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스페이스x



지난 4월 9일에 해상에서 회수한 팰컨9 1단 추진체. 9개의 멀린D 엔진이 보호포장되어 있다.

[출처 - Julian Leek]이동중인 재활용 1단 추진체. 앞부분에는 2단과 연결부위가 고스란히 노출되어 있다.

[출처 - Julian Leek]팰컨9은 직경 3.66m의 비교적 중형(?) 사이즈이지만 길이 덕분에 발사중량이 무려 500톤을 넘는 중대형 로켓이다.

연료를 모두 소모한 상태이므로 공중량이 23

25톤에 불과해서 대형 트레일러로 운반 가능하다.

[출처 - Julian Leek]하지만 회수된 1단 추진체는 그대로 사용할 수가 없습니다.

특히 연료로 사용하는 케로신은 불완전 연소를 하기에 검댕을 발생시키므로 로켓 엔진의 배관 등을 깨끗히 청소하고, 각종 부품을 모두 테스트하여 파손된 부품, 내구도가 떨어진 부품 등을 교체해야 하므로 사실상 오버홀에 준하는 대대적인 정비가 필요합니다.

조립장에서 조립중인 팰컨9의 처음 모습. 발사전이므로 전체가 하얀색으로 깨끗하다.

하지만 회수된 1단 발사체는 특히 하강하면서 역추진시에 검게 그을린 흔적이 선명하다.

[출처 - SpaceX]KSC로 복귀한 1단 추진체들. 왼쪽이 작년에 육상에서 회수한 것. 오른쪽이 이번에 해상에서 회수한 것. [출처 - SpaceX]위 사진을 보면 이미 작년에 회수한 팰컨9 FT의 1단은 엔진들을 탈착하여 재정비에 돌입한 상태입니다.

이번에 회수한 1단은 아직 재정비에 들어가지 않았습니다.

팰컨9의 1단 재활용 로켓은 약 10회의 재활용을 목표로 합니다.

로켓의 발사비용에서 연료비가 차지하는 비중은 적은 편이므로 정비비용 + 연료비용만 있으면 가장 값비싼 1단을 여러차례 재활용하여 로켓 발사비용을 절감한다는 계획인데요.... 글쎄요...스페이스X는 재활용로켓 기술에 있어서는 현재 세계 1위임을 입증하고 있습니다.

하지만 가혹한 환경에서 작동해야 하는 로켓 본체와 엔진들을 재활용하는 것은 단순히 회수만 한다고 해서 만만한 작업은 결코 아닙니다.

그러나 무사히 회수할 기술력이 뒷받침되어야 가능한 일이기도 하죠.스페이스X는 현재의 케로신 방식의 멀린D 엔진에 비해 재활용성이 더욱 높은 차세대 랩터 엔진을 적극적으로 개발중입니다.

랩터 엔진은 연료로는 가격이 더욱 저렴한 액화메탄가스를 사용하게 되며, 완전연소를 하기 때문에 재정비에 용이할 것으로 예측됩니다.

지금 회수하고 있는 로켓들은 아직 상업성에서 확실한 잇점을 보여주긴 어렵지만, 점차 개선되어서 훗날 상업성을 크게 높인 재활용 로켓시장을 선점하기 위한 초석을 다지는 중이라 보여집니다.

(그때가 되면 정말로 로켓 발사비용이 지금의 1/10까지 줄어들 수도 있습니다)com/spsssjk/220401258925) <<<<<?? ???? ????X? ???? - ???????? ??????? ???? ??? ????? ??? ...blog.naver.com II. 스페이스엑스 성공요인2 : 세상을 변화 시키려는 꿈을 가진 CEO 엘론 머스크  우리가 주목해야 할 또 한 사람은, 당연한 얘기겠지만, 스페이스엑스의 창업자인 엘론 머스크다.

그는 이미 고등학교 시절, 자신의 꿈을 "세상을 변화시키는 일을 하자"로 정했다.

이를 실현하기 위해 필요한 기술로 첫째 인터넷 기술, 둘째 대체에너지 기술, 셋째로 우주탐사 기술을 꼽았다고 한다.

그리고 그는 실제로 이 꿈을 하나씩 실현해나갔다.

'태생적 모험가'이기도 했던 청년 머스크는 통장 잔고가 200달러에 불과했지만 인터넷 사업을 시작한다.

자동차 한 대와 컴퓨터 한 대로 사업을 시작한 그가 처음 세운 기업은 'ZIP2'이다.

그는 이 회사를 팔아 남은 수익금으로 엑스닷컴(X.com)을 세우고, 인수합병으로 '페이팔(PayPal)'을 세웠다(<그림 15>). 페이팔은 거금에 팔렸다.

어느새 억만장자의 반열에 오른 머스크는 이때부터 "화성에 거주지를 건설 하겠다"는 자신의 꿈을 실현시킬 회사를 만들게 되는데 그것이 바로 2002년에 설립한 우주벤처기업 스페이스엑스다.

또 이듬해인 2003년에는 전동차 회사인 테슬라에 공동 투자하며 설립에 참여한다(<그림 16>). 2006년에는 대체에너지로 세상을 바꾸려는 뜻으로 태양광 발전기를 가정에 설치해 주는 사업체인 SolarCity의 창립에도 참여했고 현재는 회장으로 있다.

   원래 머스크는 로켓을 개발할 생각까지는 없었다.

그러나 우주탐사에 필요한 발사체로 러시아 발사체를 염두에 두고 직접 방문해보니 일반인이 우주탐사를 하기 위해서는 발사 비용이 너무 비쌌던 것이다.

머스크는 직접 로켓을 개발하겠다는 구상을 하게 된다.

로켓 개발 비용에 끼어 있는 군살을 제거하고 혁신적인 설계를 통해 발사 비용을 10분의 1로 낮추겠다는 목표를 세웠다.

그의 구상은 파격적이었지만 실현 불가능한 것은 아니었다.

우선 개발 비용이 적게 들고 실패 위험이 낮은 작은 추력의 엔진을 만들고 이것을 여러 개로 묶는 클러스터링 기술을 통해 대형 로켓을 구현한다는 것이었다.

이렇게 되면 많은 엔진이 필요하게 되고, 지금과 같은 소품종 소량생산이 아니라 소품종 대량생산이 가능해 당연히 가격도 낮아질 것이라는 생각이었다.

그의 아이디어는 현실화되어 2010년부터 여덟 차례 연속 팰컨9 발사에 성공하면서 세계를 깜짝 놀라게 한다.

1971년 남아프리카공화국에서 태어난 머스크는 어릴 때부터 과학기술에 큰 흥미를 보였다.

당시에 보급되기 시작한 PC를 가지고 독학으로 프로그램을 만들었고, 중학교시절 이미 컴퓨터 수업 시간에 선생님보다 뛰어난 실력을 보여 선생님을 나처하게 만들기도 하였다.

또 12살에 비디오 게임을 만들어 팔기도 하는 등 어린 시절부터 기업가의 자질을 발휘하기 시작했다.

머스크는 그때부터 미국이야말로 자신의 꿈을 달성할 수 있는 곳이라고 생각했다.

그리고 17살 때 캐나다 출신 어머니의 노력으로 이민이 쉬운 캐나다로 국적을 바꾼다.

당시 남아공에서는 성년이 되면 의무적으로 군 복무를 해야 했다.

군인의 주된 임무였던 흑인 탄압 역할이나 수행하면서 세월을 보낼 수는 없다는 생각도 캐나다 이민을 서두른 이유였다.

머스크는 캐나다 퀸즈대학과 펜실바니아대학에서 경영학과 물리학 두 분야의 석사학위를 받는다.

이후 스탠포드대학 물리학과 박사과정에 입학했지만 이틀 만에 포기하고 사업의 길에 나선다.

그가 박사과정을 포기한 이유가 "세상을 바꿀 정도의 일은 스탠포드대학에서 없을 것"이라는 확신을 얻었기 때문이라니 타고난 모험가임에는 틀림없어 보인다.

ZIP2와 페이팔을 성공시켜 얻은 2억 달러의 돈을 쥐고 머스크는 다음 꿈인 우주탐사 사업에 나선다.

아예 회사이름을 '우주탐사(Space eXploration, 스페이스엑스)'라고 명명하고 민간 우주사업을 주요 아이템으로 정했다.

그리고 일반인들이 우주비행을 하기 위해서는 값비싼 발사비용이 가장 큰 장애물이라는 사실을 간파한 그는 뮐러를 설득해 저렴한 가격의 로켓 개발에 착수한다(<그림 17>).   하지만 아무리 모험심 강한 벤처기업가라고 하지만 그가 투입할 수 있는 돈에는 한계가 있었다.

그는 자신의 전 재산 가운데 절반인 1억 달러를 투자하기로 하고, 이 돈을 모두 쓸 때까지 성공하지 못하면 사업을 접겠다고 마음먹는다.

새로운 로켓을 개발하려면 보통 수십억 달러의 개발비와 십 수 년의 시간이 소요된다.

1억 달러의 돈으로, 그것도 단 몇 년의 짧은 시간 안에 새로운 로켓을 개발하고, 실제 상업발사를 한다는 것은 누가 봐도 '무모한 도전'이었다.

어쩌면 성공적인 소프트웨어 개발자로써의 머스크가 로켓개발로 돈을 번다는 것이 얼마나 험난한 길인지 몰랐기 때문에 그 "무모한 도전"을 시작하였었는지도 모른다.

때는 2008년 8월, 두 번의 실패를 겪은 후 세 번째 발사를 앞두고 있었다.

지난 몇 년간 주당 70

80시간씩 일하며 로켓 개발에 매달려온 스페이스엑스의 직원들은 기도하는 심정으로 발사장에서 전송되는 비디오 화면을 통해 발사 장면을 지켜봤다.

1단 연소는 성공이었다.

그러나 2단 분리, 2단 점화부터 화면이 끊겼다.

알 수 없는 이유로 1단과 2단 로켓이 충돌한 것이다.

350여명의 직원들은 숨을 죽인 채 다시 영상이 나오기를 기다렸다.

만약 실패로 결론이 나면 회사는 문을 연 지 6년 만에 문을 닫아야 한다.

모두 실직자 신세가 되는 것은 물론이다.

이 때 침통한 얼굴의 머스크가 나타나 직원들에게 이렇게 연설하였다.

"여러분 모두 받아들이기 힘들겠지만 오늘 발사는 실패했습니다.

하지만 로켓 개발이라는 일이 늘 이렇습니다.

그러나 오늘 우리는 적어도 1단 로켓은 제대로 비행했다는 것을 확인했습니다.

현재 로켓을 개발해온 전세계 6

7개 국가들도 처음에는 모두 실패를 경험하지 않았습니까? 너무 실망하지 마십시요. 마침 엔젤투자가 최근 이루어져 두 번 더 발사할 수 있는 자금을 확보했습니다.

" 그리고 마지막으로 천명했다.

"저는 절대로 포기하지 않습니다.

절대로!" 이 감동적인 연설로 스페이스엑스 직원들은 다시 고난의 행군을 기꺼이 감수한다.

그리고 드디어 4차, 5차 팰컨1 발사에 연속 성공하고 2010년 6월에는 로켓 개발 8년 만에 1단 추력 500톤의 로켓을 개발에 성공한다(<그림 18>). 우주개발 역사를 새로 쓴 것이다.

  팰컨9의 성공은 여러 가지 측면에서 획기적이었다.

우선 개발비용이 대폭 낮아졌고, 개발기간도 획기적으로 줄었다.

NASA는 팰컨9 수준의 로켓을 개발하기 위해서는 최소한 36억 달러가 필요하다고 예측했다.

그런데 머스크는 단돈(?) 3억여 달러에 보란 듯이 개발에 성공했다.

2013년 12월에 이어 지난 1월 스페이스엑스는 태국위성을 정지궤도에 안착시켰다.

8차례나 연속해서 팰컨9 발사에 성공한 것이다.

스페이스엑스는 위성 발사 비용을 홈페이지에 공개한다.

전 세계 어떤 로켓보다 가격 경쟁에서 우위에 있다는 자신감의 표출이다.

또 당초 목표로 했던 저렴하면서도 안전한 로켓을 개발하는데 성공했다는 사실을 대내외에 알리기 위한 것이다.

그렇다면 이처럼 스페이스엑스가 발사 비용을 낮출 수 있었던 요인은 무엇일까? 먼저 특별 제작된 비싼 외주 부품을 거의 쓰지 않고 80퍼센트 이상의 부품을 자체 공장에서 제작한다.

그리고 본사의 설계실과 제작공장을 하나로 연결해 설계자와 제작자들이 서로 긴밀히 협력할 수 있는 환경을 조성했다.

설계가 변경되더라도 빠른 시간 내에 제작과정에 반영할 수 있고, 가공기술자의 의견이 즉시 설계자에게 전달되어 제품을 쉽게 구현할 수 있도록 했다.

이와 함께 엔진의 효율적이고 가격 경쟁력 있는 대량생산을 위해 공장의 제작 책임자는 과도한 고급화(즉, 고가화)를 추구하는 항공우주분야가 아닌 경쟁력 있는 양산가격을 목표로 하는 자동차회사 출신을 기용했다.

그러나 모든 일에는 좋은 면만 있을 수는 없는 일. 스티브 잡스가 그랬던 것처럼, 40대 초반에 인생의 꿈을 다 이룬 것처럼 보이는, 머스크도 정작 본인은 자신에 대해서 더 잘 해야 한다고 자신을 채찍질 한다고 한다.

그러다보니 보통 사람들인 주변 사람들의 일하는 것이 마음에 들지 않을 때가 많으리라. 그래서 머스크와 일해 본 사람들은조언한다.

머스크와 함께 일 하려면 항상 '불편하게(discomfort)' 구는 것을 감수하라고. 성공 이후에 반갑지 않은 소식도 들린다.

최근 연속적으로 팰컨9 발사에 성공하면서 전 세계로부터 발사 의뢰가 쇄도하자 발사비용을 올리고 있다는 것이다.

가격을 올려도 다른 업체에 비하면 발사 비용이 30

50% 수준이라는 것이 스페이스엑스의 설명이지만 당초 10%대까지 발사비용을 낮추겠다고 공표한 것을 생각하면 아쉬운 일이다.

초심을 지키는 일은 누구에게나 어려운 모양이다.

  당시 2단 로켓의 액체산소 저장탱크 내부압력 이상과다로 폭발한것으로 추정된다고 짧막한 발표가 있었습니다.

[ 폭발 당시의 CRS-7 팰컨9 v1.1 로켓 ]로켓은 연료탱크(케로신, UDMH, 액체수소 등)와 산화제탱크(액체산소, 사산화질소 등)를 각단에 탑재하게 됩니다.

그러나 로켓 자체의 중량을 줄이기 위해 연료탱크의 두께를 매우 얇게 제작하는 것이 현재의 추세입니다.

그리고 연료탱크내 압력이 어느정도 일정해야 연료를 펌프로 뽑아낼 수 있기 때문에 가압용 헬륨을 사용하는 편입니다.

연료가 빠져나간 빈공간을 헬륨가스로 채워서 연료탱크내 압력을 유지하는거죠.팰컨9 v1.1 로켓에도 연료탱크내에 가압용 소형 헬륨탱크가 내장되어 있습니다.

[ 좌측. 가압용 헬륨 저장탱크들  /  우측. 연료탱크 내부의 헬륨탱크 고정용 스트럿 ]하지만 사고당시 팰컨 로켓 2단 액체산소탱크에 부착된 헬륨탱크 하나가 가속도로 인한 G-포스를 견디지 못하고 스트럿이 부러지면서 이탈, 액체산소탱크 상단에 충돌하면서 결국 로켓이 폭발한 것이라고 합니다.

당시 로켓은 3.2G에 달하는 가속도가 전해졌고, 원래 15G까지 버틸 수 있게 설계된 스트럿이 파손된 것은 제작상 결함으로 보여집니다.

유명한 로켓 덕후인 스캇 맨리씨가 이 과정을 자세히 설명하는 동영상을 유투브에 올렸습니다.

- 유투브 링크 : https://youtu.be/1i8hfpLNAIo[ 발사후 폭발 직전의 팰컨9 v1.1 ] [ 로켓의 2단 내부 구조. 상단쪽의 액체산소(LOX) 탱크 내부에 노란색 액체헬륨통이 스트럿에 고정되어 있음 ] [ 발사 후 2분 30초경, 3.2G의 가속도가 작용함 ] [ 고정용 스트럿이 부러지면서 이탈한 헬륨통이 연료통 상단에 충돌, 헬륨이 뿜어져서 압력이 급격히 상승 ] [ 일반인이 구할 수 있는 유일한(?) 로켓 시뮬레이션인 KSP로 재현 ][ 폭발시 충격으로 2단 로켓의 윗쪽에 부착된 드래곤 무인우주선이 튕겨져 나가는 장면 ]  대폭발에도 불구하고 당시 드래곤 무인화물우주선은 튕겨져나가서 바다에 추락할 때까지 파괴되지 않았던 것으로 밝혀졌습니다.

하지만 이런 상황에 대비하여 낙하산을 펼치고 착수하는 프로그램은 없었던듯, 그대로 추락하여 사라집니다.

드래곤 우주선은 추락 직전까지 무선교신이 이뤄졌습니다.

 [ 폭발 당시 드래곤 우주선으로 추정되는 윤곽이 튕겨져 나가는 모습 ]이로서 스페이스X의 로켓발사 실패원인이 밝혀졌기에, 향후 예정되었던 발사 일정을 재개하여 차질없이 진행하게 된다고 합니다.

폭발원인이 밝혀지기 이전에는 모든 팰컨9 로켓 발사가 중단되어 스페이스X에 큰 타격을 줄 수 있었습니다.

[ References ]1. http://www.nasaspaceflight.com/2015/07/spacex-falcon-9-failure-investigation-focuses-update/2. http://www.parabolicarc.com/2015/07/20/spacex-statement-loss-falcon/3. http://www.spacex.com/news/2015/07/20/crs-7-investigation-update 하지만 스페이스X의 비상탈출시스템은 로켓의 상단이 아닌, 우주선 동체 주변에 부착된 '슈퍼드라코'엔진을 사용하여 이뤄지는게 특색. [ 전통적 방식의 아폴로 비상탈출시스템, LES ] [ 드래곤 V2의 비상탈출 테스트 ]아래 영상을 보시면 드래곤 V2 우주선과 서비스모듈이 통채로 강력한 측면엔진의 힘으로 날아가고, 서비스모듈(Trunk)을 분리한 후 낙하산을 펼치게 됩니다.

최근 개발중인 SLS(Space Launch System)의 비상탈출시스템(Launch Abort System : LAS)는 매우 정교한 작동으로 비상탈출시 유인모듈을 아주 부드럽게 이동시키는데 반해, 스페이스X의 드래곤 V2는 약간 과격하게(?) 작동하는군요. 좀 더 개선이 필요해 보입니다.

- 유투브 링크 : https://youtu.be/QxBpwSXZvJc 스페이스X는 드래곤 우주선을 낙하산 없이 수직착륙시키는 방식을 연구중이며, 수직착륙 추력을 얻기 위해 자세제어용 로켓엔진으로는 꽤 강력한 슈퍼드라코 엔진을 개발했습니다.

슈퍼드라코 엔진은 드래곤 우주선의 측면에 모두 8개가 장착되며 하이드라진 계열인 MMH와 사산화질소를 이용하는 하이퍼골릭 연료를 사용합니다.

(수차례 재점화가 용이함)[ 슈퍼드라코 엔진 ]드래곤 V2 우주선은 약 7톤 이상의 중량(트렁크 포함)으로 슈퍼드라코 엔진은 각각 73KN(진공기준)의 추력으로 8개의 엔진이 총 584KN의 추력을 냅니다.

이를 통해 빠른 가속도로 날아가는 팰컨9 로켓에서 충분히 드래곤 우주선을 떼어놓을 수 있습니다.

 또한 슈퍼드라코 엔진은 우주선이 정상적으로 궤도에 진입했을 경우, 대기권 재진입시에 지상 근처에서 역추진을 통해 드래곤 V2 우주선을 수직으로 착륙시키는 용도로도 사용될 예정입니다.

[ 이미지 출처 ]1. www.spaceflightinsider.com2. 영문위키 - Dragon V2, Super Draco.blog.naver.com  그러나 고가의 우주로켓이 한 번만 사용되고 버려지는 건 당연히 엄청난 낭비이기 때문에 미국은 재사용이 가능한 우주왕복선의 개발을 추진, 1981년에 첫 발사에 성공합니다.

 그러나 기대와는 달리 우주왕복선의 발사 비용은 1회용 로켓보다 저렴하지 않았으며 2차례의 인명피해 - 첼린져호의 폭발사고와 컬럼비아호의 대기권 진입 과정에서의 공중분해 사고를 겪으면서 유인우주선 으로서의 안전성 확보에도 실패했습니다.

 과서 구소련 역시 미국의 우주왕복선과 유사한 부란을 개발하고 첫 발사에도 성공했지만 소련의 붕괴로 추가적인 발사는 이루어지지 못했으며 현재는 사실상 운용이 완전히 중단된 상태입니다.

 미국은 우주왕복선을 대체할 완전 재사용 가능한 신형 우주왕복선인 벤쳐스타의 개발도 추진했었지만 그 실증기인 X-33의 개발에 실패함으로써 우주왕복선의 퇴역 이후 현재까지도 자체적인 유인우주선을 보유하고 있지 못한 상태입니다.

 아래는 X-33(왼쪽)과 벤쳐스타(오른쪽)의 그래픽 이미지.       결국 미국은 차세대 유인우주선으로 과거 아폴로 우주선과 마찬가지로 1회용 로켓으로 발사되는 캡슐형 우주선인 오리온을 개발하고 있습니다.

  한편 2002년 설립된 미국의 민간 우주개발 회사인 스페이스X 사는 독자적인 재사용 우주로켓의 개발을 추진하고 있습니다.

 아래는 2014년 7월 14일 발사된 스페이스X 의 팔콘9(Falcon 9) 로켓.  ?2010년 첫 발사에 성공한 스페이스X 의 팔콘9 로켓은 총 2단으로 구성되며 1단은 9기 Merlin 1? 엔진을, 2단은 ?진공 상태에 맞게 구조를 변경한 Merlin Vacuum??? 엔진을 추진기관으로 사용합니다.

두 엔진 모두 등유 계열의 RP-1을 연료로, 액체산소를 산화제로 사용합니다.

  스페이스X 는 이 팔콘9 로켓의 재사용 버전의 개발을 진행하고 있습니다.

  팔콘9에 사용되는 방식은 기존의 1회용 로켓에 여분의 추진제를 추가로 탑재해서 발사에 사용된 로켓엔진의 추진력으로 감속하면서 착륙을 한다는 것입니다.

 이를 위해 로켓의 하단에는 착륙용 다리도 추가로 설치되어야 하지만 우주왕복선처럼 대기권내 비행을 위한 구조들 - 주익과 미익, 그리고 항공역학적인 동체구조 등 이 필요 없으며 기존의 로켓들처럼 원통형의 단순한 구조를 사용할 수 있습니다.

   이 기술을 실증하기 위해 그래스호퍼(Grasshopper)라는 시험용 로켓을 이용해 수직이착륙 비행 실험을 성공적으로 수행하기도 했습니다.

  착륙시에는 추진제를 대부분 소모한 후 무게가 훨씬 가벼워진 상태이기 때문에 9기의 Merlin 1? ?엔진중 중앙의 1기만을 사용하게 됩니다.

 아래 사진은 2014년 7월 14일에 발사중인 팔콘9 v1.1 로켓으로, 로켓 하단부에 위로 접혀있는 착륙용 다리를 확인할 수 있습니다.

  아래는 2014년 7월 14일에 발사된 팔콘9 로켓의 착륙 실험 영상입니다.

영상이 시작되는 시점은 1단로켓이 상단부와 분리된 후입니다.

 상단부와 분리된 직후의 1단로켓은 마하10의 극초음속으로 비행 중이기 때문에 그대로 탄도비행으로 공기밀도가 높은 저고도에 진입하게 되면 엄청난 공력 하중이 가해져 로켓이 파괴될 수도 있습니다.

 영상의 초반에 보이는 엔진의 연소는 이러한 극초음속으로부터 비행속도를 감소시키기 위한 것입니다.

 그러나 카메라의 렌즈에 얼음이 형성되면서 화면이 제대로 보이지 않게 돼버리는군요.. 아마도 대기중의 과냉각 물방울이 영하의 온도로 냉각된 렌즈 표면에 들러붙으면서 발생한 현상 같습니다.

 로켓의 고도가 낮아지면서 감속을 위한 역추진 분사가 시작되고 착륙용 다리도 펼쳐집니다.

 얼음 때문에 영상에선 잘 확인이 안되지만 착륙 지점은 대서양의 바다 위이며 착수 직전에 낙하 속도를 0으로 줄이는데 성공했다고 합니다.

 아래 영상은 착수지점 인근의 항공기에서 촬영한 영상 입니다.

  착륙이 이루어지는 전 과정을 성공적으로 수행하긴 했지만 착륙 직후 로켓이 손상되어 회수는 실패했다고 합니다.

 일련의 실험들을 통해 팔콘9 로켓 1단의 재사용 기술은 거의 완성되었다고 볼 수 있을 것 같습니다.

 향후 실제로 1단의 재사용이 이루어질 경우 발사비용을 1/4로 줄이는 것이 가능하다고 하는데 이것이 실현될 경우 전 세계의 우주산업에 엄청난 영향을 미칠 것이 분명합니다.

   스페이스X 는 향후 2단도 재사용할 계획이라고 합니다.

 그러나 2단은 1단보다 훨씬 높은 속도와 고도에 도달하기 때문에 대기권 재진입 과정에서 높은 열과 가속도에 노출되어 기술적으로는 훨씬 난이도가 높다고 볼 수 있습니다.

  아래는 팔콘9 로켓의 재사용 과정을 설명하는 동영상으로, 1, 2단 모두 기체를 180도 반전시켜 역추진을 하는것을 알 수 있습니다.

    이러한 재사용 방식은 추진제중 일부를 감속을 위해 사용해야 하고 착륙을 위한 다리 등도 설치해야 하기 때문에 필연적으로 발사 중량의 증가와 페이로드 운반 능력의 감소를 유발합니다.

 재사용 버전의 페이로드 운반 능력은 1회용 버전보다 30%가 감소하게 된다고 합니다.

 이러한 손실은 재사용 가능한 우주선이라면 어떠한 방식을 사용하든 불가피하게 발생하는 문제입니다.

  예컨데 미국의 우주왕복선의 경우 발사 중량은 2000톤이 넘었지만 저궤도 페이로드 운반 능력은 최대 24톤에 불과했습니다.

 저궤도에 21톤을 발사할 수 있는 유럽우주기구의 아리안5 의 발사 중량이 777톤, 20.7톤을 발사할 수 있는 러시아의 프로톤이 694톤이라는 것과 비교하면 우주왕복선의 발사 중량이 상당히 큼을 알 수 있습니다.

 이것은 우주에 페이로드만을 올리는 1회용 로켓과는 달리 우주왕복선은 자체 중량만 70톤에 육박하는 오비터도 같이 올라가야 하기 때문입니다.

 물론 우주왕복선이 다른 로켓들과는 달리 단순히 위성을 발사하는 기능만 있는 것이 아니기 때문에 단순 비교는 어렵지만 같은 발사 능력을 가진 다른 로켓들에 비해 발사중량이 훨씬 더 크고 그만큼 많은 추진제(그리고 비용)를 소모한다는 점은 분명 불리한 부분입니다.

 팔콘9의 방식은 기존의 1회용 로켓들처럼 우주에는 페이로드만 올리고 로켓은 궤도까지 올라가지 않고 귀환하는 방식이기 때문에 나름 합리적인 방식이라고 볼 수 있을 것 같습니다.

     나사도 못했던 일을 민간 기업이 해낸 것은 큰 쾌거라고 할 수 있습니다.

?? 11기의 오브컴(Orbcomm) 위성을 성공적으로 궤도에 진입시킨 팔콘 9 V1.1 로켓은 업그레이드 버전으로 계획된 최대 추력을 내는 full thrust 모델입니다.

이 로켓의 1단은 예정대로바다에 착륙했는데, 바람이 세지 않았던 부분이 10%정도 성공 가능성을 높였다고 하네요. 아무튼 저 거대한 1단 로켓이 쓰러지지 않고 착륙한 것은 기술적 쾌거라고 할 수 있습니다.

?? (동영상)  ?? 사실 나사도 비슷한 1단 재활용 개념의 로켓을 생각하지 않았던 것은 아닙니다.

이전에 계획했던 아레스 I의 경우는 수직 착륙은 아니지만 아무튼 바다에 착륙해서 1단을 회수하는 것을 염두에 두고 개발되었습니다.

 하지만 첫 시험 테스트에서 회수에 성공한 후 계획 자체가 취소되어 더 이상 진행은 못했습니다.

 이전 포스트 참조 : http://blog.naver.com/jjy0501/100092252696?? 이후 1단 착륙 시도는 민간에서 더 활발하게 진행되었습니다.

많은 도전자들이 궤도에 위성을 보내고 가장 비싼 1단을 다시 회수하기 위해서 노력했지만, 누구도 엘론 머스크처럼 현실에 다가서지는 못했습니다.

제프 베조스의 블루 오리진도 이제 소형 로켓을 이용한 테스트만 진행한 상태이고 스페이스 X 처럼 실제 성공 단계는 많이 멀었습니다.

?? 이전 포스트 참조 :   ? http://blog.naver.com/jjy0501/220549395330  ?이번 착륙 성공은 이제 시작이라고 할 수 있습니다.

앞으로 더 많은 시도에서도 성공해야 안정성있게 착륙이 가능한 1단 로켓이라고 할 수 있기 때문입니다.

여러 번 발사해 한 번 성공한 것은 진정한 성공이라고 할 수 없습니다.

 따라서 앞으로 계속해서 테스트를 진행해 실제 여러 차례 착륙과 재발사를 안정적으로 진행할 수 있다는 것을 입증해야 진정한 재활용 로켓의 시대가 열릴 것입니다.

 그렇다고는 해도 이렇게 실제 착륙한 모습을 보니 수많은 실패 끝에 결국 성공을 거두는 것이라는 점을 새삼 다시 느끼게 됩니다.

이번 성공이 우주를 향한 인류의 도약에 중요한 디딤돌이 되기를 기대합니다.

?? (추가) ? 제가 잘못알았는데, 이번 착륙은 케이프 카나베랄 공군 기지에 있는 landing zone1에 착륙한 것입니다.

 좀더 선명한 착륙 사진입니다.

 아무튼 대단한 일인건 마찬가지죠. ???(출처: 스페이스 X)   참고 http://www.gizmag.com/spacex-falcon-landing-success/40996/http://www.engadget.com/2015/12/21/spacex-falcon-9-lands/com/spsssjk/220401258925) <<<<<?? ???? ????X? ???? - ???????? ??????? ???? ??? ????? ??? ...blog.naver.com II. 스페이스엑스 성공요인2 : 세상을 변화 시키려는 꿈을 가진 CEO 엘론 머스크  우리가 주목해야 할 또 한 사람은, 당연한 얘기겠지만, 스페이스엑스의 창업자인 엘론 머스크다.

그는 이미 고등학교 시절, 자신의 꿈을 "세상을 변화시키는 일을 하자"로 정했다.

[스페이스x] 에 대한 몇가지 이슈


이를 실현하기 위해 필요한 기술로 첫째 인터넷 기술, 둘째 대체에너지 기술, 셋째로 우주탐사 기술을 꼽았다고 한다.

그리고 그는 실제로 이 꿈을 하나씩 실현해나갔다.

'태생적 모험가'이기도 했던 청년 머스크는 통장 잔고가 200달러에 불과했지만 인터넷 사업을 시작한다.

자동차 한 대와 컴퓨터 한 대로 사업을 시작한 그가 처음 세운 기업은 'ZIP2'이다.

그는 이 회사를 팔아 남은 수익금으로 엑스닷컴(X.com)을 세우고, 인수합병으로 '페이팔(PayPal)'을 세웠다(<그림 15>). 페이팔은 거금에 팔렸다.

어느새 억만장자의 반열에 오른 머스크는 이때부터 "화성에 거주지를 건설 하겠다"는 자신의 꿈을 실현시킬 회사를 만들게 되는데 그것이 바로 2002년에 설립한 우주벤처기업 스페이스엑스다.

또 이듬해인 2003년에는 전동차 회사인 테슬라에 공동 투자하며 설립에 참여한다(<그림 16>). 2006년에는 대체에너지로 세상을 바꾸려는 뜻으로 태양광 발전기를 가정에 설치해 주는 사업체인 SolarCity의 창립에도 참여했고 현재는 회장으로 있다.

   원래 머스크는 로켓을 개발할 생각까지는 없었다.

그러나 우주탐사에 필요한 발사체로 러시아 발사체를 염두에 두고 직접 방문해보니 일반인이 우주탐사를 하기 위해서는 발사 비용이 너무 비쌌던 것이다.

머스크는 직접 로켓을 개발하겠다는 구상을 하게 된다.

로켓 개발 비용에 끼어 있는 군살을 제거하고 혁신적인 설계를 통해 발사 비용을 10분의 1로 낮추겠다는 목표를 세웠다.

그의 구상은 파격적이었지만 실현 불가능한 것은 아니었다.

우선 개발 비용이 적게 들고 실패 위험이 낮은 작은 추력의 엔진을 만들고 이것을 여러 개로 묶는 클러스터링 기술을 통해 대형 로켓을 구현한다는 것이었다.

이렇게 되면 많은 엔진이 필요하게 되고, 지금과 같은 소품종 소량생산이 아니라 소품종 대량생산이 가능해 당연히 가격도 낮아질 것이라는 생각이었다.

그의 아이디어는 현실화되어 2010년부터 여덟 차례 연속 팰컨9 발사에 성공하면서 세계를 깜짝 놀라게 한다.

1971년 남아프리카공화국에서 태어난 머스크는 어릴 때부터 과학기술에 큰 흥미를 보였다.

당시에 보급되기 시작한 PC를 가지고 독학으로 프로그램을 만들었고, 중학교시절 이미 컴퓨터 수업 시간에 선생님보다 뛰어난 실력을 보여 선생님을 나처하게 만들기도 하였다.

또 12살에 비디오 게임을 만들어 팔기도 하는 등 어린 시절부터 기업가의 자질을 발휘하기 시작했다.

머스크는 그때부터 미국이야말로 자신의 꿈을 달성할 수 있는 곳이라고 생각했다.

그리고 17살 때 캐나다 출신 어머니의 노력으로 이민이 쉬운 캐나다로 국적을 바꾼다.

당시 남아공에서는 성년이 되면 의무적으로 군 복무를 해야 했다.

군인의 주된 임무였던 흑인 탄압 역할이나 수행하면서 세월을 보낼 수는 없다는 생각도 캐나다 이민을 서두른 이유였다.

머스크는 캐나다 퀸즈대학과 펜실바니아대학에서 경영학과 물리학 두 분야의 석사학위를 받는다.

이후 스탠포드대학 물리학과 박사과정에 입학했지만 이틀 만에 포기하고 사업의 길에 나선다.

그가 박사과정을 포기한 이유가 "세상을 바꿀 정도의 일은 스탠포드대학에서 없을 것"이라는 확신을 얻었기 때문이라니 타고난 모험가임에는 틀림없어 보인다.

ZIP2와 페이팔을 성공시켜 얻은 2억 달러의 돈을 쥐고 머스크는 다음 꿈인 우주탐사 사업에 나선다.

아예 회사이름을 '우주탐사(Space eXploration, 스페이스엑스)'라고 명명하고 민간 우주사업을 주요 아이템으로 정했다.

그리고 일반인들이 우주비행을 하기 위해서는 값비싼 발사비용이 가장 큰 장애물이라는 사실을 간파한 그는 뮐러를 설득해 저렴한 가격의 로켓 개발에 착수한다(<그림 17>).   하지만 아무리 모험심 강한 벤처기업가라고 하지만 그가 투입할 수 있는 돈에는 한계가 있었다.

그는 자신의 전 재산 가운데 절반인 1억 달러를 투자하기로 하고, 이 돈을 모두 쓸 때까지 성공하지 못하면 사업을 접겠다고 마음먹는다.

새로운 로켓을 개발하려면 보통 수십억 달러의 개발비와 십 수 년의 시간이 소요된다.

1억 달러의 돈으로, 그것도 단 몇 년의 짧은 시간 안에 새로운 로켓을 개발하고, 실제 상업발사를 한다는 것은 누가 봐도 '무모한 도전'이었다.

어쩌면 성공적인 소프트웨어 개발자로써의 머스크가 로켓개발로 돈을 번다는 것이 얼마나 험난한 길인지 몰랐기 때문에 그 "무모한 도전"을 시작하였었는지도 모른다.

때는 2008년 8월, 두 번의 실패를 겪은 후 세 번째 발사를 앞두고 있었다.

지난 몇 년간 주당 70

80시간씩 일하며 로켓 개발에 매달려온 스페이스엑스의 직원들은 기도하는 심정으로 발사장에서 전송되는 비디오 화면을 통해 발사 장면을 지켜봤다.

1단 연소는 성공이었다.

그러나 2단 분리, 2단 점화부터 화면이 끊겼다.

알 수 없는 이유로 1단과 2단 로켓이 충돌한 것이다.

350여명의 직원들은 숨을 죽인 채 다시 영상이 나오기를 기다렸다.

만약 실패로 결론이 나면 회사는 문을 연 지 6년 만에 문을 닫아야 한다.

모두 실직자 신세가 되는 것은 물론이다.

이 때 침통한 얼굴의 머스크가 나타나 직원들에게 이렇게 연설하였다.

"여러분 모두 받아들이기 힘들겠지만 오늘 발사는 실패했습니다.

하지만 로켓 개발이라는 일이 늘 이렇습니다.

그러나 오늘 우리는 적어도 1단 로켓은 제대로 비행했다는 것을 확인했습니다.

현재 로켓을 개발해온 전세계 6

7개 국가들도 처음에는 모두 실패를 경험하지 않았습니까? 너무 실망하지 마십시요. 마침 엔젤투자가 최근 이루어져 두 번 더 발사할 수 있는 자금을 확보했습니다.

" 그리고 마지막으로 천명했다.

"저는 절대로 포기하지 않습니다.

절대로!" 이 감동적인 연설로 스페이스엑스 직원들은 다시 고난의 행군을 기꺼이 감수한다.

그리고 드디어 4차, 5차 팰컨1 발사에 연속 성공하고 2010년 6월에는 로켓 개발 8년 만에 1단 추력 500톤의 로켓을 개발에 성공한다(<그림 18>). 우주개발 역사를 새로 쓴 것이다.

  팰컨9의 성공은 여러 가지 측면에서 획기적이었다.

우선 개발비용이 대폭 낮아졌고, 개발기간도 획기적으로 줄었다.

NASA는 팰컨9 수준의 로켓을 개발하기 위해서는 최소한 36억 달러가 필요하다고 예측했다.

그런데 머스크는 단돈(?) 3억여 달러에 보란 듯이 개발에 성공했다.

2013년 12월에 이어 지난 1월 스페이스엑스는 태국위성을 정지궤도에 안착시켰다.

8차례나 연속해서 팰컨9 발사에 성공한 것이다.

스페이스엑스는 위성 발사 비용을 홈페이지에 공개한다.

전 세계 어떤 로켓보다 가격 경쟁에서 우위에 있다는 자신감의 표출이다.

또 당초 목표로 했던 저렴하면서도 안전한 로켓을 개발하는데 성공했다는 사실을 대내외에 알리기 위한 것이다.

그렇다면 이처럼 스페이스엑스가 발사 비용을 낮출 수 있었던 요인은 무엇일까? 먼저 특별 제작된 비싼 외주 부품을 거의 쓰지 않고 80퍼센트 이상의 부품을 자체 공장에서 제작한다.

그리고 본사의 설계실과 제작공장을 하나로 연결해 설계자와 제작자들이 서로 긴밀히 협력할 수 있는 환경을 조성했다.

설계가 변경되더라도 빠른 시간 내에 제작과정에 반영할 수 있고, 가공기술자의 의견이 즉시 설계자에게 전달되어 제품을 쉽게 구현할 수 있도록 했다.

이와 함께 엔진의 효율적이고 가격 경쟁력 있는 대량생산을 위해 공장의 제작 책임자는 과도한 고급화(즉, 고가화)를 추구하는 항공우주분야가 아닌 경쟁력 있는 양산가격을 목표로 하는 자동차회사 출신을 기용했다.

그러나 모든 일에는 좋은 면만 있을 수는 없는 일. 스티브 잡스가 그랬던 것처럼, 40대 초반에 인생의 꿈을 다 이룬 것처럼 보이는, 머스크도 정작 본인은 자신에 대해서 더 잘 해야 한다고 자신을 채찍질 한다고 한다.

그러다보니 보통 사람들인 주변 사람들의 일하는 것이 마음에 들지 않을 때가 많으리라. 그래서 머스크와 일해 본 사람들은조언한다.

머스크와 함께 일 하려면 항상 '불편하게(discomfort)' 구는 것을 감수하라고. 성공 이후에 반갑지 않은 소식도 들린다.

최근 연속적으로 팰컨9 발사에 성공하면서 전 세계로부터 발사 의뢰가 쇄도하자 발사비용을 올리고 있다는 것이다.

가격을 올려도 다른 업체에 비하면 발사 비용이 30

50% 수준이라는 것이 스페이스엑스의 설명이지만 당초 10%대까지 발사비용을 낮추겠다고 공표한 것을 생각하면 아쉬운 일이다.

초심을 지키는 일은 누구에게나 어려운 모양이다.

 차차 우주선 덕후들이 총집합하여 수많은 써드파티 모드들이 제공되면서 이제는 실제 우주선 제작 시뮬레이션게임으로발전하였습니다.

일반적인 게임과 다르게, 수많은 부품들이 하나하나 각 상황에서 별도의 연산을 거쳐서 조금만 우주선이 커지거나,우주정거장처럼 수백개 이상의 부품이 들어가면 왠만한 컴퓨터는 CPU가 미칠듯이 돌아가다가 뻗어버리죠.앨런 머스크가 좋아하는 게임은 세가지랍니다.

- KSP, Mass Effect, 그리고 문명



엘런옹이 문명하셨습니다;;;그 결과... 현실세계에서 KSP를 구현하시고, 화성에 문명을 세울 작정인데 정말 실현하고 있음;;; 덕후의 끝판왕.(심지어 최신 우주선에서는 KSP에서 유저들이 자주 구현하던 아스파라거스 기법이라는 기발한 방법을 실제로 접목시키려고 하고 있음)그리고 스페이스X는 우리나라 KT의 정지궤도 통신위성 발사사업에서 한대를 발사하기로 선정되었음.우리나라와도 인연이 생긴거죠...http://spacenews.com/arianespace-beats-spacex-to-launch-two-south-korean-weather-satellites/앞으로 정부에서 발주하는 위성 2대와 KT의 민간위성 1대를 발사해야 하는데요...당초 유럽 아리안로켓 시스템과 계약하려다가 스페이스X가 껴들어서 한대는 스페이스X가 쏘내요.발사금액은 기존 우주발사체에 비해 현격히 저렴한 600

700억원 수준이 아닐까 예상된답니다.

그런데 최근에는 민간 회사에서 정부의 수주를 받거나 혹은 자체적으로 개발한 발사체를 이용해서 상업 위성 발사 사업들에 끼어드는 사례가 증가하고 있다.

   이러한 민간 우주 회사의 활동이 가장 활발한 곳은 바로 미국인 것 같다.

일단 든든한 정부 기관인 나사가 존재할 뿐 아니라 최근에는 피치 못할 사정으로 나사에서 민간 기업에 하청을 주는 경우가 생기고 있기 때문이다.

오늘 소개할 스페이스 X (Space X : Space Exploration Technologies Corporation ) 사 역시 바로 그런 경우라고 할 수 있다.

[스페이스x] 매력을 알아보자



   스페이스 X 사의 창립자는 인터넷 전자 결제 시스템인 페이팔 (Paypal) 의 공동 창립자기이도 한 엘런 머스크 (Elon Musk) 이다.

그는 2002년 스페이스 X 사를 창립하고 민간 상업 위성 사업에 뛰어들기 위한 저렴한 비용의 발사체 연구에 뛰어들었다.

그는 자비로 1억 달러를 자신의 회사에 투자했다고 한다.

나름 인터넷 벤처로 돈을 벌어 다른 분야의 벤처 기업을 차린 사례가 되겠다.

   스페이스 X 는 2006년 처음으로 팔콘 1 (Falcon 1) 이라는 2단 로켓을 개발했다.

이 2단 로켓은 LOX/RP-1 (액체 산소와 정제 원유를 이용한 로켓 연료) 를 사용하고 있으며 최초의 3회는 실패로 끝났으나 2008년 9월 28일에는 마침내 발사에 성공했으며 이후로 1회 정도 추가 발사에 성공했다.

  (발사되는 팔콘 1   CCL 에 따라 복사 허용 저자 표시  저자 SpaceX)  (정비 중인 팔콘 1  사람과의 크기를 비교할 때 상당히 작은 우주 로켓임을 알 수 있다   CCL 에 따라 복사 허용 저자 표시  저자 SpaceX)    팔콘 1의 제원은 높이 21.3 m, 지름 1.7m, 중량 38.5 톤, LEO (저지구 궤도) 까지 페이로드는 670kg 정도이다.

이 로켓은 아주 적은 비용으로 소형 위성 발사가 가능한 것을 목표로 했는데, 그 가격은 스페이스 X 의 발표에 의하면 2009년에 1기당 7백만 달러이며, 개량형 팔콘 1e 의 경우 850백만 달러라고 한다.

소형 위성을 발사하기에는 비교적 저렴한 발사체이기 때문에 안정성만 확보되면 앞으로 성과가 기대된다고 하겠다.

   한편 스페이스 X 사는 나사의 수주를 받아서 새로운 발사체 개발에 착수했다.

그것은 바로 나사의 Commercial Orbital Transportation Service (COTS) 사업 중 Commercial Resupply Service 부분에서 스페이스 X 의 팔콘 9 호 (Falcon 9)와 드라곤 우주선 (Dragon Spacecraft) 가 다른 경쟁사들을 물리치고 사업을 따냈기 때문이다.

   왜 나사에서 자체 발사체 대신 민간 발사체를 사용하게 되었는지 설명하면 다음과 같다.

현재 국제 우주 정거장 (ISS) 에 사람과 물자를 보급하는 역활을 하는 우주 왕복선은 현재 노후화되어 수명이 다한 상태이다.

따라서 나사는 차세대 우주로켓으로 아레스 I 및 아레스 V 로켓을 개발중에 있으며 이를 통해 우주 왕복선의 임무를 대신하는 것은 물론 앞으로 인류의 달 재착륙 및 화성 탐사 계획들을 추진하고 있다고 설명했다.

(아레스 로켓에 대해서는  http://blog.naver.com/jjy0501/100060331729  참조)    그런데 문제는 우주 왕복선은 2010년 이후 사용할 수 없는데 아레스 I 로켓은 2015년 이전까지 사용할 수 가 없다는 것이다.

그 이유는 물론 아레스 I 로켓의 개발이 지연되었기 때문이다.

따라서 한때 나사는 러시아로부터 소유즈 로켓을 이용하지 않겠냐는 제안을 받기도 했지만 러시아 측이 너무  비싸게 가격을 부른 탓에 이 안은 취소되고 대신 상대적으로 납품 단가를 낮게 부른 민간 로켓을 이용하기로 한 것이다.

   팔콘 9 호는 2단 로켓 엔진으로 팔콘 1과 사용하는 연료는 LOX/RP-1 으로 동일하다.

 팔콘 9의 1단 역시 팔콘 1의 1단과 마찬가지로 스페이스 X 사에서 개발한 멀린 1C 로켓 엔진을 사용한다.

다만 차이는 팔콘 1의 1단은 멀린 1C 엔진 1개를 사용하는 반면 팔콘 9 의 경우 9개를 사용한다는 것이다.

멀린 1C 엔진의 추력은 125,000 lbf (556 kN) (Sea Level) 으로 9개의 엔진을 사용하는 팔콘 9호의 1단 추력은 110만 lbf 이다.

팔콘 9의 2단 로켓은 멀린 1C 엔진의 개량형인 Merlin Vaccum 엔진을 1기 사용한다.

   (스페이스 X의 멀린 1C 로켓 엔진   CCL 에 따라 복사 허용 저자 표시  저자  Steve Jurvetson from Menlo Park, USA)    (팔콘 9호는 좌측의 기본형과 2개의 부스터를 장착한 Heavy 형 2가지로 나뉜다 The copyright holder of this file, GW_Simulations, allows anyone to use it for any purpose, provided that the copyright holder is properly attributed)   팔콘 9호 로켓은 기본형과 1단에 2개의 부스터를 좌우로 장착한 Heavy 형 두가지 버전이 있으며 각각의 제원은 다음과 같다.

    (출처 : 위키 )    스페이스 X 사의 발표에 의하면 팔콘 9호 기본형의 가격은 3500만 달러이며, 헤비 형은 7800만 달러라고 한다.

정확한 가격 비교는 어렵지만 상당히 저렴한 가격으로 생각되며 결국 가장 저렴한 가격을 부른 것이 정부 사업을 낙찰 받은 비결 중 하나일 것이다.

(나로호에 쓰인 앙가라 로켓에 비해 상당히 저렴해 보인다)   한편 스페이스 X 사는 미국 정부의 국제 우주 정거장 재보급 및 우주 비행사 수송을 위한 드라곤 우주선 (Dragon Spacecraft) 역시 개발하고 있다.

드라곤 우주선은 7명의 승무원을 탑승하는 유인 버전과 14 입방 미터 및 2500kg 의 화물을 수송할 수 있는 무인 버전 2 가지가 있다.

   (ISS 에 도킹 중인 드라곤 우주선  This file is in the public domain because it was created by NASA)  (드라곤 우주선의 모습  - 화물형과 승객용이 따로 있다  This file is in the public domain because it was created by NASA )    현재 2010년 2월 팔콘 9호의 첫번째 발사 스케쥴이 잡혀 있는 상태인데 모든 과정이 순조롭게 이루어질지는 지켜 봐야할 것이다.

왜냐하면 새로 만든 발사체는 역시 불안하기 때문이다.

만약 성공적으로 일이 풀린다면 2011년부터는 팔콘 9호가 국제 우주 정거장으로 화물을 실어나르는 모습을 볼 수 있을 것이다.

그 때가 되면 아마도 스페이스 X 사는 성공적인 민간 우주 회사로 발돋움 할 수 있을 것이다.

   우리의 현실과 비춰볼 때 일개 민간 회사가 이렇게 우주 개발에 참여할 수 있다는 사실이 부럽기만 하다.

우리 나라의 우주 개발에도 앞으로 좋은 성과가 있기를 기대해 본다.

 덧) 드래곤 우주선 ISS 를 향해 발사 - http://blog.naver.com/jjy0501/100158684055     출처 : 위키    (일러두기 : 최근 저작권 문제와 관련하여 새롭게 포스트에 표시를 하려 합니다.

이 포스트의 사진과 이미지들 중public domain 의 표시가 있는 것은 자유롭게 사용이 가능하도록 공개된 것이나 발표된 지 오래되어 저작권이 소멸된 것 들입니다.

이를 복사해서 사용하는 것은 저작권법에 위반되지 않습니다.

단 원자작자 표시가 있고, 이를 표시할 의무를 지정할 경우 이에 따라야 합니다.

    GNU/CCL 에 의하여 복사가 허용된 이미지를 가져온 것들도 따로 표시했습니다.

복사 및 재배포가 자유로운 이미지들이므로 역시 복사해서 사용해도 문제되지 않습니다.

)   com/spsssjk/220401258925) <<<<<?? ???? ????X? ???? - ???????? ??????? ???? ??? ????? ??? ...blog.naver.com II. 스페이스엑스 성공요인2 : 세상을 변화 시키려는 꿈을 가진 CEO 엘론 머스크  우리가 주목해야 할 또 한 사람은, 당연한 얘기겠지만, 스페이스엑스의 창업자인 엘론 머스크다.

그는 이미 고등학교 시절, 자신의 꿈을 "세상을 변화시키는 일을 하자"로 정했다.

이를 실현하기 위해 필요한 기술로 첫째 인터넷 기술, 둘째 대체에너지 기술, 셋째로 우주탐사 기술을 꼽았다고 한다.

그리고 그는 실제로 이 꿈을 하나씩 실현해나갔다.

'태생적 모험가'이기도 했던 청년 머스크는 통장 잔고가 200달러에 불과했지만 인터넷 사업을 시작한다.

자동차 한 대와 컴퓨터 한 대로 사업을 시작한 그가 처음 세운 기업은 'ZIP2'이다.

그는 이 회사를 팔아 남은 수익금으로 엑스닷컴(X.com)을 세우고, 인수합병으로 '페이팔(PayPal)'을 세웠다(<그림 15>). 페이팔은 거금에 팔렸다.

어느새 억만장자의 반열에 오른 머스크는 이때부터 "화성에 거주지를 건설 하겠다"는 자신의 꿈을 실현시킬 회사를 만들게 되는데 그것이 바로 2002년에 설립한 우주벤처기업 스페이스엑스다.

또 이듬해인 2003년에는 전동차 회사인 테슬라에 공동 투자하며 설립에 참여한다(<그림 16>). 2006년에는 대체에너지로 세상을 바꾸려는 뜻으로 태양광 발전기를 가정에 설치해 주는 사업체인 SolarCity의 창립에도 참여했고 현재는 회장으로 있다.

   원래 머스크는 로켓을 개발할 생각까지는 없었다.

그러나 우주탐사에 필요한 발사체로 러시아 발사체를 염두에 두고 직접 방문해보니 일반인이 우주탐사를 하기 위해서는 발사 비용이 너무 비쌌던 것이다.

머스크는 직접 로켓을 개발하겠다는 구상을 하게 된다.

로켓 개발 비용에 끼어 있는 군살을 제거하고 혁신적인 설계를 통해 발사 비용을 10분의 1로 낮추겠다는 목표를 세웠다.

그의 구상은 파격적이었지만 실현 불가능한 것은 아니었다.

우선 개발 비용이 적게 들고 실패 위험이 낮은 작은 추력의 엔진을 만들고 이것을 여러 개로 묶는 클러스터링 기술을 통해 대형 로켓을 구현한다는 것이었다.

이렇게 되면 많은 엔진이 필요하게 되고, 지금과 같은 소품종 소량생산이 아니라 소품종 대량생산이 가능해 당연히 가격도 낮아질 것이라는 생각이었다.

그의 아이디어는 현실화되어 2010년부터 여덟 차례 연속 팰컨9 발사에 성공하면서 세계를 깜짝 놀라게 한다.

1971년 남아프리카공화국에서 태어난 머스크는 어릴 때부터 과학기술에 큰 흥미를 보였다.

당시에 보급되기 시작한 PC를 가지고 독학으로 프로그램을 만들었고, 중학교시절 이미 컴퓨터 수업 시간에 선생님보다 뛰어난 실력을 보여 선생님을 나처하게 만들기도 하였다.

또 12살에 비디오 게임을 만들어 팔기도 하는 등 어린 시절부터 기업가의 자질을 발휘하기 시작했다.

머스크는 그때부터 미국이야말로 자신의 꿈을 달성할 수 있는 곳이라고 생각했다.

그리고 17살 때 캐나다 출신 어머니의 노력으로 이민이 쉬운 캐나다로 국적을 바꾼다.

당시 남아공에서는 성년이 되면 의무적으로 군 복무를 해야 했다.

군인의 주된 임무였던 흑인 탄압 역할이나 수행하면서 세월을 보낼 수는 없다는 생각도 캐나다 이민을 서두른 이유였다.

머스크는 캐나다 퀸즈대학과 펜실바니아대학에서 경영학과 물리학 두 분야의 석사학위를 받는다.

이후 스탠포드대학 물리학과 박사과정에 입학했지만 이틀 만에 포기하고 사업의 길에 나선다.

그가 박사과정을 포기한 이유가 "세상을 바꿀 정도의 일은 스탠포드대학에서 없을 것"이라는 확신을 얻었기 때문이라니 타고난 모험가임에는 틀림없어 보인다.

ZIP2와 페이팔을 성공시켜 얻은 2억 달러의 돈을 쥐고 머스크는 다음 꿈인 우주탐사 사업에 나선다.

아예 회사이름을 '우주탐사(Space eXploration, 스페이스엑스)'라고 명명하고 민간 우주사업을 주요 아이템으로 정했다.

그리고 일반인들이 우주비행을 하기 위해서는 값비싼 발사비용이 가장 큰 장애물이라는 사실을 간파한 그는 뮐러를 설득해 저렴한 가격의 로켓 개발에 착수한다(<그림 17>).   하지만 아무리 모험심 강한 벤처기업가라고 하지만 그가 투입할 수 있는 돈에는 한계가 있었다.

그는 자신의 전 재산 가운데 절반인 1억 달러를 투자하기로 하고, 이 돈을 모두 쓸 때까지 성공하지 못하면 사업을 접겠다고 마음먹는다.

새로운 로켓을 개발하려면 보통 수십억 달러의 개발비와 십 수 년의 시간이 소요된다.

1억 달러의 돈으로, 그것도 단 몇 년의 짧은 시간 안에 새로운 로켓을 개발하고, 실제 상업발사를 한다는 것은 누가 봐도 '무모한 도전'이었다.

어쩌면 성공적인 소프트웨어 개발자로써의 머스크가 로켓개발로 돈을 번다는 것이 얼마나 험난한 길인지 몰랐기 때문에 그 "무모한 도전"을 시작하였었는지도 모른다.

때는 2008년 8월, 두 번의 실패를 겪은 후 세 번째 발사를 앞두고 있었다.

지난 몇 년간 주당 70

80시간씩 일하며 로켓 개발에 매달려온 스페이스엑스의 직원들은 기도하는 심정으로 발사장에서 전송되는 비디오 화면을 통해 발사 장면을 지켜봤다.

1단 연소는 성공이었다.

그러나 2단 분리, 2단 점화부터 화면이 끊겼다.

알 수 없는 이유로 1단과 2단 로켓이 충돌한 것이다.

350여명의 직원들은 숨을 죽인 채 다시 영상이 나오기를 기다렸다.

만약 실패로 결론이 나면 회사는 문을 연 지 6년 만에 문을 닫아야 한다.

모두 실직자 신세가 되는 것은 물론이다.

이 때 침통한 얼굴의 머스크가 나타나 직원들에게 이렇게 연설하였다.

"여러분 모두 받아들이기 힘들겠지만 오늘 발사는 실패했습니다.

하지만 로켓 개발이라는 일이 늘 이렇습니다.

그러나 오늘 우리는 적어도 1단 로켓은 제대로 비행했다는 것을 확인했습니다.

현재 로켓을 개발해온 전세계 6

7개 국가들도 처음에는 모두 실패를 경험하지 않았습니까? 너무 실망하지 마십시요. 마침 엔젤투자가 최근 이루어져 두 번 더 발사할 수 있는 자금을 확보했습니다.

" 그리고 마지막으로 천명했다.

"저는 절대로 포기하지 않습니다.

절대로!" 이 감동적인 연설로 스페이스엑스 직원들은 다시 고난의 행군을 기꺼이 감수한다.

그리고 드디어 4차, 5차 팰컨1 발사에 연속 성공하고 2010년 6월에는 로켓 개발 8년 만에 1단 추력 500톤의 로켓을 개발에 성공한다(<그림 18>). 우주개발 역사를 새로 쓴 것이다.

  팰컨9의 성공은 여러 가지 측면에서 획기적이었다.

우선 개발비용이 대폭 낮아졌고, 개발기간도 획기적으로 줄었다.

NASA는 팰컨9 수준의 로켓을 개발하기 위해서는 최소한 36억 달러가 필요하다고 예측했다.

그런데 머스크는 단돈(?) 3억여 달러에 보란 듯이 개발에 성공했다.

2013년 12월에 이어 지난 1월 스페이스엑스는 태국위성을 정지궤도에 안착시켰다.

8차례나 연속해서 팰컨9 발사에 성공한 것이다.

스페이스엑스는 위성 발사 비용을 홈페이지에 공개한다.

전 세계 어떤 로켓보다 가격 경쟁에서 우위에 있다는 자신감의 표출이다.

또 당초 목표로 했던 저렴하면서도 안전한 로켓을 개발하는데 성공했다는 사실을 대내외에 알리기 위한 것이다.

그렇다면 이처럼 스페이스엑스가 발사 비용을 낮출 수 있었던 요인은 무엇일까? 먼저 특별 제작된 비싼 외주 부품을 거의 쓰지 않고 80퍼센트 이상의 부품을 자체 공장에서 제작한다.

그리고 본사의 설계실과 제작공장을 하나로 연결해 설계자와 제작자들이 서로 긴밀히 협력할 수 있는 환경을 조성했다.

설계가 변경되더라도 빠른 시간 내에 제작과정에 반영할 수 있고, 가공기술자의 의견이 즉시 설계자에게 전달되어 제품을 쉽게 구현할 수 있도록 했다.

이와 함께 엔진의 효율적이고 가격 경쟁력 있는 대량생산을 위해 공장의 제작 책임자는 과도한 고급화(즉, 고가화)를 추구하는 항공우주분야가 아닌 경쟁력 있는 양산가격을 목표로 하는 자동차회사 출신을 기용했다.

그러나 모든 일에는 좋은 면만 있을 수는 없는 일. 스티브 잡스가 그랬던 것처럼, 40대 초반에 인생의 꿈을 다 이룬 것처럼 보이는, 머스크도 정작 본인은 자신에 대해서 더 잘 해야 한다고 자신을 채찍질 한다고 한다.

그러다보니 보통 사람들인 주변 사람들의 일하는 것이 마음에 들지 않을 때가 많으리라. 그래서 머스크와 일해 본 사람들은조언한다.

머스크와 함께 일 하려면 항상 '불편하게(discomfort)' 구는 것을 감수하라고. 성공 이후에 반갑지 않은 소식도 들린다.

최근 연속적으로 팰컨9 발사에 성공하면서 전 세계로부터 발사 의뢰가 쇄도하자 발사비용을 올리고 있다는 것이다.

가격을 올려도 다른 업체에 비하면 발사 비용이 30

50% 수준이라는 것이 스페이스엑스의 설명이지만 당초 10%대까지 발사비용을 낮추겠다고 공표한 것을 생각하면 아쉬운 일이다.

초심을 지키는 일은 누구에게나 어려운 모양이다.

 .blog.naver.com 지난 4월 9일에 해상에서 회수한 팰컨9 1단 추진체. 9개의 멀린D 엔진이 보호포장되어 있다.

[출처 - Julian Leek]이동중인 재활용 1단 추진체. 앞부분에는 2단과 연결부위가 고스란히 노출되어 있다.

[출처 - Julian Leek]팰컨9은 직경 3.66m의 비교적 중형(?) 사이즈이지만 길이 덕분에 발사중량이 무려 500톤을 넘는 중대형 로켓이다.

연료를 모두 소모한 상태이므로 공중량이 23

25톤에 불과해서 대형 트레일러로 운반 가능하다.

[출처 - Julian Leek]하지만 회수된 1단 추진체는 그대로 사용할 수가 없습니다.

특히 연료로 사용하는 케로신은 불완전 연소를 하기에 검댕을 발생시키므로 로켓 엔진의 배관 등을 깨끗히 청소하고, 각종 부품을 모두 테스트하여 파손된 부품, 내구도가 떨어진 부품 등을 교체해야 하므로 사실상 오버홀에 준하는 대대적인 정비가 필요합니다.

조립장에서 조립중인 팰컨9의 처음 모습. 발사전이므로 전체가 하얀색으로 깨끗하다.

하지만 회수된 1단 발사체는 특히 하강하면서 역추진시에 검게 그을린 흔적이 선명하다.

[출처 - SpaceX]KSC로 복귀한 1단 추진체들. 왼쪽이 작년에 육상에서 회수한 것. 오른쪽이 이번에 해상에서 회수한 것. [출처 - SpaceX]위 사진을 보면 이미 작년에 회수한 팰컨9 FT의 1단은 엔진들을 탈착하여 재정비에 돌입한 상태입니다.

이번에 회수한 1단은 아직 재정비에 들어가지 않았습니다.

팰컨9의 1단 재활용 로켓은 약 10회의 재활용을 목표로 합니다.

로켓의 발사비용에서 연료비가 차지하는 비중은 적은 편이므로 정비비용 + 연료비용만 있으면 가장 값비싼 1단을 여러차례 재활용하여 로켓 발사비용을 절감한다는 계획인데요.... 글쎄요...스페이스X는 재활용로켓 기술에 있어서는 현재 세계 1위임을 입증하고 있습니다.

하지만 가혹한 환경에서 작동해야 하는 로켓 본체와 엔진들을 재활용하는 것은 단순히 회수만 한다고 해서 만만한 작업은 결코 아닙니다.

그러나 무사히 회수할 기술력이 뒷받침되어야 가능한 일이기도 하죠.스페이스X는 현재의 케로신 방식의 멀린D 엔진에 비해 재활용성이 더욱 높은 차세대 랩터 엔진을 적극적으로 개발중입니다.

랩터 엔진은 연료로는 가격이 더욱 저렴한 액화메탄가스를 사용하게 되며, 완전연소를 하기 때문에 재정비에 용이할 것으로 예측됩니다.

지금 회수하고 있는 로켓들은 아직 상업성에서 확실한 잇점을 보여주긴 어렵지만, 점차 개선되어서 훗날 상업성을 크게 높인 재활용 로켓시장을 선점하기 위한 초석을 다지는 중이라 보여집니다.

(그때가 되면 정말로 로켓 발사비용이 지금의 1/10까지 줄어들 수도 있습니다)발사체 가격의 많은 부분을 차지하는 1단 로켓을 위와 같이 바다에 준비된 바지선에 정확히 착륙시켜서 재활용한다는 계획인데요, 1단 로켓의 재활용을 위해 랜딩기어, 그리드핀(방향타), 역추진을 위한 연료를 남겨서 9개의 엔진중 3개를 써서 자력으로 착륙하게 됩니다.

재활용을 위해서는 연료를 남겨야 하기에 팰컨9 로켓의 최대 화물운송중량보다 다소 감소하게 되지만, 발사체 재활용으로 얻는 이득이 더 커서 결국 우주로 보내는 평균화물운송비를 절감한다는 계획입니다.

2차 실험에서는 바지선 바로 위까지 내려오는데 성공했지만, 과도한 수평속도로 인해 1단 로켓이 뒤집히면서 실패했습니다.

이번 3차 실험에서도 역시 같은 이유로 실패했다고 앨런 머스크는 자신의 트위터를 통해 밝혔습니다.

대서양 한복판에 위치한 작은 표적인 바지선에 정확히 내려오는것도 굉장히 어려운데 엄청난 속도를 감속하면서 흔들림 없이 정확히 안전속도로 착륙하는건 매우 어려운 일입니다.

2차 실험 당시 스페이스X는 성공확률을 50%로 봤었고, 이번에도 성공확률은 확신하지 못했지만 역시 실패하였기에 향후 경제성이 입증된 로켓 재활용까지는 시일이 더 걸릴것으로 전망 됩니다.

(성공확률이 적어도 80

90%는 되어야 재활용에 따른 이득이 생기는데 50% 확률 가지고는 부족함)팰컨9 로켓의 재활용 1단은 위와 같은 방식으로 비행하여 회수하게 됩니다.

1단 회수가 안정선에 올라서면 2단까지도 재활용하는 방안이 추진되고 있습니다만, 1단이 회수했을때 가장 값어치가 큰 부분이죠.계속되는 스페이스X의 재활용 로켓 실험이 실패하는 와중에, 몇일전에 전격적으로 발표된 ULA(United Launch Alliance)의 차세대 로켓 '벌컨 (Vulcan)'에 적용되는 1단 메인엔진 회수 방안이 오히려 더 현실적이 아닌가 싶습니다.

벌컨 로켓은 1단 분리후 가격이 비싼 엔진만 떼어내서 자유낙하 합니다.

(상대적으로 저렴하고 덩치큰 연료통은 버림) 그리고 엔진 모듈은 역추진이 아닌 전통적인 낙하산 감속으로 하강하다가 헬리콥터로 공중에서 회수하게 됩니다.

저러한 공중회수방식은 미국이 과거에 인공위성의 촬영필름을 공중에서 회수하여 왔기에 실현가능성이 꽤 높아 보입니다.

또한 스페이스X의 로켓 역추진 재활용보다는 연료통을 연료를 모두 소진할 수 있기에 화물운반중량도 감소하지 않습니다.

ULA는 2019년에 벌컨 로켓의 첫발사를 계획하고 있으며, 스페이스X가 계속된 재활용 실험 실패로 계획이 지연되는것을 감안하면 또다른 재활용 로켓 개념으로 경쟁력을 갖춰서 스페이스X에 대항하게 될것입니다.

오늘 실패한 팰컨9 1단 재활용 로켓이 바지선 바로 상공까지 내려온 사진입니다.

하지만 2차 실험과 마찬가지로 매우 빠른 수평이동속도를 제어하지 못해서 뒤집히면서 크게 파손되었다고 합니다.

큰 부피의 연료통까지 그대로 회수하기에 바람의 영향 등을 크게 받게 되므로 구조적으로 꽤 난이도가 있는 방식으로 보여집니다.

스페이스X의 1단 로켓 재활용 실험과는 별개로, 이번 팰컨9 로켓의 발사목적인 드래곤 V1 무인화물우주선을 통한 국제우주정거장에 물품보급임무는 성공적으로 진행되고 있습니다.

드래곤 V1 무인화물우주선은 자력 도킹기능은 없으며, 우주정거장 인근까지 도달한 뒤에 캐나담이라는 로봇팔을 이용해서 회수합니다.

드래곤 V1은 현재 국제우주정거장에 도달하는 무인화물선 중에서 유일하게 대기권 재진입 기능을 갖춰서 우주정거장에서 각종 샘플이나 실험결과물 등을 지상으로 보낼때 사용합니다.

스페이스X에서 개발중인 드래곤 V2 (라이더) 우주선은 유인우주선이며 최대 7인승으로 계획되고 있습니다.

드래곤 V1과 V2는 사실상 전혀 다른 우주선입니다.

[ References ]1. http://www.reddit.com/r/space/comments/2ry9wt/launch_profile_of_the_falcon_9_rocket_with/2. http://www.businessinsider.com/spacex-falcon-9-reusability-test-livestream-2015-13. www.americaspace.com지난 4월 9일에 해상에서 회수한 팰컨9 1단 추진체. 9개의 멀린D 엔진이 보호포장되어 있다.

[출처 - Julian Leek]이동중인 재활용 1단 추진체. 앞부분에는 2단과 연결부위가 고스란히 노출되어 있다.

[출처 - Julian Leek]팰컨9은 직경 3.66m의 비교적 중형(?) 사이즈이지만 길이 덕분에 발사중량이 무려 500톤을 넘는 중대형 로켓이다.

연료를 모두 소모한 상태이므로 공중량이 23

25톤에 불과해서 대형 트레일러로 운반 가능하다.

[출처 - Julian Leek]하지만 회수된 1단 추진체는 그대로 사용할 수가 없습니다.

특히 연료로 사용하는 케로신은 불완전 연소를 하기에 검댕을 발생시키므로 로켓 엔진의 배관 등을 깨끗히 청소하고, 각종 부품을 모두 테스트하여 파손된 부품, 내구도가 떨어진 부품 등을 교체해야 하므로 사실상 오버홀에 준하는 대대적인 정비가 필요합니다.

조립장에서 조립중인 팰컨9의 처음 모습. 발사전이므로 전체가 하얀색으로 깨끗하다.

하지만 회수된 1단 발사체는 특히 하강하면서 역추진시에 검게 그을린 흔적이 선명하다.

[출처 - SpaceX]KSC로 복귀한 1단 추진체들. 왼쪽이 작년에 육상에서 회수한 것. 오른쪽이 이번에 해상에서 회수한 것. [출처 - SpaceX]위 사진을 보면 이미 작년에 회수한 팰컨9 FT의 1단은 엔진들을 탈착하여 재정비에 돌입한 상태입니다.

이번에 회수한 1단은 아직 재정비에 들어가지 않았습니다.

팰컨9의 1단 재활용 로켓은 약 10회의 재활용을 목표로 합니다.

로켓의 발사비용에서 연료비가 차지하는 비중은 적은 편이므로 정비비용 + 연료비용만 있으면 가장 값비싼 1단을 여러차례 재활용하여 로켓 발사비용을 절감한다는 계획인데요.... 글쎄요...스페이스X는 재활용로켓 기술에 있어서는 현재 세계 1위임을 입증하고 있습니다.

하지만 가혹한 환경에서 작동해야 하는 로켓 본체와 엔진들을 재활용하는 것은 단순히 회수만 한다고 해서 만만한 작업은 결코 아닙니다.

그러나 무사히 회수할 기술력이 뒷받침되어야 가능한 일이기도 하죠.스페이스X는 현재의 케로신 방식의 멀린D 엔진에 비해 재활용성이 더욱 높은 차세대 랩터 엔진을 적극적으로 개발중입니다.

랩터 엔진은 연료로는 가격이 더욱 저렴한 액화메탄가스를 사용하게 되며, 완전연소를 하기 때문에 재정비에 용이할 것으로 예측됩니다.

지금 회수하고 있는 로켓들은 아직 상업성에서 확실한 잇점을 보여주긴 어렵지만, 점차 개선되어서 훗날 상업성을 크게 높인 재활용 로켓시장을 선점하기 위한 초석을 다지는 중이라 보여집니다.

(그때가 되면 정말로 로켓 발사비용이 지금의 1/10까지 줄어들 수도 있습니다)   ? 지난 4월 이후  우주화물선의 발사 실패와 연기가 계속 됐다.

가장 최근에는 지난 6월 미국 민간 우주선 개발업체 스페이스X?사의 로켓 '팔콘 9' 이 28일 발사 직후 폭발했다.

스페이스X는 “국제 우주정거장(ISS)에 전달할 식료품과 장비 등을 실은 로켓 ‘팔콘 9’가 오전 10시21분 플로리다주 케이프 커내버럴 공군기지에서 발사됐지만 2분 19초 만에 공중에서 폭발했다”고 이날 밝혔다  팔콘 9은 발사 당시 불꽃을 내뿜으며 힘차게 하늘로 솟구쳤지만 1분30여초 쯤 지나자 로켓 상단에서 연기가 조금씩 나기 시작했고 이후 2분19초 만에 대서양으로 떨어졌다.

 팔콘 9은 2012년 이후 19차례 발사됐지만 실패한 것은 이번이 처음이다.

팔콘 9에는 드래곤 무인우주화물선이 실려 있었고 이 우주선 안에는 ISS에 거주하는 우주인들에게 전달할 각종 실험장비와 식료품 등 2.5톤 분량의 화물이 탑재돼 있었다.

? 팔콘 9의 실패 이전에도 4월에는 소유스 2-1A 로켓에 실려 발사된 러시아 화물전달 우주선 ‘프로그레스 M-27’이 궤도를 잃고 추락했다.

지난해 10월에도 민간 우주기업 오비털사이언스가 우주정거장에 물품을 공급하기 위해 쏘아 올린 안타레스 로켓은 발사 6초 만에 공중에서 산산조각 났다.

? ? 그 당시 발사 후 폭파 되었던 스페이스X사의 팔콘9로켓의 모습을 보겠습니다.

? ? ?※ 영상 재생 오류 대처방법※ 스피커 잭을 연결하시면 영상이 정상적으로 재생됩니다.

? ?? ? ?    com/spsssjk/220401258925) <<<<<?? ???? ????X? ???? - ???????? ??????? ???? ??? ????? ??? ...blog.naver.com  I. 스페이스엑스의 성공요인 1 : 자기 동기 부여로 충만한 엔진기술자 탐 뮐러  스페이스엑스 하면 가장 먼저 떠오르는 인물은 당연히 창업자 엘론 머스크다.

하지만 필자는 엘론 머스크 보다 팰컨 로켓용 엔진 '멀린(Merlin)'을 개발한 탐 뮐러에 주목한다(<그림 7>). 그리고 그가 스페이스엑스 '제1의 성공 요인'이라고 감히 단언한다.

   탐 뮐러는 퇴근 후나 주말에 자비를 들여 동호인들과 로켓 엔진을 만들었던 로켓 마니아였다.

동시에 난관에 봉착하면 밤을 새워서라도 문제를 해결해야 직성이 풀리는 야심만만한 엔지니어였다.

로켓 개발에 대한 자기 동기 부여가 충만했던 뮐러가 우주개발의 야심찬 꿈을 갖고 있던 열정적인 머스크를 만나면서 무서운 시너지 효과를 발휘하게 된 것이다.

뮐러에게는 스페이스엑스에서 로켓 개발을 하는 것이 자신의 꿈을 실현하는 일이었다.

그것이 바로 때로는 1주일에 100시간 이상 일하면서도 즐거울 수 있었던 이유였다.

뮐러는 미국 아이다호에서 벌목트럭 운전기사의 아들로 태어났다.

어린 시절에는 미국의 많은 아이들처럼 Estes 모형 로켓을 만들고 날리다가 사고를 치기도 했다.

그는 어려운 가정형편 때문에 학비가 싼 가까운 아이다호대학에서 기계공학을 전공하게 되었다.

방학이 되면 학비를 벌기 위해 벌목공으로 일을 했다.

이 시절에 뮐러는 벌목기계나 아버지의 트럭을 수리 하면서 금속의 절단, 가공, 용접에 능숙하게 되었고 이런 능력이 후에 자기 집 작업실에서도 엔진을 만들 엄두를 내게 했을 것이다.

로욜라 마운틴대학에서 석사과정까지 마친 뮐러는 주변의 여러 회사에서 채용제안을 받는다.

미국 최고 유명기업인 HP 하드디스크 사업부에서 온 제안마저도 "내가 하드디스크나 만들면서 인생을 보낼 수는 없다"며 거절한 후 무작정 짐을 싸서 캘리포니아로 항공우주 관련 일을 찾아 나섰다.

아버지는 아들이 벌목 일을 계속해주길 바랐지만 그의 마음속에는 오래 전부터 '로켓 엔지니어'라는 꿈이 자리 잡고 있었기 때문이다.

그는 결국 유명 항공우주업체인 TRW에 입사해 로켓추진 관련 일을 맡게 된다.

그곳에서 뮐러는 아폴로 우주선의 달 착륙에도 사용된 '핀틀 인젝터' 기술을 활용한 새로운 액체 수소엔진 개발에 참여했다.

그러나 로켓 엔지니어의 꿈은 이뤘지만 이미 시스템화 된 회사에서 개인의 아이디어를 자유롭게 발산하고, 넘치는 창의성을 발휘하는 데는 한계가 있었다.

그의 꿈은 이미 TRW 너머를 향하고 있었던 것이다.

뮐러는 퇴근 후면 자신의 차고에서 본인이 직접 설계한 로켓 엔진을 만들기 시작했다(<그림 8>). 또 주말이면 로켓 마니아 민간 클럽인 'RRS(Reaction Research Society)' 멤버들과 함께 모하비 사막으로 향했다.

참고로 RRS는 1943년에 만들어진 미국에서 가장 오래된 민간 로켓 기술동호회로 모하비 사막에 자체 소형 로켓 시험 및 발사 시설까지 가지고 있다(<그림 9>). 그곳에서 자신들이 만든 로켓을 실험하고 조립하면서 실제 로켓발사를 '모의'하기도 했다.

   그런데 이들이 모하비 사막에서 직접 만든 로켓을 실험하고 있다는 소문이 머스크의 귀에 들어갔다.

마침 우주를 향한 남다른 꿈을 키우고 있던 머스크는 뮐러를 찾아갔다.

처음 만난 자리에서 머스크는 뮐러에게 이렇게 묻는다.

"좀 더 큰 놈도 만들 수 있겠소?" 우주개발의 새로운 역사는 이렇게 시작됐다.

뮐러는 자체 로켓 개발에 도전장을 던진 세계 최초의 우주벤처기업 스페이스엑스의 창업 멤버가 된다.

머스크가 처음 뮐러를 찾아갔을 때 감탄사를 아끼지 않았던 로켓 엔진은 추진력 6톤짜리였다.

현재 한국항공우주연구원이 한국형발사체 3단용으로 개발 중인 엔진이 7톤임을 감안하면 개인 취미로 만든 로켓 엔진 치고는 엄청난 수준이다.

일부 자료에 따르면 뮐러가 만든 이 엔진은 아마추어가 만든 최고 추력의 로켓 엔진이라고 한다.

(물론 우주발사체가 되기 위해서는 훨씬 큰 엔진이 필요하다.

실제 한국형발사체 1단에는 75톤 엔진 4기가 장착된다.

참고로 아폴로 우주선의 경우 1단에만 추진력 800톤급 로켓 엔진이 5기나 장착됐다(<그림 10>).)    이런 뮐러의 열정에 머스크의 파격적인 지원이 더해지면서 로켓 개발 속도는 날개를 달았다.

2002년 6월에 캘리포니아에서 스페이스엑스가 설립되었는데, 2003년 3월 텍사스 주 맥그리거 시험장에서 최초로 만든 멀린 엔진을 테스트하기 시작하였다.

창립 9개월 만에 소수의 엔지니어들이 모여 신형 로켓 엔진을 설계하고 제작하여 시험에 들어갔으니 이들의 기술적 능력은 말할 것도 없고 그 일에 대한 열정이 정말 놀랍다.

곧이어 팰콘1 로켓 2단에 사용한 케스트렐 엔진도 연달아 시험 했다니 우리나라의 "빨리 빨리"를 무색하게 하는 속도다.

아마, 먹고 자는 시간외에는 일만하지 않았을까 생각된다.

이들은 2003년 12월에는 엔진을 장착한 실물 동체를 캘리포니아에서부터 워싱턴까지 대륙을 횡단하여 실어 나른 후 미국 연방항공청(Federal Aviation Administration, FAA) 빌딩 앞에 세워놓고 대대적인 홍보 세리모니를 벌이기도 했다.

소소한 실패를 거듭하면서도 2005년 1월에는 멀린 엔진이 완성되고 4월에는 팰콘1 제 1호기가 완성되었다.

곧 이어서 1호기로 반덴버그 공군 발사대에서 점화시험도 했다.

그러나 공군의 타이탄4 발사 스케줄 때문에 팰콘1의 발사가 여의치 않자 스페이스엑스는 완성된 팰컨1을 발사장이 있는 남태평양 마샬 군도로 옮겨 발사준비를 했다.

몇 번의 연기 끝에 2006년 초 마침내 팰컨1이 발사됐다.

일반적으로 로켓 개발 초기에는 발사 실패를 겪게 되는 것처럼 스페이스엑스 역시 첫 번째 발사는 실패였다.

터보펌프의 조그만 알루미늄 너트에서 균열이 발생하면서 폭발한 것이다.

이후에도 이런저런 이유로 두 번이나 실패의 쓴 맛을 보게 된다.

그리고 2008년 9월, 드디어 네 번째 발사에서 성공을 거둔다(<그림 11>). 로켓 개발에 착수한 지 채 6년도 안된 시점이었다.

어느 국가도 이루지 못한 초 단기간의 로켓 개발 성공인 셈이다.

탐 뮐러라는 자기 일에 헌신적이면서 자기 동기부여가 확실한 사람이 없었다면 이루기 힘든 일이었다.

 스페이스엑스는 로켓 개발에 더욱 속도를 냈다.

2009년에는 비교적 작은 180kg급 위성의 궤도 진입을 성공시켰고, 이러한 성공에 힘입어 팰컨1 발사체 개발을 종료하고 본격적인 발사체인 팰컨9 개발에 착수했다.

팰컨9은 4

5톤 무게의 정지궤도위성을 궤도에 올릴 수 있는 수준이었으니 그야말로 눈이 어지러울 정도의 빠른 개발 속도였다.

물론 이러한 성공에는 세 차례의 팰컨1 발사 실패가 '특효약'이 됐다.

로켓 1단으로 '멀린 1C형' 엔진을 9개 묶고, 2단은 1개의 멀린 엔진을 사용하는 팰컨9은 다섯 차례에 걸친 발사에 모두 성공한다.

그리고 우주정거장에 성공적으로 화물을 수송하고 미우주항공국(NASA)으로부터 거액의 화물 수송료를 받으면서 스페이스엑스의 재정은 단번에 흑자로 돌아선다.

그러나 뮐러는 여기에 만족하지 않고, 성능이 더욱 강력해진 '멀린 1D' 엔진 개발에 매진하여 세계 최고 효율의 엔진 개발에 성공한다(<그림 12>).   엔진의 효율성은 여러 면으로 볼 수 있지만 가장 효율적인 설계는 무게 대비 추력이라고 볼 수 있다.

멀린 1D 엔진은 무게비 추력이 150으로 기존에 최고 효율을 자랑하던 러시아 산 NK33의 130이라는 수치를 간단히 뛰어 넘은 것이다.

항공우주 시스템 설계개발 시에 무게를 줄이는 것이 얼마나 어렵고 고통스러운 일인지 아는 사람들에게는 경이로운 일로 보여 지고 있다.

새로이 성능이 향상된 이 엔진 9개를 묶은 팰컨9 버전 1.1로 2013년 말과 2014년 초에 한 달 간격으로 정지궤도 상업위성 발사에 성공하면서 경쟁 업체들을 초긴장 상태로 몰아넣고 있는 것이다.

올해는 27개의 멀린 엔진을 9개씩 모듈로 묶은 '팰컨헤비'의 발사를 준비하고 있다(<그림 13>). 팰컨헤비는 15톤 무게의 정지궤도 위성을 궤도에 올릴 수 있는 수준이다.

궁극적인 목표는 팰컨헤비의 신뢰도를 향상시켜 머스크의 꿈인 '인류의 화성 착륙'에 사용하는 것이다.

스페이스엑스는 이미 세계 최초의 민간 로켓 개발 업체라는 명예를 얻었다.

이제 팰컨헤비 발사에 성공하게 되면 스페이스엑스는 아폴로를 발사한 새턴5 이후 미국에서 개발한 최대 성능의 발사체 개발 업체라는 새로운 명예를 얻게 될 것이다.

탐 뮐러 팀은 궁극적인 화성탐사 등 심우주 탐사에 대비해서 더 큰 엔진들도 개발하고 있다.

스페이스엑스가 진행하고 있는 또 하나의 프로그램인 유·무인용 우주선 드래곤의 제어에 사용할 드라코 추력기, 발사 실패 시 드래곤 탑승객을 안전하게 내려놓을 수퍼드라코, 그리고 멀린1 엔진의 차세대 제품인 랩터 엔진 등이 언급되고 있다(<그림 14>). 랩터는 초기에 액체수소 엔진으로 알려졌으나 지금은 액체메탄과 액체산소의 조합으로 결정되었으며 멀린1D의 4배 수준의 추력인 300톤급이 될 것으로 예상되고 있다.

가히 화성 거주지 건설을 위한 꿈들이 착착 진행되고 있어 보인다.

뮐러는 말한다.

"로켓 개발은 정말 힘든 일입니다.

엄청난 스트레스 속에서 밤낮없이 일에 매달려야 되고 실패했을 때의 그 절망감은 이루 말할 수 없지요. 그러나 성공했을 때의 성취감은 그동안 견딘 어려움을 충분히 상쇄하고도 남습니다.

이러한 성취감은 TRW와 같은 큰 조직에서는 도저히 맛볼 수 없는 것이지요."        
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