2009년 10월 28일, 미국 나사의 차세대 우주 개발 프로그램의 핵심이랄 수 있는 아레스 I - X 로켓의 실험이 성공적으로 끝났다고 한다. 이 로켓은 앞서 설명한 콘스텔레이션 계획 (Project Constellation) 의 핵심적인 역활을 수행할 것이기 때문에 이는 우주 개발의 새로운 시대가 열리기 희망하는 사람들에게는 고무적인 뉴스이다.
(콘스텔레이션 계획 및 2차 달착륙 계획에 대해서는 http://blog.naver.com/jjy0501/100060331729 참조)
(아레스 I - X 로켓이 모바일 플랫폼 위에 설치되어 발사대로 향하고 있다 This file is in the public domain because it was created by NASA. )
일단 아레스 I (Ares I) 로켓에 대한 간단한 설명과 아레스 I - X (Ares I- X) 로켓에 대한 설명이 필요할 것이다. 이 아레스 I 로켓은 나사의 차세대 중형 발사 로켓으로 대형 발사체인 아레스 V 로켓이 차세대 달 착륙선인 알타이르 (Altair) 나 화성 유인 계획에 사용된다면, 이 아레스 I 로켓은 나사의 차세대 유인 우주선인 오리온 (Orion) 우주선을 발사하는데 사용될 로켓이다. 물론 대형 위성이나 태양계 탐사선을 발사하는데도 사용될 수 있을 것이다.
아레스 I 로켓의 1단은 과거에 우주 왕복선에 사용된 두개의 고체 로켓 부스터를 개량해서 사용하게 된다. 이는 새로운 접근이랄 수 있다. 현재까지는 가장 값비싼 1단 로켓을 매번 한번 쓰고 버려왔다. 그러나 이 아레스 I 로켓은 1단 로켓을 재사용이 가능한 비교적 저렴한 고체 로켓으로 교체한 것이다. 이 1단 고체 로켓은 우주 왕복선에 사용되던 4 segment 로켓 보다 더 커진 5 segment 고체 로켓이다.
(아레스 I 로켓의 1단 - 이전에 우주 왕복선에서 사용되던 고체 로켓이다 file is in the public domain because it was created by NASA. )
이 거대한 고체 로켓의 중량은 무려 801톤에 달하며 지름은 3.65m 길이는 52.4m 에 달한다. 그러나 불과 126초 만에 그 연료를 모두 연소시키고 분리되어 다시 바다로 떨어진다. 바다로 떨어진 로켓은 다시 재활용이 가능하기 때문에 이전보다 훨씬 저렴한 우주 개발을 가능하게 할 것이다.
물론 고체 로켓을 1단 로켓으로 사용하는 것이 무조건 좋은 일은 아니다. 대개 고체 로켓은 진동이 심한 편이며, 특히 이 아레스 I 로켓은 높이가 무려 100미터에 달하기 때문에 제일 위에 탑재된 오리온 우주선에서는 진동이 꽤 심해질 수도 있다. 아래서는 조금 흔들려도 위에서는 크게 흔들리게 되는 원리이다. 현재 엔지니어들은 이 진동문제를 해결하기 위해 노력을 집중하고 있으며 이번 테스트 로켓인 아레스 I-X 의 성공으로 어느 정도는 문제를 해결한 모습을 보여주였다.
(아레스 I 로켓 전체의 모습 file is in the public domain because it was created by NASA. )
아레스 I 로켓은 1단의 고체 로켓과 2단의 1회용 액체 로켓인 upper stage, 그리고 그 위에 승무원을 탑승시키는 오리온 우주선등으로 이루어져 있다. 이번에 발사한 아레스 I - X 로켓은 1단 고체 로켓을 실험하기 위한 것이다. 위에 설치된 것은 모두 더미로 실제 로켓이 아닌 상태인데, 물론 처음엔 1단 로켓만 실험하고 나중에는 upper stage 및 오리온 우주선 본체까지 실려서 발사될 것이다.
(아레스 I - X 로켓의 발사 모식도 - 발사된 후 더미 부분을 분리한 후 1단 고체로켓은 낙하산으로 바다에 착륙한다 This file is in the public domain because it was created by NASA )
상단부의 더미 부분에는 여러개의 관측 기기 및 시뮬레이터가 탑재되어 실제 로켓 실험시의 데이터를 미리 확보하는 목적도 있다. 위의 그림에서 보면 1단 로켓이 90도 반전하여 낙하산으로 착륙하는 모습이 보이는데 이를 위해서 이 1단 로켓에는 roll control system (RoCS) 가 탑재되어 로켓을 돌리게 된다.
(roll control system (RoCS) 이 1단 상부에 탑재된다 This file is in the public domain because it was created by NASA )
그리고 이 1단 고체 로켓은 아래 사진과 같이 바다로 착륙하고 이후 정비를 마치면 재사용이 가능하다.
(바다에 착륙한 1단 로켓 This file is in the public domain because it was created by NASA )
(2009년 10월 28일 발사되는 아레스 I - X 로켓의 모습 This file is in the public domain because it was created by NASA)
일단 지금까지는 일이 순조롭긴 하지만 여전히 복병이 있다. 아레스 I 개발 계획은 현재도 스케줄 보다 늦어진 상태이며, 예산은 이미 초과한 상태이다. 따라서 모든 것이 순조롭다고 이야기할 수 없는 상태이다. 더구나 엄청나게 늘어나고 있는 미 연방 정부의 재정 적자로 인해 계획의 축소 가능성이나 좌초 가능성을 완전히 배제하기 힘들다고 하겠다. 결국 아레스 I 로켓과 콘스텔레이션 계획의 성공은 기술적인 문제는 물론 경제적 / 정치적 문제와 깊은 연관이 있을 가능성이 높다.
개인적으로는 콘스텔레이션 계획이 앞으로의 어려움을 극복하고 우주 개발의 진보를 가져오기를 거듭 기대해 본다.
출처 : Wiki/NASA
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