바이킹(로켓)

바이킹

1954년 5월 7일 바이킹 10호 발사
사용하다	연구 음향 로켓
제조사	글렌 L. 마틴 컴퍼니
원산지	미국
크기
높이	15m(49ft), 13m(43ft)
지름	81cm(32인치), 114cm(45인치)
단계	1
역량
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실행 기록
상태	은퇴한
시작 사이트	화이트 샌즈 미사일 사정거리, (바이킹 1-3 및 5-12) USS 노튼 사운드, 적도 부근(바이킹 4)
총출발	12
성공	7
실패	1
부분 고장	4
제1편	1949년 5월 3일
마지막 비행	1955년 2월 4일
1단계
전원 공급 기준	반응 모터 XLR10-RM-2
최대 추력	92.5 kN (20,800 lbf) (해발 수준) 110.5kN(24,800lbf) (진공)
특정충동	179.6초(1.761km/초)
굽는 시간	103초
추진제	에틸알코올 및 액체산소

바이킹은 글렌 L. 마틴사가 미국 해군 연구소(NRL)의 지휘 아래 설계하고 제작한 12개의 음향 로켓 시리즈였다.독일 V-2를 대체하기 위해 고안된 바이킹은 1949-1955년 사이 우주 가장자리에서 귀중한 과학 데이터를 반환하면서 1940년대 후반 미국에서 개발된 가장 진보된 대형 액체 연료 로켓이었다.1950년에 발사된 바이킹 4호는 선박 갑판에서 발사된 최초의 음향 로켓이었다.

바이킹은 12회 비행 후 1958년 미국의 두 번째 위성을 궤도로 쏘아 올린 뱅가드 로켓의 1단계로 개조되었다.

오리진스

제2차 세계 대전 후 미국은 헤르메스 프로그램의 일환으로 포획된 독일 V-2 로켓을 실험했다.이러한 실험을 바탕으로 미국은 1946년 8월 21일 글렌 L. 마틴 사에 대형 액체 연료 로켓 10개에 대한 계약을 체결했다.로켓 발사에서 미국의 독자적 능력을 제공하고, V-2가 보급된 후에도 헤르메스 프로그램을 계속하며, 과학 연구에 더 적합한 차량을 제공한다는 취지였다.원래 넵튠으로 불렸던 바이킹은 록히드 P-2 넵튠과의^{[1]: 26} 혼동을 피하기 위해 1947년 바이킹으로 개명했다.바이킹은 당시 미국에서 개발되고 있던 가장 진보된 액체 연료 로켓이었다.^[2]

디자인

바이킹은 질량과 전력 면에서 V-2의 대략 절반 크기였다.두 개 모두 터빈 구동 펌프 2개에 의해 하나의 대형 펌프식 엔진에 공급된 동일한 추진제(에틸알코올과 액체산소)를 연료로 하여 능동 유도 로켓이었다.리액션 모터스 XLR10-RM-2 엔진은 당시까지 미국에서 개발된 액체연료 로켓 엔진 중 가장 큰 엔진으로 92.5kN(20,800lb_f)과 110.5kN(24,800lb_f)의 추력을 생산했다.이스프는 각각 179.6초(1.761km/s)와 214.5초(2.104km/s)로 임무 시간은 103초였다.V-2의 경우도 그랬듯이 과산화수소를 증기로 전환해 연료와 산화제를 엔진에 공급하는 터보펌프를 구동시켰다.V-2의 상대로서, 그것은 또한 재생적으로 냉각되었다.^[3][4]

Viking은 V-2를 통해 중요한 혁신을 개척했다.로켓 개발에 있어 가장 중요한 것 중 하나는 피치와 요 제어를 위해 두 축에서 좌우로 회전할 수 있는 김베일 추력실 사용으로, V-2가 사용하는 엔진 배기가스에서 효율적이지 않고 다소 연약한 흑연 베인을 분사했다.김발 위에서 엔진의 회전은 자이로스코프 관성학적 참조에 의해 제어되었다; 이런 종류의 유도 시스템은 제2차 세계대전이 개입하기 전에 부분적으로 성공을 거둔 로버트 고다드에 의해 발명되었다.^{[1]: 66} 롤 컨트롤은 터빈 펌프 배기를 사용하여 핀의 전력 반응 제어 시스템(RCS) 제트에 사용하였다.주 전원 차단 후 압축 가스 제트가 차량을 안정시켰다.이와 유사한 장치들이 현재 크고 조향성이 뛰어난 로켓과 우주 비행체에서 광범위하게 사용되고 있다.또 다른 개선점은 처음에는 알코올 탱크, 나중에는 LOX 탱크도 외피와 일체형으로 제작되어 체중을 절감했다는 것이다.이 구조물은 V-2에 사용된 강철과는 달리 알루미늄으로 되어 있어 무게가 더 줄었다.^{[1]: 231}

바이킹 1~7호는 V-2보다 약간 길었지만(약 15m(49ft) 직선으로 원통형 몸체가 직경이 81cm(32인치)에 불과해 로켓이 상당히 호리호리했다.그들은 V-2에 있는 것과 비슷한 꽤 큰 지느러미를 가지고 있었다.바이킹 8번부터 14번까지는 개선된 설계의 확대된 기체로 제작되었다.지름은 114cm(45인치)까지 늘린 반면 길이는 13m(43피트)로 줄어 미사일의 '연필 모양'을 바꿨다.지느러미는 훨씬 더 작고 삼각형으로 만들어졌다.직경이 더해져 연료가 더 많아지고 무게가 더 나가는 것을 의미했지만, 빈 질량에 기름을 부은 '질량비'는 약 5:1로 개선돼 당시 기록으로 남게 됐다.^{[1]: 173}

비행 이력

첫 번째 모델(Vikings 1-7)

1949년 5월 3일, 두 번의 정적 발사(3월 11일과 4월 25일) 후, 첫 번째 바이킹 로켓이 뉴 멕시코의 화이트 샌즈 미사일 사거리에서 이륙했다.엔진은 최대 65초보다 10초 모자란 55초 동안 발사됐지만 로켓은 항로를 따라 비행해 고도 51mi(82km)에 도달해 프로그램 시작에 좋은 것으로 평가됐다.^{[1]: 84–93} 4개월 뒤 발사된 바이킹 2호도 엔진 조기 차단으로 어려움을 겪으며 33mi(53㎞)에 그쳤다.둘 다 터빈의 누출로 고통받았고, 증기 때문에 터빈 케이싱의 밀폐가 깨졌다.해결책은 케이스를 닫아 용접하는 것인데, 비행 후 터빈 휠에 다시 접근할 이유가 없다.^{[1]: 98–102}

이 고치는 효과가 있었고, 1950년 2월 9일 바이킹 3호를 발사하여 (이산성이 아닌) 통합 산소 탱크를 통합하여 50 mi (80 km)에 도달하여 더 높이 올라갈 수 있었다.그러나 34초간 정확한 유도 비행을 한 뒤 로켓은 서쪽으로 방향을 틀어 발사장을 떠나겠다고 위협했다.레인지 안전은 엔진에서 코를 분리하기 위해 로켓에 충전되었고, 둘 다 땅으로 떨어져 분석을 위해 복구되었다.^{[1]: 108–114}

바이킹은 엔진과 유도 시스템에 대한 성공적인 테스트를 통해 (같은 임무에서는 아니지만) 가장 야심찬 시험인 USS 노턴 사운드 갑판에서 선박을 발사할 준비가 되어 있는 것으로 간주되었다.^{[1]: 108–114} Viking 4는 Viking 3과 동일하며, 시리즈의 첫 번째 시리즈는 이전 Viking의 문제를 해결하기 위한 설계 변경을 포함하지 않는다.}}^{[5]: 255} 1950년 5월 10일 자비스 섬과 크리스마스 섬 사이의 태평양의 한 부지에서 네 번째 바이킹은 바다를 항해하는 선박에서 발사된 최초의 음향 로켓이 되었다.비행은 바이킹 1호와 3호가 도달한 두 배가 넘는 106.4mi(171.2km)에 이를 정도로 완벽했다.^{[1]: 108–114}

1950년 11월 21일에 발사된 Viking 5는 광전자 증배관, 이온화 챔버 및 가이거 카운터를 다양한 에너지와 유형에 걸쳐 검출 방사선을 방출했다.이 로켓은 또한 두 개의 영화 카메라를 탑재하여 지구의 최고 고도인 108마일(174km)까지 촬영한 것은 물론, 피라니 계량기를 통해 상층 대기의 공기 밀도를 측정했다.^{[1]: 148, 236} 12월 11일에 발사된 바이킹 6은 훨씬 가벼운 탑재량을 가지고 있었지만, 실험에는 맞춤형 압력 게이지가 포함되어 있었다.그러나 로켓의 성능은 저조했지만 최고 고도인 64km에 그쳤다.^{[1]: 151–153, 236}

바이킹 1세대는 1951년 유일한 바이킹 발사인 바이킹 7호의 비행으로 최고 성적에 도달했다.지난 8월 7일 화이트 샌즈에서 발사된 이 로켓은 136마일(219km)의 세계 신기록을 세웠다.^{[1]: 167–171, 236}

두 번째 모델(Vikings 8-12)

1952년 늦은 봄, 밀턴 로젠의 관리 하에 있는 해군 연구 실험실 팀은 뉴 멕시코의 화이트 샌즈 미사일 사거리에서 첫 번째 2세대 바이킹 8호를 발사할 준비를 했다.새로운 바이킹 디자인은 전구체만큼 넓어서 지금까지 개발된 어떤 로켓보다 연료 대 중량 비율이 가장 높았다.꼬리 지느러미는 더 이상 로켓의 무게를 지탱하지 못했다. 이전에도 그랬었다.이제 바이킹 로켓은 동체 밑바닥에 놓여 있었다.이것은 꼬리 지느러미를 훨씬 더 가볍게 만들 수 있게 해주었는데, 바이킹이 최초의 바이킹 디자인보다 무게가 더 나가지 않고 더 무거운 탱크를 운반하도록 재설계된 여러 방법 중 하나이다.

1952년 6월 6일 바이킹 8호는 정전기 사격시험 도중 계류장에서 탈출했다.그 즉시 지역을 비우고 따라서 지상 승무원들에게 위험이 되지 않길 바라며 55초 동안 비행할 수 있게 허락된 후, "컷오프 그룹"의 대표인 냇 바그너는 로켓에 추력을 멈추라는 명령을 전달했다.65초 후, 로켓은 남동쪽으로 4마일(6.4km)이나 5마일(8.0km) 떨어진 곳에 추락했다.^{[1]: 172–181}

바이킹 8의 실패로부터 얻은 교훈으로, 12월 9일의 성공적인 12월 9일의 정적 사격은 화이트 샌즈로부터 성공적으로 발사되어 12월 15일에 바이킹 9의 성공적인 발사가 뒤따랐다.로켓은 고도가 135마일(217km)에 달해 1950년 발사된 1세대 바이킹 7호와 거의 비슷한 수준이다.바이킹9호는 비행 중 지구를 촬영한 카메라 외에도 개별 고에너지 입자의 경로를 추적할 수 있는 에멀전겔 16판 등 우주선, 자외선, X선 검출기 전량을 탑재했다.이 실험 패키지는 지구 상층 대기권에서 높은 측정치를 확보한 후에 온전하게 복구되었다.^{[1]: 185–203}

바이킹 10

1953년 5월 25일, 당초 바이킹의 마지막이 될 계획이었던 바이킹 10호가 뉴멕시코의 화이트 샌즈 미사일 사거리에 도착했다.6월 18일 성공적인 정전기 사격은 로켓이 건설된 글렌 마틴사 공장을 떠나기도 전에 몇 달 전에 이루어진 일정인 6월 30일의 발사 날짜를 위한 길을 열어주었다.발사 순간 바이킹 10의 꼬리가 폭발해 로켓에 불을 질렀다.화재를 진압하기 위해 곧바로 로켓 기지로 물이 차올랐지만, 발화 플랫폼의 이스트 쿼드런트에서 불길이 계속 타올랐다.발사 30분 후, 밀턴 로젠 감독 휘하의 발사팀 2명이 출동하여 로켓 잔존물을 인양하기 위해 불을 껐다.

그들의 노력은 성공적이었지만 추진제 탱크의 천천히 새는 바람에 위협을 받았다.출발하는 연료에 의해 생긴 진공상태는 로켓을 붕괴시킬 수 있는 붕괴의 위험으로 탱크를 보조개화시키고 있었다.발사대의 일원인 조셉 피츠 중위는 탱크 안으로 소총을 한바퀴 돌리며 압력을 균등하게 하고 로켓을 구했다.발사 시도 3시간 뒤 바이킹 10호에서 마지막 알코올 추진체가 빠지고 있었다.발사팀은 로켓의 회수가 불가능하다는 우려는 있었지만 수만달러에 달하는 X선 탐지기와 우주선 유화기, 무선주파수 질량경량계 등 카메라의 계기 패키지를 인양할 수 있었다.

7월부터 폭발에 대한 철저한 조사가 시작됐지만 결정적인 원인은 규명하지 못했다.밀턴 로젠은 9월에 발표한 보고서에서 바이킹 모터의 100개 이상의 사전 테스트에서도 이와 유사한 현상이 발생하지 않았다고 지적했다.바이킹 10 재구축이 결정되었고, 1954년으로 예정된 다음 발사를 위해 잠재적 실패 지점을 보다 면밀하게 감시하는 프로그램이 시행되었다.^{[1]: 204–221} 10개월간의 인양, 시험, 문제 해결은 실패한 발사 이후에 이루어졌다.

1953년 6월 30일, 재건된 로켓은 다시 한번 발사 준비가 되었다.1954년 4월 말에 정전기 사격에 성공했으며, 5월 4일에 발사가 예정되어 있었다.정전기 사격에서 드러난 통제 문제뿐 아니라 돌풍과 모래 바람까지 불어 사흘이 지연됐다.현지시간으로 오전 10시 뉴멕시코주 화이트샌즈 미사일 사거리에서 바이킹 10호가 패드에서 발사돼 고도가 136mi(219km)로 1세대 바이킹(1951년 8월 7일 바이킹 7호)이 도달한 역대 최고 고도를 기록했다.로켓으로부터 비행의 모든 단계에 대한 데이터를 받았고, 에멀전 실험을 포함한 과학적인 패키지는 높은 고도에서 양의 이온 성분의 첫 번째 측정을 반환했다.^{[1]: 221–236}

최종 항공편

5월 5일 발기 준비가 된 바이킹 11호도 정전기 시험에 성공해 1954년 5월 24일 발사 준비를 마쳤다.다시 카운트다운이 중단 없이 진행됐고, 시리즈 중 가장 무거운 로켓인 바이킹 11호가 오전 10시에 발사됐다.비행 40초 만에 차량으로부터 몇 차례 연기가 뿜어져 나왔지만, 로켓의 롤 제트기를 이렇게 우발적으로 배설한 것은 아무런 해를 끼치지 않았다.바이킹 11호는 결국 158mi(254km)의 고도에 도달해 지금까지 지구 최고 고도 사진을 찍었다.바이킹 11호는 높은 고도에서 우주선을 측정하는 유화 실험을 성공적으로 수행했다.^{[1]: 221–236}

마지막 바이킹 비행은 1955년 2월 4일에 발사된 바이킹 12편의 비행이었다.고도 143.5mi(230.9km)에 도달한 이 로켓의 K-25 카메라는 태평양 연안에서 피닉스까지 미국 남서부 지역을 찍은 적외선 사진을 촬영했다.^[6]

바이킹 투 뱅가드

그 해적 시리즈, 그리고,달러 미만의 6만 Sun,[1]의 자외선 스펙트럼:프로그램의 234개 성공은 녹음, 더 강력한 그대로 engi을 제안했다 과학적인 정보를 전리층에 상단 분위기와 전자 밀도의 측정 온도, 압력, 밀도, 작문, 바람의 풍부한 돌아왔다.완벽하고 찾았다고게다가, 바이킹 로켓은 지구 위성을 발사할 수 있는 차량이 될 수 있다.^{[7]: 283}

1952년 10월 국제과학연합총회(ICSU)는 지구 전체 표면에 걸쳐 지구물리학적 현상에 대한 동시 관측을 실시하자는 제안을 채택했다.1957-58년으로 예정된 국제 지구물리학적 해(IGY)는 북극과 남극과 같은 극한 지역에 있는 많은 국가들의 노력을 수반할 것이다.^{[8]: 69} 1955년 1월, 모스크바 라디오는 소련이 가까운 미래에 인공위성을 발사할 것으로 예상할 수 있다고 발표했다.이 발표는 미국의 우주 노력을 고무시켰다; 같은 달에, 국립과학원 IGY 위원회는 미국 위성의 궤도를 도는 계획을 평가하기 위해 로켓에 관한 기술 패널을 설립했다.^{[7]: 25–26}

1955년 5월 26일, 미국 국가안전보장회의도 위성 프로그램을 승인했다.6월 8일, 찰스 윌슨 미 국방장관은 도널드 A 차관보에게 지시했다. 미국 국방부가 로켓과 발사 시설을 제공하고 민간 IGY 국가위원회가 인공위성과 실험 패키지를 제작하는 등 위성 프로그램 실행을 조율하기 위해 국립과학재단이 양 기관 간 중개 역할을 하고 있다.제트추진연구소의 Homer J. Stewart 위원장으로 하는 위원회가 개발되어 이용 가능한 위성 궤도 옵션들 사이에서 무게를 두고 선택할 수 있는 프로젝트를 관리하게 되었다.그들은 프로젝트 위성, 군 계획은 약간 수정된 레드 스톤(200마일(320킬로미터))범위 함대함 미사일을 사용하기 위해 전년도 개발했다)[9]상층 단계에서 궤도에 인공 위성을 싣기 위해 결합, 광학적으로 추적할 수 있다.[7]:18일 43이고, 해군 연구소 계획은 바이킹(프로젝트 뱅가드)에 대한 궤도 능력을 키울.[7]:41

7월 28일, IGY 기간 동안 인공위성이 약탈될 수 있다고 확신한 드와이트 D 대통령. 아이젠하워의 제임스 해거티 대변인은 인공위성이 공식적으로 IGY에 대한 미국의 기여에 포함될 것이라고 발표했다.소련은 나흘 후 IGY 위성 발사 계획을 발표하며 대응했다.^{[7]: 25–37}

9월 9일까지 스튜어트 위원회는 해군의 인상적인 계획인 미니트랙 통신 기술과 네트워크뿐만 아니라 민간성과 바이킹/반구아드 로켓의 더 큰 성장 잠재력을 이유로 오비터보다 뱅가드를 선택했다.2개의 바이킹 로켓을 추가로 건설하여 상층 대기 연구를 계속하도록 승인하는 계약은 뱅가드 로켓의 개발로 확대되었다.^{[7]: 51–58} 따라서 바이킹은 1958년 두 번째 미국 위성을 발사했던 NRL의 3단계 프로젝트 뱅가드 차량의 1단계로 통합되었다.바이킹 8~12와 실질적으로 유사한 바이킹 13과 14는 1957년 가을에 첫 번째 뱅가드 차량인 뱅가드 TV-2가 시험용으로 사용되기 전에 하위 테스트 차량(Vanguard TV-0 및 뱅가드 TV-1)으로 사용되었다.^[10]

현재 예제

국립항공우주박물관에는 바이킹 12호의 실물 크기 컷어웨이 재구축이 있는데, 원래의 청사진에서 만들어지고 원래 로켓에서 회수된 부품에서 재건된 것이다.이 차량은 1976년 마틴 마리에타사가 스미스소니언에 기증한 것이다.^[11]

항공편표

바이킹 #	출시일자	고도	언급
바이킹 1호	1949년 5월 3일	80km(50mi)	지상 사격 시험의 장기 및 시험 기간.터빈 케이스에서 증기 누출로 인한 조기 엔진 차단에 의해 제한되는 고도.[1]: 236
바이킹 2호	1949년 9월 6일	51km(32mi)	Viking 1과 같은 이유로 초기 엔진 차단.후속 엔진의 절반에 해당하는 터빈 [1]: 236 케이싱을 볼트로 고정하는 대신 용접으로 해결
바이킹 3호	1950년 2월 9일	80km(50mi)	재설계된 유도체계의 불안정성에 시달렸으며, 발사장 밖 비행을 위협할 때는 지상 지휘부에 의해 차단되어야 했다.[1]: 236
바이킹 4호	1950년 5월 11일	169km (169mi)	적도에 가까운 USS 노턴 사운드 갑판에서 거의 가능한 최대 탑재량으로 거의 완벽한 비행을 할 수 있다.지도체계는 바이킹 1과 2로 되돌아갔다.[1]: 236
바이킹 5호	1950년 11월 21일	174km (184mi)	엔진 추진력이 약 5% 낮아서 최대 고도가 약간 낮아졌다.[1]: 236
바이킹 6호	1950년 12월 11일	64km(40mi)	동력 비행에서 늦게 안정화 지느러미의 치명적인 고장으로 인해 자세 제어 기능이 상실되어 매우 큰 항력을 발생시키고 최대 고도를 감소시켰다.[1]: 236
바이킹 7호	1951년 8월 7일	219km(136mi)	오래된 V-2 기록을 단단 로켓으로 깨라.원래 기체 설계의 최고 및 마지막 비행.[1]: 236
바이킹 8호	1952년 6월 6일	6.4km(4.0mi)	개선된 기체 설계의 첫 번째 로켓, 정적 시험 중에 느슨해졌을 때 손실됨, 지면이 컷오프를 명령하기 전에 불과 4 mi(6.4 km)까지 비행함.[1]: 236
바이킹 9호	1952년 12월 15일	217km(135mi)	개선된 기체 설계의 첫 번째 성공적인 비행.[1]: 236
바이킹 10	1954년 5월 7일	219km(136mi)	엔진은 1953년 6월 30일 첫 발사 시도에서 폭발했다.로켓은 재조립되어 성공적으로 비행되었다.[1]: 236
바이킹 11	1954년 5월 24일	254km (1987 mi)	서양의 단단 로켓에 대한 고도 기록을 그 때까지 세워라.[1]: 236
바이킹 12호	1955년 2월 4일	232km (192mi)	차량 재진입 시험, 사진 촬영, 대기 연구.[1]: 236
바이킹 13 (Vanguard TV-0)	1956년 12월 4일	211km(131mi mi)	원격 측정 [7]: 282 및 복잡한 테스트 실행
바이킹 14 (Vanguard TV-1)	1957년 5월 1일	202km (102mi)	뱅가드 3단 시제품을 운반했다.[7]: 282

(바이킹 4호를 제외한 바이킹 1-12는 뉴멕시코주 화이트 샌즈 미사일 사거리에서 비행했다.)^[12]바이킹 13호와 14호는 케이프 커내버럴에서 발사되었다.^{[7]: 172–174}

참고 항목

• 뱅가드 로켓

참조