(Artist's concept of the ABS-3A satellite which uses an ion propulsionsystem 10 times more efficient than liquid-fueled rockets
(Credit: Boeing))
이온 추진 로켓은 기존의 화학 로켓 대비 적은 연료로 더 많은 추력을 낼 수 있습니다. 물론 현재 기술 수준에서는 추력이 매우 약하다는 단점이 있지만, 우주에서 장시간 가속하면 원하는 속도를 얻을 수 있죠. 따라서 이온 로켓은 던 같은 장거리 우주 탐사선은 물론 최근에는 인공 위성에서도 사용이 많아지는 추세입니다.
다만 대개의 경우 인공 위성은 원하는 궤도까지 화학 로켓으로 가고 이후 궤도를 유지하는 목적으로 이온 로켓을 사용하는 경우가 많습니다. 그러나 아시아 방송 서비스(ABS)가 발주하고 보잉이 판매한 ABS-3A 702SP위성 (위의 개념도)은 궤도 유지는 물론 궤도 전이까지 모두 이온로켓을 하는 첫번째 위성이 되었다고 합니다.
보잉의 설명에 의하면 이 위성은 최초의 전전기추진(first all electric propulsion) 방식을 사용하는 위성으로 스페이스 X의 팔콘 9 로켓에서 지난 3월 1일 분리된 후 전기의 힘을 이용해서 이제 목표 궤도에 도달했습니다. 이온 엔진은 제논을 연료로 사용하는 Xenon Ion Propulsion System (XIPS)입니다. 지구 정지궤도까지 이동하는데 걸린 시간은 대략 6개월 정도였습니다.
비록 이동하는 데 많은 시간을 소비했지만, 충분한 보상이 있다는 것은 보잉의 주장입니다. XIPS은 기존의 화학 로켓 대비 최대 10배의 연료효율을 가능하게 만듭니다. 네개의 25cm 길이의 이온 로켓은 이 위성에 제 궤도에서 지구를 공전하는데 필요한 로켓 연료의 양을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 정확하게 말하면 연간 5kg에 불과한 연료로 제자리를 지킬 수 있다고 합니다.
결국 이런 방식은 위성의 수명을 크게 증가시킬 뿐 아니라 발사 비용도 낮출 수 있다고 합니다. 따라서 위성이 올라가는데 시간이 좀 걸리더라도 그만한 가치가 있다는 것이죠. 이미 이온 엔진은 21만 시간의 사용 실적이 있어 신뢰성도 크게 개선되었습니다.
이 위성이 안전성과 신뢰성, 경제성을 입증한다면 앞으로 더 많은 위성들이 완전한 이온 추진 방식을 사용하게 될 것으로 기대됩니다.
참고
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