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원자력 이온 추진 로켓을 개발하는 미 공군과 록히드 마틴



 (Artist's concept of the JETSON spacecraft. Credit: Lockheed Martin)

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록히드 마틴이 원자력 - 이온 추진 로켓을 개발하는 Joint Emergent Technology Supplying On-Orbit Nuclear (JETSON) High Power 프로그램을 위해 미공군 연구소 (Air Force Research Laboratory (AFRL))에서 3370만 달러의 자금을 지원 받아 연구에 나선다는 소식입니다.

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앞서 소개드린 것처럼 나사와 DARPA는 열핵추진 로켓인 드라코 (DRACO)를 개발하고 있습니다. 관련 연구는 오래전부터 많이 진행됐지만, 실제로 우주에서 비행한 원자력 로켓은 없었는데, 드라코가 첫 테이프를 끊게 될 가능성이 높은 상태입니다. 참고로 드라코 사업자도 록히드 마틴인데, 방산, 우주 항공 분야에서 록히드 마틴의 위상을 짐작하게 하는 대목입니다.

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드라코: 2027년 원자력 로켓 DRACO 사업자로 선.. : 네이버블로그 (naver.com)

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미공군의 젯슨은 연료를 원자로로 고온 가열해 추진력을 내는 드라코와 달리 원자로는 전기를 만드는 역할이고 추진력을 내는 것은 이온 추진 로켓이라는 점이 다릅니다. 구조는 복잡하지만, 이온 형태로 연료를 초고속 분사하기 때문에 연료 효율은 더 높을 것으로 예상됩니다.

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록히드 마틴은 Space Nuclear Power Corp (SpaceNukes), BWX Technologies, Inc. (BWXT)와 손잡고 관련 연구를 진행하고 있습니다. 이온 엔진은 록히드 마틴의 LM2100에 사용한 홀 추진기 (hall thruster)를 사용하고 원자로는 나사가 우주 기지를 위해 개발한 킬로파워 소형 원자로를 이용할 계획입니다.

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나사와 미 에너지부는 2018년 킬로파워 원자로의 데모 버전인 Kilopower Reactor Using Stirling Technology (KRUSTY)를 개발했습니다. 지름 15cm 원통형 우라늄 235 연료봉을 산화 베릴륨으로 감싸 중성자가 빠져 나가지 못하게 하고 제어봉으로 탄화붕소를 사용하는 미니 원자로입니다. 크기를 줄이기 위해 발전은 증기 터빈이 아닌 스털링 엔진을 이용한다는 점이 특징입니다.

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크러스티: 성공적인 테스트를 진행한 킬로파워 : 네이버 블로그 (naver.com)

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젯슨은 20kW 출력의 킬로파워 원자로를 사용할 계획입니다. 원자로는 엔진과 연료통에서 먼 곳에 설치되기 때문에 우주선은 길쭉한 형태로 개발됩니다.

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원자력 이온 추진 로켓은 이렇게 구조가 복잡한 만큼 젯슨은 가까운 시일 내에 우주애서 테스트할 수 있을지 다소 의문이긴 하지만, 먼 미래 태양계 먼 곳을 탐사할 유인 우주선은 이런 형태가 될 가능성이 높다는 점에서 주목됩니다.

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참고

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Lockheed Martin tapped to build nuclear-powered deep-space probe (newatlas.com)

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Lockheed Martin Jets into Nuclear Electrical Spacecraft Power | Lockheed Martin

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