우주선의 종류와 활용

목차

1.로켓

2.우주왕복선

3.차세대 우주왕복선

본문내용

다른 소모성 발사체와 비슷하거나 가격 경쟁력이 있는 편이다. 하지만 우주왕복선에는 무인의 화물과 함께 보통 7명의 우주비행사들이 탑승을 하므로 탑재되는 인공위성에는 엄격한 안전성이 요구되었고 이는 고객의 부담이 되어 까다로운 우주왕복선을 기피하게 만들었었다. 또한 여러 종류의 위성이 실리는 대용량의 우주왕복선 화물칸을 이용할 경우 고객이 원하는 날짜에 발사한다는 것은 거의 불가능하다. 비교적 엄격한 발사일정을 지켜야하는 행성탐사선 발사에서도 우주왕복선은 몇 번의 약속을 지키지 못했다.
이로 인해 궤도가 당초 계획과 다르게 변경되거나 오랜 지상 대기로 인해 안테나가 펼쳐지지 않아 임무 수행이 불가능할 뻔하기도 했다. 여기에 설상가장으로 챌리저호 사고 이후로는 안전성을 이유로 민간 위성 적재를 나사는 기피하고 있다. 따라서 차세대 우주왕복선에는 안전성과 경제성을 고려 유인과 무인화물 발사를 분리할 계획이다.
1981년부터 현재까지 우주왕복선은 모두 합쳐 무려 2년 반 동안의 궤도비행을 했고 702명의 우주비행사가 탑승하였다. 우주왕복선에서 설계상 사고가 날 확률은 450건당 1회이다. 매우 낮은 듯 하지만 우주왕복선은 113회 밖에 비행하지 않은 상태에서 1986년 1건의 치명적인 사고가 발생한 바 있다. 우주왕복선의 사고률은 군용기의 사고률인 22,000건당 1회나 민간여객기의 1백만 건당 1회의 사고 발생률에 비해 매우 높은 편이 사실이다. 이에 나사는 차세대 우주왕복선의 신뢰성과 안전성을 높여 적어도 1만 회를 비행하는 동안 1번 정도 사고가 일어나기를 바라고 있다. 지금에 비해 무려 20배 이상의 안전성을 높이겠다는 것이다.
이를 위해 먼저 차세대 우주왕복선에서는 위험한 고체연료로켓을 사용하지 않고 모두 안전한 액체연료로켓을 사용하게 된다. 그리고 여기에 사용되는 연료 또한 성능은 높지만 위험한 액체수소보다 안전하고 다루기 편한 케로신(등유)을 사용하는 방안이 검토되고 있다. 또한 우주왕복선에서는 가장 위험한 발사 중에 일어나는 위기사항에서 우주선으로부터 탈출할 방법이 없어 이를 획기적으로 개선할 예정이다. 또한 지능형 컴퓨터 프로그램을 내장하여 여러 비행을 통해 축적된 정보를 바탕으로 발생한 문제의 올바른 해결책을 스스로 계산하여 대체하도록 만들 예정이다. 따라서 우주비행사들은 일상적인 시스템유지에 신경 쓸 필요 없이 주어진 고유의 임무에 충실할 수 있게 된다. 그리고 현재 일부분 수동으로 이루어지고 있는 랑데부와 도킹도 100% 자동으로 진행하여 우주공간에서의 안전성을 높일 예정이다.
나사의 차세대 우주왕복선 계획은 2001년부터 시작하여 2006년까지 보다 안전하고, 신뢰성이 높으며 발사비용이 적게되는 설계안을 최종 확정하고, 이를 바탕으로 실물모형의 시험기를 제작하여 운영한 후 2012년경에는 실전에 배치할 예정이다. 이를 위해 나사는 2001년부터 22개의 민간우주관련회사로부터 100가지 넘는 차세대 우주왕복선 개념안을 접수하였다. 이중 지난해 4월, 나사는 보잉사, 록히드 마틴사, 노드롭-오비털 사이언스사의 개념안에 손을 들어주었다. 그리고 다시 지난해 11월, 나사는 보잉사와 록히드 마틴사를 차세대 우주왕복선에 사용될 여러 가지 신기술을 개발할 업체로 선정하였다. 먼저 보잉사는 기존의 X-37계획을 발전시켜 이륙, 궤도진입, 대기권 진입, 착륙과정에서의 조종, 유도, 금속형 내열장비 등 여러 가지 기술을 시험하게 된다. X-37은 2004년까지 대기 중에서 시험비행을 진행하게 되고 2006년에는 본격적으로 우주비행을 할 예정이다. 한편 록히드 마틴사는 발사대에서 비상사태에 대비한 기술을 개발하게 된다. 이런 기술을 바탕으로 실물크기의 시험기가 제작이 진행되고 2012년에는 본격적으로 임무를 수행하게 될 예정이다.
차세대 우주왕복선의 주요 임무는 2007년에 완공될 국제우주정거장을 뒷받침하는 임무와 다양한 화물을 우주로 운반하는데 있으며 궤도상에서 인공위성 수리와 같은 임무는 보조적인 것이 될 예정이다. 한편 나사는 2025년 제2세대 발사체의 퇴역을 대비한 제3세대 발사체의 개발과 2040년을 목표로 한 제4세대 발사체도 연구 중에 있다. 나사의 전망에 의하면 우리가 꿈꾸고 있는 항공기 여행과 같은 일상적인 우주에의 접근은 제3세대 발사체에서 부터 실현될 전망이다. 혹, 이때쯤이면 우리나라도 제1세대 정도의 미니 재사용 발사체를 개발할 수 있지 않을까? 우주왕복선이 전라남도 외라도섬에 건설될 나노우주센터에서 발사될 그 날을 기대해 본다.

키워드

우주선,   우주왕복선,   인공위성,   로켓