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일본산 신형로켓 Epsilon 2013년 여름 발사 예정
○ 일본산 신형 로켓 「Epsilon」이 올 여름, 가고시마현 기모츠키쵸
(肝付町)의 우치노우라(内之浦) 우주센터에서 발사된다. 일본의 강
점인 고체연료 로켓 기술을 계승하고 효율성을 중시한 설계 사상
을 바탕으로 개발되었다.
○ 세계 최초로 컴퓨터 2대를 사용하여 점검이나 발사를 하는 "모바일
관제"에 도전한다.
1. 효율화를 추구
○ "10∼15년 후에는 소형 고성능·저비용의 로켓이 자주 발사되는 시
대가 온다. 그 미래를 개척하는 것이다". Epsilon의 개발을 이끄는
우주항공연구개발기구(JAXA)의 모리타 야스히로 교수는 발사에 대
한 자신감을 보였다.
○ JAXA와 IHI에어로스페이스가 공동 개발한 Epsilon은 발사 비용이
높은 것(75억엔) 등을 이유로 2006년에 운용이 정지된 "M5"의 후
계기이다.
- 일본의 신형 국산 비행기 발사는 액체 연료 로켓 "H2A"이후 12년
만이다. 종래 기계와 설계 발상이 다르며 효율화와 저비용화를 철
저히 추구한 소형 로켓이다.
- 길이 24.4미터, 무게 약 92t의 3단식에서 총 개발비는 209억엔. 1단
은 새로이 개발하지 않고 H2A의 고체 보조 로켓을 이용하면서
M5의 상단(2,3단)의 기술을 계승하였다.
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- 발사 비용은 M5의 절반 정도인 38억엔(시험기 특유의 작업비를 포
함하면 53억엔), 2호, 3호기와 개량을 진행시켜 4호기부터는 30억엔
이하를 목표로 하고 있다.
2. 모바일 관제
○ "모바일 관제"는 발사대에서 약 2km 떨어진 관제 센터의 책상 위
에 2대의 컴퓨터가 있을 뿐이다. 사실상 3명의 엔지니어(조작 2명
에 지시 1명)가 로켓에서 보내오는 데이터 확인이 되면 발사는 가
능하다.
- 제1단 로켓을 발사대에 놓고 발사 다음날의 뒤처리까지 42일 필요
했던 M5에 비하여 Epsilon은 7일이면 된다.
○ 모바일 관제 실현의 관건은 로켓의 지능화에 있다. 통상 로켓은 발
사 직전까지 탑재기기를 점검한다. Epsilon은 각 단의 인공 지능으
로 부터 네트워크를 통해 관제실의 컴퓨터에 정보를 보낸다. 컴퓨
터 키로 명령을 치면 로켓은 즉시 자동으로 점검하고 작업을 마치
는 셀프 체크 기능이 있다.
○ 발사 능력은 지구 주회 저궤도에 투입의 경우 M5의 약 3분의 2에
해당하는 1.2t으로 H2A의 10% 정도이지만, "Epsilon에서 배운 기
술을 앞으로의 액체 로켓에도 살린다."라고 모리타 교수는 말한다.
3. 소형 위성 시대
○ 세계의 위성 시장은 소형 위성으로 바뀌고 있다. Epsilon은 이러한
시대의 흐름에 맞추어진 로켓이다. 무게가 수백 킬로그램의 소형
위성을 합승으로 몇 대 올릴 수 있다. 모리 교수는 "우주로의 문지
방을 낮추고 중소기업이나 많은 우주기기 메이커의 참가가 가능하
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다."며 산업 영역의 확대에 기대를 걸고 있다.
○ 최근 일본 국내에서는 대학이나 중소기업 등이 소형 위성보다 훨
씬 작은 100kg이하의 초소형 위성을 만들어 발사한 사례도 늘고
있다. "10년 후에는 초소형 위성은 새로운 시장을 만들 것으로 기
대된다."(IHI에어로스페이스 사장)고도 한다.
- 그러나 보통 소형 위성은 대형 위성과 함께 올릴 수 있지만, 대형
위성의 경우에는 발사 시기와 궤도의 제약을 받는다. 발사 비용과
기간이 짧고 자유로운 Epsilon 같은 소형 로켓은 발사 기회를 늘려
우주 개발의 저변을 넓히게 되는 기회이다.
○ 현재 일본의 로켓의 연간 발사 수는 평균 3∼4대 정도. 미쓰비시중
공업은 "정부 의존의 연간 2∼3대의 생산으로는 수지를 맞추기가
여렵다."고 한다. 거기서 미쓰비시중공업은 해외 위성의 판매에 의
한 로켓의 안정적 생산에 주력하고 있다. H2A와 그것을 한 단계
크게 한 "H2B"는 동시에 민영화되면서 이 회사가 해외 위성 발사
수주 사업을 계속하고 있다. 그런데 수주 실적은 12년에 JAXA의
위성과 함께 발사한 국내 위성에만 머무르고 있다.
○ Epsilon은 발사가 궤도에 오르면 조만간 소형 상업 위성 발사 사업
에 기여할 가능성이 높을 것으로 전망된다.
<Epsilon의 주요 특징>
기
체
3단식
전
장
약 24미터
무
게
약 92톤
궤도투입능력
1.2통(저궤도)
발사비용
약 38억엔(시험작업비 포함 53억엔)
차세대기술
자율점검기능탑재, 모바일관제
개 발 비
209억엔
※1호기는 옵션으로 4단 기능(소형액체추진계)도 탑재
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3. 탑재 위성
○ Epsilon에 탑재하는 것은 과학 위성 "행성 분광 관측 위성"이다. 이
위성은 파장 수십 나노미터(나노는 10억분의 1)이하의 극 자외선을
사용한 망원경으로서 금성이나 화성, 목성을 관측한다.
- 태양에서 뿜어져 나오는 고온에서 이온화한 플라스마인 태양풍과
관련된 행성 대기의 유출 메커니즘 등의 연구에 도움이 된다.
- 세미 오더메이드형의 위성 버스(기간 계열)를 처음으로 채택. JAXA
에서는 향후 개발하는 소형 과학 위성에 대해 이 버스를 바탕으로
목적에 따라 탑재하는 관측 장치를 바꿈으로써 비용 절감과 개발
기간 단축을 도모한다.
<참고 자료>
- JAXA 보도 자료.