템의 일부입니다.

더 현대적인 Falcon 9 발사 시스템은 Dragon 2X-37과 같은 재사용 가능한 차량을 운반하여 두 대의 재사용 가능한 차량을 동시에 운반했습니다.

현대의 재사용 가능 궤도 차량에는 X-37, 드림 체이서, 드래곤 2, 인도 RLV-TD 및 곧 출시될 유럽 우주 라이더(IXV의 후속 모델)가 포함됩니다.

발사체와 마찬가지로, 우주 비행을 달성할 수 있는 수십 년 초기의 모든 순수 우주선은 일회용 제품으로 설계되었습니다. 이것은 우주에 장기간 남겨지도록 의도된 위성우주 탐사선 모두에 해당되며, 인간이 운반하는 우주 캡슐이나 스타더스트(1999–2006)[10]하야부사(2005–2010)와 같은 우주 물질 수집 임무의 샘플 반환 캐니스터와 같은 지구로 돌아가기 위해 설계된 모든 물체에도 해당됩니다.[11][12] 우주선에 대한 일반적인 규칙에 대한 예외는 미국 제미니 SC-2, 소련 우주선 보즈브라스채미 장치(VA), 미국 우주왕복선 궤도선(1970년대 중반, 1981~2011년 135회 비행), 소련 부란(1980~1988년, 단 한 번의 무인 시험 비행)이었습니다. 이 두 우주선은 또한 발사 시스템의 필수적인 부분이었고(발사 가속을 제공함) 우주에서 중간 기간 동안 우주선을 운영했습니다. 이것은 2010년대 중반부터 바뀌기 시작했습니다.

2010년대에 국제 우주 정거장을 재공급하는 공급업체 중 하나의 우주 운송 화물 캡슐이 재사용을 위해 설계되었으며,[13] 2017년 이후 NASA는 이러한 NASA 계약 운송 경로에서 SpaceX Dragon 화물 우주선의 재사용을 허용하기 시작했습니다. 이것이 재사용 가능한 우주 비행체의 설계와 운영의 시작이었습니다.

또한 보잉 스타라이너 캡슐은 낙하산으로 낙하 속도를 줄이고 지상에 착륙하기 직전 에어백을 배치하여 차량을 회수하고 재사용합니다.

2021년 현재 SpaceX는 스타쉽 우주선이 대기를 통해 여러 극초음속 재진입체에서 생존할 수 있도록 제작 및 테스트 중이며, 스타쉽 운영 비행은 아직 발생하지 않았습니다.

엔트리 시스템

방열판

미국(Low Earth Orbit Flight Test Inflatable Deliverator - LOFTID)[14]과 중국이 개발한 팽창식차폐 장치를 통해 [15]우주 발사 시스템과 같은 일회용 로켓은 값비싼 엔진을 회수하기 위해 이러한 열 차폐 장치를 개조한 것으로 간주되며, 발사 비용을 크게 줄일 수 있습니다.[16] 열 차폐 장치를 사용하면 궤도를 도는 우주선이 연료를 많이 소비하지 않고 안전하게 착륙할 수 있습니다. 그들은 팽창식 열 차폐물의 형태를 취할 필요가 없으며, 단순히전도를 방지하는 내열 타일의 형태를 취할 수 있습니다. 또한 스타쉽에서 볼 수 있듯이 완전한 재사용이 가능하도록 열 차폐 장치를 역행 추력과 함께 사용할 것을 제안합니다.

역행 추력

Falcon 9New Shepard와 같은 재사용 가능한 발사 시스템 스테이지는 궤도 이탈, 재진입 및 착륙을 위해 역행하는 화상을 사용합니다.[citation needed]

랜딩 시스템

재사용 가능한 시스템은 단일 또는 여러 단계(2개 또는 3개)로 구성을 선회할 수 있습니다. 일부 또는 모든 단계에 대해 다음과 같은 랜딩 시스템 유형을 사용할 수 있습니다.

종류들

낙하산 및 에어백

이것들은 낙하산을 사용하고 해상의 스플래시 다운이나 육상의 터치다운과 같은 경착륙을 강화하는 착륙 시스템입니다. 후자는 낙하산만으로는 우주비행사의 부상을 막을 수 있을 만큼 비행기의 속도를 늦출 수 없기 때문에 착륙 직전 엔진 연소가 필요할 수 있습니다. 이것은 소유스 캡슐에서 볼 수 있습니다.

이러한 시스템은 우주 비행사가 우주선을 회수하기 위해 시작한 이래로 사용되어 왔지만, 나중에야 우주선은 재사용되었습니다.

예:

가로(날개)

단일 스테이지 또는 메인 스테이지와 플라이백 부스터는 수평 착륙 시스템을 사용할 수 있습니다. 이 차량들은 비행기처럼 지구에 착륙하지만, 착륙하는 동안에는 보통 추진제를 사용하지 않습니다.

예는 다음과 같습니다.

변형은 FALCon 프로젝트와 함께 EMBENTION이라는 회사가 주장하는 공중 포획 토우백 시스템입니다.[17]

활주로에 수평으로 착륙하는 차량에는 날개와 언더캐리어가 필요합니다. 이들은 일반적으로 착륙 차량 질량의 약 9-12%를 소비하며,[citation needed] 이는 탑재체를 줄이거나 차량 크기를 증가시킵니다. 리프팅 바디와 같은 개념은 우주왕복선델타 날개 모양과 [citation needed]마찬가지로 날개 질량을 어느 정도 줄여줍니다.

수직(역방향)

맥도넬 더글러스 DC-X(델타 클리퍼)스페이스X와 같은 시스템은 역행 시스템의 예입니다. Falcon 9Falcon Heavyland의 부스터는 9개의 엔진 중 하나를 사용합니다. 팰컨 9 로켓은 첫 번째 단계를 수직으로 지상에 착륙시킨 첫 번째 궤도 로켓입니다. 스타쉽의 첫 번째 단계는 수직 착륙을 계획하고 있으며, 두 번째 단계는 역행 착륙의 대부분의 일반적인 단계를 수행한 후 팔에 잡히는 것입니다. 블루 오리진의 뉴 셰퍼드 아궤도 로켓도 발사장에 수직으로 착륙합니다.

역행 착륙은 일반적으로 전체 1단 추진체의 약 10%가 필요하므로 로켓 방정식으로 인해 운반할 수 있는 탑재체를 줄입니다.[18]

항공정력을 이용한 착륙

공기를 주입하고 재사용할 수 있는 1단계를 갖춘 발사체의 개념도 있습니다. 이 구조물의 모양은 과도한 내부 압력(경가스 사용)에 의해 지지됩니다. 첫 번째 단계(추진제 미포함)의 벌크 밀도는 공기의 벌크 밀도보다 작다고 가정합니다. 비행에서 돌아오면, 그러한 첫 단계는 (지구 표면에 닿지 않고) 공중에 떠 있는 상태로 남아 있습니다. 이렇게 하면 재사용을 위해 첫 번째 단계가 유지됩니다. 1단의 크기를 늘리면 공기역학적 손실이 증가합니다. 이로 인해 페이로드가 약간 감소합니다. 이러한 페이로드 감소는 첫 번째 단계의 재사용으로 보상됩니다.[19]

제약

엑스트라 웨이트

재사용 가능한 단계는 동등한 소모 가능한 단계보다 무게가 더 많이 나갑니다. 이는 스테이지를 착륙시키는 데 필요한 보조 시스템, 착륙 기어 및/또는 잉여 추진제로 인해 피할 수 없는 일입니다. 실제 대량 벌점은 차량과 선택한 복귀 모드에 따라 다릅니다.[20]

재단장

발사대가 착륙한 후에는 다음 비행을 준비하기 위해 새 단장을 해야 할 수도 있습니다. 이 과정은 길고 비용이 많이 들 수 있습니다. SpaceX가 인간 임무를 위해 재사용된 Falcon 9 부스터를 날렸음에도 불구하고, 이 발사대는 개조 후 인간 등급으로 재인증되지 않을 수 있습니다. 런처를 폐기하기 전에 몇 번이나 다시 사용할 수 있는지에 대해서는 결국 한계가 있지만, 런처를 얼마나 자주 재사용할 수 있는지는 다양한 런처 시스템 설계에 따라 크게 다릅니다.

역사

20세기 전반 로켓 추진의 발전과 함께 우주여행은 기술적인 가능성이 되었습니다.

단일 단계 재사용 가능한 우주 비행기에 대한 초기 아이디어는 비현실적인 것으로 판명되었고 최초의 실용적인 로켓 차량 (V-2)조차도 우주 가장자리에 도달할 수 있었지만 재사용 가능한 기술은 너무 무거웠습니다. 또한 무기를 전달하기 위해 많은 초기 로켓이 개발되어 설계상 재사용이 불가능했습니다. 질량 효율의 문제는 수직 발사 다단 로켓에 여러 개의 소모 가능한 단계를 사용함으로써 극복되었습니다. USAF와 NACA는 1958년부터 Dyna-Soar와 같은 궤도 재사용 우주 비행기를 연구해 왔지만, 최초의 재사용 가능한 단계는 1981년 US 우주 왕복선이 등장할 때까지 비행하지 않았습니다.

20세기

맥도넬 더글러스 DC-X는 수직이착륙과 수직착륙을 사용했습니다.

아마도 최초의 재사용 가능한 발사체는 1948년부터 1956년까지 베르너 폰 브라운(Wernher von Braun)이 개념화하고 연구한 것일 것입니다. 폰 브라운 페리 로켓은 1952년과 1956년 두 번의 개정을 거쳤습니다. 낙하산을 이용해 착륙했을 겁니다.[21][22]

제너럴 다이내믹스 넥서스는 1960년대에 새턴 V 로켓의 완전 재사용 가능한 후속 로켓으로 제안되었으며, 궤도를 450-910 t(99만–2,000,000 lb)까지 운반할 수 있습니다.[23][24] Sea DragonDouglas SASTO도 참조하십시오.

BAC 머스타드는 1964년부터 연구되었습니다. 그것은 함께 묶여 두 단계로 배열된 세 개의 동일한 우주 비행기로 구성되었을 것입니다. 상승하는 동안 첫 번째 단계를 형성한 두 개의 우주 비행기가 분리되어 지구로 개별적으로 다시 활공합니다. 1967년 설계에 대한 마지막 연구 이후 개발 자금이 부족하여 취소되었습니다.[25]

나사는 1968년에 승무원이 탄 플라이백 부스터를 사용하여 완전히 재사용 가능한 우주 비행기를 만들려는 비전으로 우주왕복선 설계 과정을 시작했습니다. 이 개념은 비싸고 복잡하다는 것이 증명되었고, 따라서 디자인은 재사용 가능한 고체 로켓 부스터와 소모성 외부 탱크로 축소되었습니다.[26][27] 우주왕복선 컬럼비아호는 27번 발사와 착륙을 27번 했고 28번 착륙 시도에서 전 승무원과 함께 실종됐습니다. 챌린저호는 9번 발사와 착륙을 했고 10번 발사 시도에서 전 승무원과 함께 실종됐습니다. 디스커버리호는 39번 발사와 착륙을 했고 아틀란티스호는 33번 발사와 착륙을 했습니다.

1986년 로널드 레이건 대통령은 공기 호흡 스크램제트 국립 항공우주 비행기(NASP)/X-30을 요구했습니다. 이 프로젝트는 기술적인 문제로 실패하여 1993년에 취소되었습니다.[28]

1980년대 후반에 완전히 재사용 가능한 형태의 에네르기 로켓인 에네르기 II가 제안되었습니다. 부스터와 코어는 활주로에 별도로 착륙할 수 있는 능력을 가졌을 것입니다.[29]

1990년대에 McDonnell Douglas Delta Clipper VTOL STO 제안은 테스트 단계로 진행되었습니다. DC-X 프로토타입은 빠른 턴어라운드 시간과 자동 컴퓨터 제어를 보여주었습니다.

1990년대 중반, 영국의 연구는 이전의 HOTOL 설계를 훨씬 더 유망한 Skylon 설계로 발전시켰으며, 이는 여전히 개발 중에 있습니다.

1990년대 후반부터 2000년대까지 유럽 우주국아리안 5호 고체 로켓 부스터의 회수를 연구했습니다.[30] 마지막 복구 시도는 2009년에 이루어졌습니다.[31]

상업적 벤처기업인 로켓플레인 키슬러로터리 로켓은 파산하기 전에 재사용 가능한 민간 개발 로켓을 만들려고 시도했습니다.[citation needed]

NASA는 Shuttle 기술을 대체할 재사용 가능한 개념을 제안했습니다. X-33 프로그램과 X-34 프로그램은 비용 상승과 기술적 문제로 인해 2000년대 초에 모두 취소되었습니다.

21세기

스케일드 컴포지트 SpaceShipOne은 운반기에서 발사된 후 수평 착륙을 사용했습니다.
2018년 시범 임무 수행 중 착륙한 팰컨 헤비 사이드 부스터

Ansari X Prize 공모전은 민간 궤도 아래 재사용 가능한 차량을 개발하기 위한 것이었습니다. 많은 민간 기업들이 경쟁을 벌였는데, 우승자인 Scale Composites는 재사용 가능한 SpaceShipOne으로 2주 동안 두 번 카르만 라인에 도달했습니다.

2012년, SpaceX실험 차량으로 비행 테스트 프로그램을 시작했습니다. 이로 인해 Falcon 9 재사용 로켓 발사기가 개발되었습니다.[32]

2015년 11월 23일, 뉴 셰퍼드 로켓은 카르만 선(100 km 또는 62 mi)을 통과하여 우주에 도달한 최초의 수직 이착륙(VTVL) 서브 궤도 로켓이 되었고, 추진 착륙을 위해 귀환하기 전에 329,839 ft (100,535 m)에 도달했습니다.[33][34]

스페이스X는 2015년 12월 21일 11개의 Orbcomm OG-2 상업 위성을 지구 저궤도로 운반한 후 재사용 가능한 궤도 로켓 스테이지의 첫 수직 연착륙을 달성했습니다.[35]

Falcon 9 1단의 첫 재사용은 2017년 3월 30일에 발생했습니다.[36] SpaceX는 이제 일상적으로 첫 단계를 복구하고 재사용하며, 페어링을 재사용합니다.[37]

2019년 Rocket Lab낙하산공중 회수를 사용할 계획인 전자 발사체의 첫 번째 단계를 복구하고 재사용할 계획을 발표했습니다.[38] 2020년 11월 20일, 로켓 연구소는 궤도 발사에서 전자의 첫 번째 단계를 성공적으로 되돌리고, 그 단계는 태평양에서 부드럽게 튀었습니다.[39]

중국은 3월 8일 시스템의 재사용 가능성을 연구하고 있습니다.[40]

2020년 5월 현재 운용 가능한 궤도급 발사 시스템은 Falcon 9와 Falcon Heavy뿐이며, 이 중 후자는 Falcon 9를 기반으로 합니다. 스페이스X는 또한 완전히 재사용 가능한 스타쉽 발사 시스템을 개발하고 있습니다.[41] 블루 오리진은 뉴 글렌 부분 재사용이 가능한 궤도 로켓을 개발하고 있으며, 1단계만 회수하여 재사용할 계획입니다.

2020년 10월 5일, 로스코스모스는 재사용 가능한 1단계를 갖춘 아무라의 새로운 발사대 개발 계약을 체결했습니다.[42]

2020년 12월, ESA는 프로토타입 재사용 가능한 1단계 발사기인 테미스(TEMIS) 개발을 시작하기로 계약을 체결했습니다.[43]

발사장으로 돌아가기

1980년 이후, 그러나 2010년대 이전에 두 대의 궤도 발사체가 발사장(RTLS)으로 복귀할 수 있는 능력을 개발했습니다. 미국[44][45] 우주왕복선과 소련의 부란[46] 모두 발사체의 우주 비행체 부분을 수평 착륙시키는 메커니즘을 통해 발사체의 일부를 발사 장소로 되돌려 놓을 수 있는 설계된 기능을 가지고 있었습니다. 두 경우 모두 주요 차량 추력 구조와 대형 추진체 탱크를 소모할 수 있었고, 그 이전에 비행한 모든 궤도 발사 차량의 표준 절차와 마찬가지였습니다. 두 비행기 모두 실제 궤도 공칭 비행에서 시연되었지만, 두 비행기 모두 발사 중에 승무원이 비공칭 발사 후 우주 비행기를 착륙시킬 수 있는 중단 모드를 가지고 있었습니다.

2000년대에 SpaceXBlue Origin 모두 발사체의 부스터 스테이지의 수직 착륙을 지원하기 위한 일련의 기술을 비공개로 개발했습니다. 2010년 이후 스페이스X는 팰컨 9 궤도 발사체의 일부를 다시 가져와 수직 착륙시키는 능력을 갖추기 위한 개발 프로그램에 착수했습니다. 첫 번째 단계입니다. 첫 번째 성공적인 착륙은 2015년 12월에 이루어졌는데,[47] 그 이후 여러 로켓 스테이지가 발사장에 인접한 착륙장이나 발사장에서 약간 떨어진 해상의 착륙 플랫폼에 착륙했기 때문입니다.[48] Falcon Heavy도 마찬가지로 첫 번째 단계를 구성하는 세 개의 코어를 재사용하도록 설계되었습니다. 2018년 2월 첫 비행에서 두 개의 외부 코어는 성공적으로 발사장 착륙 패드로 돌아갔고, 중앙 코어는 해상의 착륙 플랫폼을 목표로 했지만 성공적으로 착륙하지 못했습니다.[49]

블루 오리진은 서브 궤도셰퍼드를 다시 가져와 착륙시키는 유사한 기술을 개발했으며 2015년 성공적으로 귀환을 시연했으며 2016년 1월 두 번째 서브 궤도 비행에서 동일한 부스터를 성공적으로 재사용했습니다.[50] 2016년 10월까지 블루는 같은 발사체를 총 5번이나 재비행하여 성공적으로 착륙시켰습니다.[51] 그러나 두 차량의 발사 궤적은 매우 다르며, 뉴 셰퍼드는 직하로 이동하는 반면, 팰컨 9는 상당한 수평 속도를 취소하고 상당한 거리의 다운 레인지에서 복귀해야 합니다.

또한 Blue Origin과 SpaceX는 개발 중인 재사용 가능한 발사체를 추가로 보유하고 있습니다. 블루는 재사용 가능한 궤도 New Glenn LV의 첫 번째 단계를 개발하고 있으며, 2024년까지 첫 번째 비행이 계획되어 있습니다. 스페이스X는 행성우주 임무를 위해 개발 중인 새로운 초중량 발사체를 보유하고 있습니다. SpaceX Starship은 부스터 스테이지와 스타쉽과 함께 사용하도록 설계된 통합 2단계/대형 우주선의 RTLS, 수직 착륙 및 완전 재사용을 지원하도록 설계되었습니다.[52] 첫 발사 시도는 2023년 4월에 이루어졌지만, 두 단계 모두 상승 중에 손실되었습니다.

재사용 가능한 발사체 목록

회사 차량 재사용 가능한 구성 요소 런칭 복구됨 재출시 LEO에 대한 페이로드 첫 출시 상황
United States 나사 우주왕복선 궤도선 135 133 130 27,500kg 1981 은퇴(2011)
사이드 부스터 270 266 무차입증[a]
United States 스페이스X 팔콘9 1단계 311 268 240 17,500kg (reusable)
22,800kg (경유)
2010 활동적인
페어링 하프 486[b] 300+ (팔콘9, 헤비)[b]
United StatesNew Zealand 로켓랩 전자 1단계 44 9 0[c] 325kg (경유) 2017 적극적이고 재사용 가능성이 계획되어 있음
United States 스페이스X 팰컨 헤비 사이드 부스터 18 16 14 ~33,000 kg (모든 코어 재사용 가능)
63,800kg (경유)
2018 활동적인
센터코어 9 0[d] 0
페어링 하프 18[b] 300+ (팔콘9, 헤비)[b]
United States 스페이스X 스타쉽 1단계 3 0 0 15만kg (reusable)
250,000kg (경유)
2023 활성화된 복구 계획
2단계 3 0 0
United States 연합출범동맹 불칸 켄타우로스 1단 엔진 모듈 1 0 0 27,200kg 2024 활성화된 복구 계획
United StatesNew Zealand 로켓랩 중성자 1단계(페어 포함) 0 0 0 13,000kg (reusable)
15,000kg (경유)
2024 계획된
United States 블루 오리진 뉴글렌 1단계, 페어링 0 0 0 45,000kg 2024 계획된
South Korea 페리기 에어로스페이스 흰긴수염고래1 1단계 0 0 0 170kg 2024 계획된
China 은하 에너지 팔라스-1 1단계 0 0 0 5,000kg 2024 계획된
China 딥 블루 에어로스페이스 성운 1 1단계 0 0 0 1,000kg 2024 계획된
China 스페이스 파이오니어 톈룽-3호 1단계 0 0 0 17,000kg 2024 계획된
China 아이스페이스 쌍곡선-3 1단계 0 0 0 8,300kg (reusable)
13,400kg (경유)
2025 계획된
China 랜드스페이스 주크-3 1단계 0 0 0 18,300kg (reusable)
21,300kg (경유)
2025 계획된
China 오리엔 스페이스 중력-2 1단계 0 0 0 15,500kg 2025 계획된
Russia 로스코스모스 아무르 1단계 0 0 0 10,500kg 2026 계획된
United States 상대성 공간 테란 R 1단계 0 0 0 23,500kg (reusable)
33,500kg (경유)
2026 계획된
Spain PLD 공간 미우라5 1단계 0 0 0 900kg 2026 계획된
China 오리엔 스페이스 중력-3 1단계, 페어링 0 0 0 30,600kg 2027 계획된
China CALT 3월 10일 A 퍼스트 스테이지 0 0 0 14,000kg (reusable)
18,000kg (경유)
2027 계획된
China CALT 롱 3월 9일 퍼스트 스테이지 0 0 0 10만kg 2033 계획된
세컨드 스테이지 0 0 0
United States 스토크 스페이스 노바 완전히 재사용 가능 0 0 0 3,000kg (reusable)
5,000kg (2단계 지출)
7,000kg (완전소비)
TBD 계획된
  1. ^ 재사용된 SRB의 정확한 수치는 복구가 끝날 때 부스터가 부품을 위해 분해되어 완전한 부품 집합으로 유지되지 않았기 때문에 가능하지 않습니다.
  2. ^ a b c d 2024년 1월 12일 기준. 회사 전체 회의의 프레젠테이션 슬라이드에는 Falcon 9와 Heavy 로켓의 페어링 절반이 회수되어 "300회 이상" 리플로우되었다고 나와 있습니다.[54]
  3. ^ 로켓 연구소는 회수된 러더퍼드 엔진으로 비행했지만, 아직 전체 로켓 단계는 아닙니다.
  4. ^ Arabsat-6A에 사용된 센터 부스터는 착륙했지만 회수되지 않았습니다.

재사용 가능한 우주선 목록

회사 우주선 발사 차량 런칭 복구됨 재출시 발사 질량 첫 출시 상황
United States 나사 우주왕복선 궤도선 우주왕복선 135 133 130 11만kg 1981 은퇴(2011)
Soviet Union NPO-에네르기아 부란 에네르기아 1 1 0 92,000kg 1988 은퇴(1988년)
United States 보잉 X-37 아틀라스 V, 팔콘 9, 팔콘 헤비 7 6 5 5,000kg 2010 활동적인
United States 스페이스X 팔콘9 46 44 24 12,519kg 2010 활동적인
United States 나사 오리온 우주 발사 시스템 2 2 0 10,400 kg (서비스 모듈 및 중단 시스템 제외) 2014 적극적이고 재사용 가능성이 계획되어 있음
United States 보잉 스타라이너 아틀라스 5세 2 2 0 13,000kg 2019 적극적이고 재사용 가능성이 계획되어 있음
China CASC 중국의 재사용 가능한 실험 우주선 3월 2층 장보기 3 2 0[a] 알 수 없는 2020 활성, 재사용 가능성 알 수 없음
United States 시에라 스페이스 드림 체이서 불칸 켄타우로스 0 0 0 9000kg 2024 계획된
China 출연자들 멍저우 3월 10일 A 0 0 0 14,000kg 2027 계획된
  1. ^ 재사용 가능여부를 알 수 없습니다.

재사용 가능한 궤도 아래 차량 목록

회사 차량 첫 출시 복구됨 재출시 메모들
United States 블루 오리진 뉴 셰퍼드 2015 20 17 완전히 재사용 가능합니다.
United States 버진 갤럭틱 스페이스십 투(VSS Unity) 2018 5 4 완전히 재사용 가능합니다.
United States 버진 갤럭틱 SpaceShip Three (VSS Imagine) 완전히 재사용 가능합니다.

참고 항목

참고문헌

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  54. ^ Elon Musk가 SpaceX 업데이트를 전달하고, Starship 진행 상황 등에 대해 이야기합니다!

서지학

  • Heribert Kuczera, et al.: 재사용 가능한 우주 교통 시스템. 스프링어, 베를린 2011, ISBN 978-3-540-89180-2

외부 링크