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스페이스 x



랜딩속도도 빨랐고, 수평속도도 있었기에 로켓의 하단 랜딩기어, 엔진 등에 파손을 입었으리라 보입니다.

이후 로켓의 상단에 부착된 방향제어 추진기가 로켓을 똑바로 세우기 위해 안간힘을 쓰면서 분사했지만 결국 포기(?)하고 넘어집니다.

넘어진 1단 로켓은 폭발.유투브 링크 : https://youtu.be/BhMSzC1crr0동영상이 공개된 것을 보면 저번(CRS-5)에 수직착륙 실험에서 실패했던 것에 비하면 좀 더 개선된 결과인듯 보여집니다.

이번 팰컨9의 임무는 국제우주정거장에 약 3톤의 물자를 보급하는 CRS(Commercial Resupply Services)계획의 여섯번째 발사입니다.

무인화물선인 드래곤 V1을 탑재하였으며 드래곤은 우주정거장에 성공적으로 도킹하였습니다.

스페이스X는 NASA와 총 12번의 발사로 약 20톤의 물자를 국제우주정거장에 보급하는 계약을 16억 달러에 체결한 바 있습니다.

1톤 화물에 약 870억원 수준입니다.

이와는 별개로, 이번 재착륙 실험을 보도하던 미국 CBC방송에서는 다소 어처구니가 없는 방송을 내보내는 헤프닝도 있었습니다.

영상에서 2분40초경에 여자 앵커가 시뮬레이션으로 설명한다면서 나온 영상은 게임 프로그램인 KSP의 장면이며 국산 영상캡춰 프로그램인 반디캠 무료버젼으로 캡춰되었습니다.

그리고 KSP의 화면도 상당히 저화질인것으로 미루어, 아마도 가 유투브 등에서 KSP를 통해 구현한 스페이스X 팰컨9의 1단 재착륙 영상을 시뮬레이션으로 착각한듯 여겨집니다.

해당 영상에는 현재 수많은 비난과 조롱 댓글이 달리고 있습니다.

^^ 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   ? 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.

? ?? ? ?    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) 랜딩속도도 빨랐고, 수평속도도 있었기에 로켓의 하단 랜딩기어, 엔진 등에 파손을 입었으리라 보입니다.

이후 로켓의 상단에 부착된 방향제어 추진기가 로켓을 똑바로 세우기 위해 안간힘을 쓰면서 분사했지만 결국 포기(?)하고 넘어집니다.

넘어진 1단 로켓은 폭발.유투브 링크 : https://youtu.be/BhMSzC1crr0동영상이 공개된 것을 보면 저번(CRS-5)에 수직착륙 실험에서 실패했던 것에 비하면 좀 더 개선된 결과인듯 보여집니다.

이번 팰컨9의 임무는 국제우주정거장에 약 3톤의 물자를 보급하는 CRS(Commercial Resupply Services)계획의 여섯번째 발사입니다.

무인화물선인 드래곤 V1을 탑재하였으며 드래곤은 우주정거장에 성공적으로 도킹하였습니다.

스페이스X는 NASA와 총 12번의 발사로 약 20톤의 물자를 국제우주정거장에 보급하는 계약을 16억 달러에 체결한 바 있습니다.

1톤 화물에 약 870억원 수준입니다.

이와는 별개로, 이번 재착륙 실험을 보도하던 미국 CBC방송에서는 다소 어처구니가 없는 방송을 내보내는 헤프닝도 있었습니다.

영상에서 2분40초경에 여자 앵커가 시뮬레이션으로 설명한다면서 나온 영상은 게임 프로그램인 KSP의 장면이며 국산 영상캡춰 프로그램인 반디캠 무료버젼으로 캡춰되었습니다.

그리고 KSP의 화면도 상당히 저화질인것으로 미루어, 아마도 가 유투브 등에서 KSP를 통해 구현한 스페이스X 팰컨9의 1단 재착륙 영상을 시뮬레이션으로 착각한듯 여겨집니다.

해당 영상에는 현재 수많은 비난과 조롱 댓글이 달리고 있습니다.

^^이번에 발사된 팰컨9 v1.1 로켓은 국제우주정거장에 드래곤 v1 무인화물선을 보내는것 이외에도, 분리된 1단로켓을 대서양에 준비된 바지선에 수직착륙시키는 재활용(Reusable) 실험도 병행하기로 예정되었습니다.

스페이스X의 1단 재활용 착륙실험은 벌써 3차례 실험되었지만 모두 실패한 전례가 있죠.발사영상을 보면 로켓은 구조역학적으로 최대공압이 걸리는 Max-Q를 무사히 통과한 후, 원래 약 3분경에 메인엔진정지(MECO : Main Engine Cut-OFF)를 실시하고 1-2단 분리할 예정이었으나 2분30초경에 로켓의 상부에서 폭발이 일어납니다.

폭발의 원인은 스페이스X CEO인 앨런 머스크의 트위터를 통해서 2단로켓 상단에 장착된 액체산소통의 내부압력이 너무 과도했던것이라고 비공식 발표했습니다.

=> 앨런 머스크 트위터 : https://twitter.com/elonmusk/status/615185076813459456- 유투브 링크 : https://youtu.be/PuNymhcTtSQ작년말에 역시 CRS 미션을 수행하던 오비탈ATK의 안타레스 로켓이 발사 직후 폭발한 사고도 있었습니다.

그리고 얼마전에도 국제우주정거장에 물품보급업무를 위해 발사된 러시아의 프로그레스 무인화물로켓이 3단 분리과정에서 결함으로 우주정거장에 도달하지 못하고 몇일뒤 추락한 사고도 있었죠. 이번의 사고까지 합치면 벌써 세차례나 국제우주정거장에 보내는 화물로켓들이 사고를 냈습니다.

물론 중간에 무사히 우주정거장에 도착한 우주선들도 있지만, 어쨋든 우주정거장에 최근들어 원활한 보급이 제대로 되지 못하게 된 셈입니다.

팰컨9 v1.1 로켓의 운반능력은 사실 드래곤 우주화물선을 국제우주정거장까지 보내고도 남습니다.

스페이스X는 이미 발사비용을 NASA로부터 CRS미션수행을 위해 충당했기에, 남는 여력을 사용해서 1단 로켓의 재활용 착륙실험을 시도해왔습니다.

일반적인 로켓들은 1단을 분리후 그냥 버리는데 반해, 스페이스X의 재활용 1단로켓은 연료가 약간 남아있는 상태로 연소정지하고 분리뒤 다시 두차례 재점화/연소정지를 통해 수직착륙하게 됩니다.

로켓의 재점화기술은 기술적으로 매우 어렵고 구조적으로도 더 복잡해집니다.

이번 사고는 메인엔진의 연소종료 직전에 발생했기에 혹시 1단의 재활용으로 인한 기술적인 난점의 영향이 아닐까 했지만 일단은 스페이스X측이 2단로켓의 액체산소통 내부압력문제였다고 발표했습니다.

자세한 사항은 좀 더 두고봐야할 문제 같습니다.

우주로켓시장의 현재 상황.현재 전세계 로켓시장의 절반 가까이 미국이 차지하고 있습니다.

또한 그중에서도 꽤 많은 비중을 차지하는 세계 최대의 단일 고객이 바로 미공군입니다.

우주로켓은 군사적 목적으로 사용되는 경우도 많아서 반드시 자국 로켓을 사용해야 할 필요성도 높은 분야입니다.

미국-러시아-유럽연합-일본-중국이 현재 주요 로켓 발사국가입니다.

그중에서 러시아 로켓들(제니트, 프로톤, 소유즈)이 가성비가 높았지만 타국이 이용하는데 한계가 있고, 또한 가격도 차츰 인상되어서 이제는 그리 저렴하지도 않게 되었죠.미국의 로켓시장은 록히드마틴-보잉이라는 두 초거대 군산복합체가 독점해왔습니다.

또한 발사업체는 아예 록히드마틴과 보잉이 합자회사인 ULA를 세워서 협력하고 있습니다.

경쟁이 사라진 미국 로켓시장... 그 결과 미국로켓의 신뢰성은 높지만, 발사비용마저도 높게 형성되어 왔죠.ULA는 화물의 성격에 따라서 록히드마틴의 아틀라스-V, 보잉의 델타-IV를 섞어서 로켓발사를 합니다.

아틀라스-V는 러시아제 로켓엔진을 수입해서 사용하는것으로도 유명하죠. 그러다가 스페이스X가 끼어들면서 상황이 아주 복잡해진게 최근의 일입니다.

우주로켓에서는 신뢰성이 매우 중요한데, 스페이스X의 팰컨9 로켓은 십여차례 발사를 거듭하면서 이젠 신뢰성도 얻었으니까요.ULA와 스페이스X의 대립구도, 그리고 제품들에 대해 비교해보겠습니다.

- ULA : 아틀라스-V 로켓 이 녀석이 현재 미국의 주력 로켓입니다.

가장 많은 발사횟수를 자랑하고, 50여차례 이상의 발사에서 단 한차례 실패만 기록했습니다.

러시아제 RD-180엔진을 1단엔진으로 사용해서 효율이 뛰어납니다.

1회 발사비용은 가장 간단한(페이로드가 작은) 경우에 공식적으로 1,840억원입니다.

(오늘자 환율 적용시) 아틀라스 로켓은 임무에 따라서 보조부스터(값비싼 고체부스터)를 여러개 추가하기도 하므로 무거운 화물을 멀리 보내려면 3,000억원이 넘게 들기도 합니다.

- ULA : 델타-IV 로켓델타-IV로켓도 역시 페이로드 하중에 따라서 보조부스터를 여러개 부착하기도 합니다.

위 사진은 초중량물을 운반하기 위해 아예 1단로켓을 3개 병렬로 묶은 델타-IV헤비 입니다.

현재 세계 최고가 로켓이기도 하죠. 델타-IV는 효율이 뛰어난 액체수소엔진을 사용합니다.

델타-IV는 현재 미디엄+와 헤비 버젼을 주로 발사하고 있습니다.

델타-IV 헤비는 1회 발사가격이 무려 4,200억원입니다.

현존하는 로켓중에서 가장 무거운 28톤의 중량물을 지구저궤도에 운반할 능력이 있습니다.

대충 정리하면, ULA는 록히드마틴과 보잉의 합자회사로서 미국 발사체 시장을 독점해왔습니다.

아틀라스-V는 9

18톤의 중량물을, 델타-IV는 12

28톤 중량물을 운반하는 편입니다.

발사횟수는 아틀라스-V가 더 많습니다만, 20톤을 넘는 고중량물은 델타-IV가 거의 도맡아서 더 비싸게 초과무게 할증료 받으면서 발사하는 편입니다.

결국 록히드마틴과 보잉이 시장을 절반씩 나눠먹는 셈이죠.ULA는 공식적으로 자신들이 발사하는 발사체의 1회 발사비용이 평균 2,520억원이라고 밝히고 있습니다.

그리고 대놓고 밝히진 않지만, 사실상 대놓고 스페이스X(유일한 경쟁사)를 겨냥해서 스페이스X의 팰컨9 발사비용이 1,000억원대 이하라는 점에 대해 서비스가 다르고, 전체 과정 어쩌구 등등 하면서 사실상 ULA의 로켓도 스페이스X처럼 1,000억원대 이하라고 주장하고 있는데... 실상은 거짓에 가깝다고 보시면 됩니다.

ULA의 로켓은 제작과정, 수많은 하도급업체 나눠먹기 관행, 용역, 관료주의, 기타등등 비효율성에 의해 쉽게 가격이 낮아질 수 없는 구조입니다.

전형적인 관주도 개발사업의 양상이죠.ULA는 록히드마틴과 보잉의 합자회사이지만, 록히드마틴과 보잉의 뒤에는 수많은 미국의 로켓관련업체들이 있습니다.

오랜 시간동안 카르텔화된 방대한 사업분야입니다.

NASA는 정부예산으로 움직이는데, NASA 활동에 핵심적인 우주발사체의 가격이 계속 오르면서 이제는 우주정거장에 생필품 공급마저도 예산부족에 허덕일 지경이 되었죠. 그래서 외주(러시아에 위탁해서 유인우주비행사 파견, 일반화물은 자국 민간업체 고용)를 주기 시작했습니다.

그런데 왜 민간용역을 줄때 ULA는 빠졌을까요? ULA의 문제점을 NASA도 익히 알고 있다는 뜻입니다.

정확히 말하면 오바마 행정부 초기에 NASA와 군산복합체간 결탁으로 우주예산이 삽질예산이 된것을 교통정리하면서 허드렛일은 신생업체에 맡기고, ULA(록마-보잉) 입김도 무시는 못하니 돈되는 일은 계속 록마-보잉에 주기로 한것입니다.

이번에 폭발한 CRS-7 (스페이스X의 팰컨9 v1.1)이 바로 우주정거장에 물자를 보급하는 NASA와의 계약입니다.

CRS에는 스페이스X와 더불어 오비탈ATK(오비탈 사이언스가 이름바꿨음)가 참여했습니다.

여기서 재미있는 사실은, 오비탈 사이언스는 사실 독자로켓을 완벽히 만들 능력이 없는 군산업체였습니다.

기존의 로켓군산업체들과 연관이 되어, 특히 ATK라는 미국 최대의 고체연료로켓회사와 밀접한 관계를 유지하며 안타레스 로켓을 개발했습니다.

그런데 작년말에 안타레스 로켓을 이용한 CRS미션이 폭발사고로 실패했죠. 또 1단 메인엔진은 러시아제 수입해서 쓰던 처지라서 러시아 제품의 신뢰성을 비난하며 다시금 러시아제 다른모델 엔진 수입하겠다고 합니다.

웃긴거죠...오비탈 사이언스는 그 사고 여파인지, 사실상 후원자였던 ATK가 전면에 나서서 합병해버렸습니다.

지금 이름은 오비탈ATK입니다.

각종 무기, ICBM, 정밀유도미사일, 그리고 안타레스 로켓과 페가수스 로켓 등을 만듭니다.

제 개인적 평가로는 오비탈ATK는 향후 민간우주로켓 상업화 경쟁에서 큰 경쟁력은 없을 것으로 보여집니다.

그런데 ATK라는 회사는 우주왕복선 초대형고체부스터도 만들었고, 미국 로켓들이 사용하는 고체연료부스터 대부분을 제작합니다.

당연히 록히드마틴-보잉과도 친밀한 업체라는거죠. 미국 로켓카르텔의 일원이라고 보는것이 맞습니다.

하지만... 스페이스X는 기존 로켓카르텔과 처음부터 꽤 다른 노선을 추구해온 이단아입니다.

기존 부품업체들과도 단가가 안맞으면 차라리 자신들이 직접 제조하므로, 관산업체와 달리 시장경쟁을 적극적으로 추구해온 편입니다.

- 스페이스X : 팰컨9 v1.1초기의 팰컨9을 개량하여 현재 주력으로 사용하는 제품입니다.

단순화-대량생산을 모토로 발사비용을 획기적으로 낮췄죠. 팰컨9은 우리나라의 인공위성도 한대 발사해주기로 계약한 것으로 알고 있습니다.

1회 발사비용이 700억원이 채 안됩니다.

운반중량도 13톤 가량으로 꽤 되는 편입니다.

하지만 아직까지는 간단한 위성, 또는 자사의 드래곤 v1 화물선을 이용한 물자운반만 가능하므로 복잡한 미션은 ULA가 노하우를 알려줄리 전무하므로 불가능합니다.

그 노하우가격을 ULA는 엄청 비싸게 책정하고 있는셈이죠. ULA의 가격셈법을 보면 배보다 배꼽이 더 큽니다.

로켓 자체의 순수한 가격은 스페이스X보다 싸다고 주장하고 있으니까요.위 사진은 팰컨 헤비입니다.

금년말에 시험발사가 예정되었습니다.

팰컨 헤비는 1단을 3개 병렬로 이어붙여서 마치 델타-IV 헤비처럼 만든 버젼입니다.

팰컨 헤비는 몇가지 신기술 등의 적용이 가능하고(크로스피드, 재활용), 최대 52톤의 화물을 운반할 수 있습니다.

중요한 발사가격은 1,850억원입니다.

델타-IV헤비에 비해 거의 2배 가까운 운반중량임에도 가격은 절반이 안되죠. 또한 우주로켓에서 최대운반중량도 매우 중요한 요소입니다.

성능면에서 델타-IV 보다 몇배 이상 뛰어나다고 봐야합니다.

25톤짜리 로켓 두번 쏴서 우주에서 도킹으로 50톤을 만드는것보다, 차라리 50톤쯤 되는 로켓을 한번에 쏘아올리는게 더 편하고 값도 싸게 먹힙니다.

그런데 한번에 50톤 쏘아올릴 수 있는 로켓은 현재 인류가 보유하고 있지 못합니다.

기존의 로켓업체들은 화물운반중량이 2배가 될때, 발사가격은 몇배 이상 더 받았었는데 스페이스X는 정반대로 하고 있습니다.

13톤에 700억원 받다가, 53톤에 1,850억원이라고 하니 무거울수록 더 싸게 받는 셈입니다.

완전한 가격파괴죠.그래서 군산복합체들에게 고비용을 강요당하던 미공군이 스페이스X의 팰컨 헤비에 적극적으로 지원하고 있는 편입니다.

연구개발비 지원도 하고 있고, 공군발사장에서 쏘아 올릴 계획도 있습니다.

초중량 로켓은 군사적으로 매우 중요한 의미를 지니고 있습니다.

만약 팰컨 헤비가 저렴한 가격에 성공한다면 미국 첩보위성들은 지금보다 두배 이상의 수명과, 더 높은 정찰능력을 얻을 수 있기 때문이죠.여기까지는 서막에 불과 합니다.

스페이스X와 기존의 로켓업체들(ULA로 대표되는...)간의 우주전쟁 내막을 더 깊숙히 알아보겠습니다.

- Commercial crew program스페이스X가 초기에 도약하는데 결정적 지원이 되었던 CRS를 NASA와 계약한 배경을 설명했었습니다.

세계금융위기에 처한 오바마 행정부의 NASA예산 교통정리시에 단순화물운송사업권을 스페이스X에 넘기면서 스페이스X는 초창기 위기를 넘기고 결국 안정적인 로켓업체로 자리잡았죠.그런데 돈되는 사업인 유인우주비행사 운송권은 일단 러시아에 위탁했었습니다.

우주왕복선을 서둘러 은퇴시키면서 당장 쓸 유인우주선이 없었던 것이죠. 그래서 새로 개발해서 사용하기로 했는데 이 사업에 3개 업체가 유력했습니다.

보잉, 스페이스X, 그리고 시에라네바다 라는 업체입니다.

보잉은 아폴로 시절에도 우주선을 만들던 경험이 있어서 풍부한 기술력과 경험을 무기로, 스페이스X는 비록 새롭게 우주선 분야에 뛰어들지만 가격경쟁력과 효율적인 신기술을 장점으로, 시에라네바다는 기존 우주왕복선처럼 글라이딩식 재활용 우주선을 장점으로 내세웠습니다.

미국의 새로운 유인우주선 프로그램은 두가지 입니다.

하나는 오리온우주선(심우주 우주선), 또 하나는 CCP입니다.

CCP는 우주정거장까지만 우주비행사를 보내면 되므로 비교적 가까운 우주까지만 가는 연안여객선인 셈이죠. 그런 CCP는 무인화물계약인 CRS에 비해 당연히 돈이 더 됩니다.

그리고 CCP사업자로 최종적으로 보잉과 스페이스X가 NASA와 계약했습니다.

[스페이스 x] 누구의 잘못인가


여기서 또 재미있는 사실이 있습니다.

위 모형들은 CCP사업제안에 참여했던 업체들과 우주선의 모형입니다.

맨 왼쪽이 보잉의 CTS-100, 가운데가 시에라네바다의 드림체이서, 오른쪽이 스페이스X의 드래곤 v2 우주선입니다.

그런데 CTS-100과 드림체이서는 어째 똑같은 로켓에 올려져있죠? 바로 록히드마틴의 아틀라스-V 로켓에 장착되는 우주선들입니다.

결국 보잉이나 시에라네바다가 되면 로켓은 ULA가 담당하게 됩니다.

반면에 스페이스X는 로켓과 우주선을 모두 독자적인 것을 사용하는 시스템입니다.

우주선과 발사체는 서로 밀접한 관계가 있으므로, 연결하는것은 거의 한업체처럼 기술적인 제휴가 있어야 가능합니다.

특히 안전성이 최우선인 유인우주선에 있어서는 유기적인 협력이 매우 중요합니다.

CCP에서는 보잉이 주계약자입니다.

더 많은 포지션을 얻었고 계약금액도 크죠. 스페이스X는 보조사업자인 셈이며, 배정된 금액도 적습니다.

하지만 그 돈으로 분명히 유인우주선 분야에서도 급성장할 원동력이 될것은 그간 보여준 행보로 쉽게 짐작이 가능하죠. [ 보잉 CTS-100 ] [ 드래곤 v2 라이더 우주선 ]보잉을 위시하여 록히드마틴, 그리고 수많은 로켓관련업체들은 수십년간 수백조원 이상의 예산을 받아먹으면서 지금의 로켓기술을 완성했습니다.

그럼에도 로켓은 비싸고, 신형 우주선 개발하려면 돈이 어마어마하게 소요됩니다.

스페이스X는 그런것 없이도 쥐꼬리(?)만한 예산으로 지금의 기술력을 달성했죠. 이것이 문제입니다.

최근 CCP 사업에 배정된 예산총액이 미의회에서 감액당했습니다.

그로인해 사업조정은 불가피해졌고, 그 최대 피해자가 스페이스X가 될 우려가 높다고 합니다.

일각에서는 이것이 보잉의 로비로 상원에서 의도적으로 예산을 줄인거라고 합니다.

대신 러시아는 어부지리로 미국우주비행사를 우주정거장에 보내는 사업을 일년 정도 더 할 수 있게 됩니다.

미국업체들은 예산감축으로 개발지연이 불가피하니까요. 만약 보잉과 스페이스X에 지금과 같은 비율로 예산을 배정하면 일정에 차질이 심해질게 뻔하니까, 차라리 스페이스X를 빼고 보잉 독자적으로 개발하게 하는게 맞다는 논리입니다.

여기에는 단순히 보잉(?)의 로비가 과연 실제했는지 여부보다는, 그로 인해서 스페이스X가 유인우주선의 개발에 타격을 입게 되면 더 나아가서 로켓카르텔이 얻게 되는 큰 이익도 생각해봐야 합니다.

이 문제는 단순하게 CCP에만 국한되는게 아니기 때문이죠.더불어 온갖 루머가 확산되고 있는데, 대체적으로 로켓에 관심있는 네티즌들은 스페이스X를 혁신의 아이콘으로 보면서 기존 로켓카르텔에 대한 반감이 심한 편입니다.

하지만 스페이스X에 대한 태클은 여기서 그치지 않습니다.

스페이스X에 우호적인 NASA관계자들에 대한 협박과 테러위협설까지 거론되고 있는 상황입니다.

- 오리온 우주선과 SLS (Space Launch System)자... 이제 본론으로 들어가겠습니다.

지금까지 한참 떠들었는데 무슨 본론이냐구요? 바로 돈 이야기입니다.

이번 우주전쟁은 냉전처럼 군사적으로 우주를 누가 점유하고, 달정복은 누가 먼저하는 식의 자존심 싸움이 아니라 21세기답게 글로벌 기업들의 경제전쟁입니다.

미국은 우주왕복선 시대를 거치면서 21세기에 달 재정복, 화성 유인정복, 우주식민지 등등을 계획하면서 컨스텔레이션 계획이란 것을 시도했었습니다.

(자세한 설명은 생략) 그 결과.... 막대한 예산이 소요되었지만 로켓과 우주선, 장비 개발은 지지부진하고 추가로 예산이 계속 상승되던 상황이었죠. 작금의 F-35와 비슷한 양상이었습니다.

하긴 개발업체가 바로 그 녀석들이니까요. 수법도 똑같았습니다.

NASA는 우주정거장에 식량 보낼 돈도 허덕이면서, 향후 사용할 신형로켓과 우주선 개발비용으로만 엄청난 출혈이 계속되던 찰라에 금융위기가 옵니다.

오바마는 초기에 국가기관들의 예산절감을 추진하면서 NASA에도 칼질을 하는데 보니깐 컨스텔레이션 계획이 아주 가관인거예요. 그래서 중단시킵니다.

컨스텔레이션 계획을 중단시키고 보니 또 우주왕복선도 퇴역을 앞당기고 있는데, 그 뒤엔 미국에 쓸만한 우주선이 아예 없는 상황이 되었습니다.

그래서 자존심도 지켜야 하고, 지구를 지켜야 하는 사명감도 있고 해서 대폭 축소시킨 SLS계획을 시작합니다.

오리온 우주선은 크기도 줄여서 비용절감을 하려고 했죠.하지만 현재 와서는 SLS 조차도 컨스텔레이션 계획의 초기에 예상한 예산을 이미 웃돌고 있습니다.

2018년에 첫 발사를 할때까지 들어가는 돈이 상상 이상이니까요. 그리고 2021년인가? 달 근처에 소행성 잡아다놓고 유인탐사까지 계획되었습니다.

첫 발사될 SLS 발사체의 발사비용(개발비 제외)은 6,000억원 가까이 되는것으로 예상됩니다만, 더 늘어날 수 있습니다.

SLS는 개발기간도 오래걸렸고, 최대 운반중량이 70톤 입니다.

개발 당시에는 인류 최대의 로켓이었죠. 하지만 그 사이에 스페이스X가 덜컥 독자개발한 팰컨 헤비를 먼저 실험발사하겠다고 합니다.

70톤에 조금 모자라는 50톤대, 가격은 1/4수준....여기서 그치는게 아니라 스페이스X는 SLS가 본격적으로 발사될 시기엔 아예 100톤이 넘는 초중량 발사체로 더욱 업글할 계획이죠. SLS는 버젼이 여러개입니다.

그중에서 130톤짜리 버젼도 계획중인데 발사비용이 1회에 2조원 예상입니다.

스페이스X는 150톤 짜리도 계획중이죠. 가격차이는 상상에 맡기겠습니다.

SLS발사체 자체는 주로 보잉이 개발을 담당하고 있습니다.

ULA(록마-보잉)을 위시한 로켓카르텔은 지금껏 저런식으로 미국정부를 등쳐먹고 있었죠. 맛배기 제품 조차도 정부돈을 펑펑 쓰면서 질질 시일을 끌며 개발합니다.

그 뒤에 더 업글된 제품은 몇배 뻥튀기로 팔아먹죠. 물론 기술력을 독점하고 있을땐 그럴 수도 있는 일입니다만, 스페이스X는 기존 카르텔보다 더 혁신적인 기술을 계속 개발하면서 실제로 적용하고 성공하고 있는데 가격도 꽤 쌉니다.

오리온 우주선이라는게 있습니다.

록히드마틴이 주사업자로 개발중이며, SLS와 함께 세트품목입니다.

그런데 이것을 가만히 보면 보잉의 CTS-100과 형상과 원리, 기술적으로 매우 흡사하며 연관성도 있습니다.

마치 오리온의 다운스펙버젼이 CTS-100으로 보일 정도입니다.

전통적인 캡슐형 방식이라 그럴 수도 있습니다.

SLS와 오리온의 개발비용은 가히 천문학적 입니다.

얼마가 들어가냐면 4대강 예산과 거의 비슷합니다.

그리고 추가로 후속개발을 지속하려면 40

50조원은 더 필요하다고 하니까요. 이미 들어간 비용도 15조원이 넘습니다.

다 좋았는데, 스페이스X의 팰컨 헤비가 현실화 직전이 되니까 단가계산에 심각한 장애물이 되었고... 그 다음으론 스페이스X가 마저 화성까지 정복한다고 하니까 더 미칠 지경이 되는거죠. ULA체제에서는 화성에 유인우주선 보낼려면 1,000조원은 거뜬이 들어갈겁니다.

그때쯤 되면 기술격차까지 나서 더 이상 군산복합체들이 설 자리는 없어질 겁니다.

CRS나 CCP가 그냥 커피라면... SLS와 오리온은 TOP 프리미엄 골드 스페셜 에디션이죠.스페이스X의 CRS-7이 이러한 시기에 폭발사고를 낸것은 중요한 의미를 지닙니다.

아직까지 ULA의 발사체들(아틀라스, 델타)은 오랜 전통과 낮은 실패율을 자랑합니다.

스페이스X는 20여차례 가까운 발사에서 첫번째 상업적인 발사실패입니다.

첫 실험발사시 실패는 제외한 것입니다.

스페이스X 반대진영에서는 분명히 이번 사고를 견제의 중요한 시점으로 잡을 것입니다.

금년 하반기에 잡혀있는 팰컨 헤비의 시험발사 일정도 영향을 받을 수 있습니다.

(그 발사는 미공군과 연계되어 진행됩니다)CCP 예산축소와 맞물려서 드래곤 유인우주선의 발사체인 팰컨9의 신뢰성을 거론하면서 CCP 사업자에서 스페이스X를 탈락시키려는 시도가 지속될 지도 모릅니다.

만약 그렇게 된다면 스페이스X는 유인우주선 개발자금을 잃게되는 셈이죠.공격적인 신기술 개발을 진행중인 스페이스X의 일정에 일단 돈줄을 조이고, 그 사이에 반대진영에서는 새로운 경쟁구도를 만들어갈 수도 있습니다.

일례로 아마존 창업자 제프 베조스의 블루오리진은 이미 ULA와 적극적으로 협력하여 스페이스X와 완벽하게 경쟁할 수 있는 구도의 민간로켓회사를 진행중입니다.

ULA가 스스로 독이 될 수도 있는 또다른 기술력있는 민간로켓회사를 왜 지원하는지 한번 생각해볼 문제입니다.

개발방향이 스페이스X와 블루오리진은 매우 유사합니다.

일각에서는 갑부들이 민간우주여행 등을 목표로 로켓회사 등을 세운다고 하지만, 이면에는 기술적으로 기존의 ULA체제 vs. 스페이스X의 대립구도일 뿐입니다.

물론 이러한 진정한 가격경쟁체제가 새롭게 등장하면서 그간에 없었던 우주발사체 가격의 하락, 우주선 단가의 하락이 곧 가시화되는 일이 있을 수 있습니다.

우주에 비용을 줄이면서 갈 수 있다면 인류의 우주시대는 더욱 앞당겨지겠죠.어쨌든 스페이스X가 던진 돌 하나가 이제는 파도가 되어 미국의 우주로켓 시장을 뒤흔들고, 더 나아가 기존의 우주개발에 대한 인류의 방향성 마저 바꾸고 있는것은 맞습니다.

시장경쟁원리가 전혀 통하지 않던 분야에 시장경쟁이란 것을 도입한 셈이죠.우리나라도 국가적인 추진으로 우주로켓을 열심히 개발중입니다만... 여기에 문제점이 지금 많다는 것도 인식할 필요가 있습니다.

방향의 문제가 아니라, 방법의 문제입니다.

"이 포스팅은 공식적인 사실 이외에 소문 등에도 근거한 전적으로 주관적인 의견일 뿐입니다.

"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.

[스페이스 x] 란 무엇인가?



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.

 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) 랜딩속도도 빨랐고, 수평속도도 있었기에 로켓의 하단 랜딩기어, 엔진 등에 파손을 입었으리라 보입니다.

이후 로켓의 상단에 부착된 방향제어 추진기가 로켓을 똑바로 세우기 위해 안간힘을 쓰면서 분사했지만 결국 포기(?)하고 넘어집니다.

넘어진 1단 로켓은 폭발.유투브 링크 : https://youtu.be/BhMSzC1crr0동영상이 공개된 것을 보면 저번(CRS-5)에 수직착륙 실험에서 실패했던 것에 비하면 좀 더 개선된 결과인듯 보여집니다.

이번 팰컨9의 임무는 국제우주정거장에 약 3톤의 물자를 보급하는 CRS(Commercial Resupply Services)계획의 여섯번째 발사입니다.

무인화물선인 드래곤 V1을 탑재하였으며 드래곤은 우주정거장에 성공적으로 도킹하였습니다.

스페이스X는 NASA와 총 12번의 발사로 약 20톤의 물자를 국제우주정거장에 보급하는 계약을 16억 달러에 체결한 바 있습니다.

1톤 화물에 약 870억원 수준입니다.

이와는 별개로, 이번 재착륙 실험을 보도하던 미국 CBC방송에서는 다소 어처구니가 없는 방송을 내보내는 헤프닝도 있었습니다.

영상에서 2분40초경에 여자 앵커가 시뮬레이션으로 설명한다면서 나온 영상은 게임 프로그램인 KSP의 장면이며 국산 영상캡춰 프로그램인 반디캠 무료버젼으로 캡춰되었습니다.

그리고 KSP의 화면도 상당히 저화질인것으로 미루어, 아마도 가 유투브 등에서 KSP를 통해 구현한 스페이스X 팰컨9의 1단 재착륙 영상을 시뮬레이션으로 착각한듯 여겨집니다.

해당 영상에는 현재 수많은 비난과 조롱 댓글이 달리고 있습니다.

^^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)일전에 발사기지인 케이프커너배럴까지 되돌아와서 1단 재착륙에 성공한 사례는 있지만 엄밀히 말해서 재활용 로켓이라는 목표에는 부족했습니다.

왜냐면 완전히 U턴해서 되돌아오기 위해 연료를 많이 사용해야 하기 때문에 로켓의 페이로드가 크게 줄어들기 때문이죠. 대서양의 바지선에 재착륙시키는 이유는 바로 최소한의 연료로 재활용을 하기 위함이며, 그럴 경우 페이로드가 최대치가 됩니다.

스페이스X는 향후 팰컨-9을 비롯한 팰컨 헤비(금년도 첫 발사예정) 등의 자사 로켓에 재활용 버젼과 1회성 버젼의 두가지로 나눠서 용도에 맞춰 사업을 전개할 예정입니다.

기존처럼 완전 소모품인 1회용 로켓으로 사용시에는 로켓의 페이로드가 최대치까지 낼 수 있으므로 중량물 등의 운반이 가능합니다.

반면에 재활용시에는 페이로드가 줄어들기 때문에 발사비용은 줄어들지만 중량물 운반에 제약을 받습니다.

스페이스X의 재활용 로켓은 약 10회의 재활용이 목표입니다.

[ 스페이스X의 무인화물우주선, Dragon V1 ]이번에 발사된 팰컨-9 로켓은 NASA와의 계약으로 국제우주정거장(I.S.S.)까지 보급품을 운반하는 CRS 미션의 8번째 발사입니다.

페어링 안쪽에는 스페이스X의 무인화물우주선인 드래곤 V1이 탑재되어 있으며 약 3.3톤의 화물을 운반합니다.

특히 드래곤 우주선은 대기권 재귀환 기능이 있어서 다른 화물우주선(프로그레스, 시그너스, ATV, HTV 등)과 다르게 우주정거장에서 지상으로 회수해야 할 화물을 운반할 수 있습니다.

CRS-8 팰컨9 로켓의 대서양 바지선 재착륙 사진 및 간단한 설명입니다.

케이프커너배럴에서 발사되는 CRS-8, 팰컨-9 로켓입니다.

국제우주정거장으로 가기 위해선 케이프커너배럴에서 대서양쪽으로 발사해야 하는 이유는 다들 아시겠죠? (정확히는 북동쪽으로 발사 합니다)팰컨-9 로켓은 1단에 9개의 엔진을 클러스터링하였습니다.

우리나라가 개발중인 KSLV-2 한국형 발사체는 팰컨-9과 비슷한 추력(그러나 효율은 다소 떨어짐)의 엔진 4개를 클러스터링할 예정입니다.

발사 후 고도를 높이자 엔진의 배기가스가 넓게 확산됩니다.

대기가 극히 희박한 성층권 이상으로 올라갔기 때문에 저런 현상이 보입니다.

발사 후 2분 30초경, 1단 엔진이 연소를 종료합니다.

원래 팰컨-9의 1단은 3분간 연소할 수 있는데 약간 연료를 남겨야만 재착륙을 할 수 있기에 화물운반능력의 감소는 재활용시 필연적입니다.

하지만 CRS미션에서 I.S.S.까지 우주선을 보내는데 필요한 운반능력이 팰컨-9로켓의 최대운반능력에 비해선 조금 적기 때문에 충분합니다.

1단 엔진의 연소종료 후 곧 단분리를 하게 됩니다.

1단은 단분리 후 잠시간 계속 상승 포물선을 타게 되는데, 그 동안에 9개의 엔진 중에서 3개를 다시 재점화하여 역추진을 하게 됩니다.

특히 하강 포물선에 들어서서 대기권 재진입시에 초고속이므로 기체의 손상을 막기 위해 고도 40

60km 정도에서 거의 음속에 가까울 정도로 크게 감속하게 됩니다.

(물론 중력 덕분에 다시 낙하 가속되지만 대기권 영향으로 가속도가 줄어듬)이윽고 발사 8분 30초경에 1단 로켓이 대서양에 대기중이던 착륙용 바지선 위에 나타납니다.

마지막 착륙을 위한 역추진시에는 엔진 1개만 쓰게 됩니다.

연료가 거의 소진된 상태라서 덩치에 비해 무게가 크게 줄어든 1단 로켓을 착륙시키는데 약간의 힘만 있으면 되기 때문이죠.1단을 분리한 뒤, 2단 로켓으로 여전히 팰컨-9은 목표로 하는 위성궤도로 가속중입니다.

재착륙 시도중인 1단은 지난 여러차례의 실패에서 보았듯, 대서양에서 흔들리고 있는 바지선 위로 착륙하기 위해 자세제어를 하느라 이리저리 기우뚱 합니다.

육지에 재착륙 시키는것과, 바다 위의 흔들리는 바지선에 재착륙 시키는 것의 기술적 난이도 차이는 상당한것 같습니다.

육지에는 한번에 떡

하니 착륙 시키던 스페이스X도 바지선 착륙은 "뭐

된다면 그것은 기적이 아닐까?"라는 뉘앙스로 성공을 확신하는 멘트는 거의 없었으니까요. 착륙 직전에 랜딩기어가 내려가 있는 모습이 살짝 보이실 겁니다.

그동안 수차례 스페이스X 바지선 착륙 삽질을 봐왔기에, 오늘도 별 기대없이 그냥 보고 있었는데...."드디어 그것이 이뤄졌습니다!"여느때 처럼 1단이 기우뚱 하다가 넘어지거나, 착륙하다가 폭발하는게 아니라, 연기가 다 사라질 때까지 굳건히 서있네요.아래 비교사진을 보시면 바지선이 얼마나 흔들리고 있는지 여실히 보여집니다.

대서양에서 춤추고 있는 조그만 바지선 위에 어떻게 저런 길쭉한 구조물이 지지대도 없이 서있는지도 이상해 보입니다.

(물론 무게중심은 아랫쪽에 있긴 하죠) 드디어 재활용 로켓의 상용화를 위한 최대 걸림돌이었던 바다위 바지선 재착륙이 성공했습니다.

앞으로 성공률을 어느정도까지 유지하느냐가 관건이며, 스엑은 이번 일을 계기로 재활용 로켓계의 왕좌를 확고히 했습니다.

요즘 블로그질 잘 안하는 엘랑이 다시 새벽녁에 글쓰게 만드는 스페이스X의 이번 성공.... 대단한 겁니다!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.

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-update지난 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)  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.

    
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