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우주발사체 재사용의 위험성
작성 : 한국항공우주연구원 대외협력팀 김홍갑 (선임행정원)
2015년 1월 10일, 스페이스X 사는 상업용 화물수송임무 수행을 위해 CRS-5 화물수송
선을 팰컨9 우주발사체에 실어 발사하였다. 이 특수한 발사체는 발사 후 로켓이 온전하게
회수될 수 있는지, 발사체 재사용을 시험하기 위한 1단 로켓을 포함하고 있었다.
스페이스X 사는 NASA와 수송계약에 의거한 주된 임무인 국제우주정거장(ISS)으로의
화물수송임무는 성공적으로 수행하였다.
발사체가 상승하는 동안, 대서양 상공에서 상단과 분리된 후 연료가 거의 비어있던 1단
로켓은 이전의 다른 발사체들과 동일하게 지구를 향해 떨어지고 있었다.
그러나 이번 경우는, 1단 로켓에 비행제어장치, 추진제 등 추가 설비들을 장착하여, 이
로 하여금 50m×90m크기(대략 축구경기장 크기)의 자동조정 부유식 해상플랫폼 위로 안
착시키는 것을 추진했다.
분명히, 1단 로켓이 플랫폼에 가까워지는 최후 몇 초 까지 모든 것은 순조로이 이루어졌다.
발사체의 비행시퀀스는 예상대로 진행되었다. 상단과 분리 후 1단 로켓은 1단부에 장착
된 유압 작동 핀(fin)을 펼쳐 추락 속도를 떨어뜨리면서 40미터 길이의 발사체 몸체를 수
직으로 세워 해상플랫폼을 향해 하강하고 있었다.
발사체가 수직 하강하면서 해상플랫폼 혹은 지상착륙지점에 성공적으로 착륙하는 것은
매우 어렵고 위험하다. 착륙기어가 플랫폼에 닫기 전 하강속도는 거의 ‘0’에 가까워야 한
다. 동시에 발사체는 정확하게 수직상태를 유지해야 한다. 방향이나 속도 중 어떠한 작은
오류가 발생할 시 실패로 직결되기 때문이다.
불행히도, 발사체 강하 및 착륙은 예상대로 이루어지지 않았고 1단 로켓은 플랫폼에 부
딛쳐 폭발했다. 스페이스X 사의 CEO인 엘론 머스크는 트위터를 통해 “로켓을 해상플랫
폼쪽으로 유도하는 데는 성공했지만, 착륙은 실패했다”고 말했다. 더불어 “성공에 가까웠
으나 성공은 아니었다”고 얘기했다.
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그는 착륙실패에 대해 4개의 하강 조정 핀(fin) 결함이 원인인 것으로 언급했다. 이 유
압 작동 기기에 착륙 직전 문제가 있었던 것으로 보고 있다. 향후 이를 보완하여 재도전
할 것이라고 시사했다.
우주발사체 전문가들은 발사체 재사용에 대해 발사비용을 줄일 수 있고 우주로 더 손쉽
게 갈 수 있는 길을 열어준다는 측면에서는 대부분 동의한다. 여러 나라들의 기관과 회사
들이 1단 로켓 재사용을 시도했지만, 여러 문제점 및 이유들로 인해 현재까지는 대부분
실패했다. 스페이스X 사는 도전이라는 것이 대단하다는 것을 다시금 보여줬다.
분명한 것은, 이번 시도와 실패를 통해 많은 기술적인 부분을 배울 수 있는 계기가 되
었다고 본다. 비록 발사체 재사용이 기술적으로도 어렵고 앞으로도 많은 시행착오를 거쳐
야 하지만, 향후 지속적으로 발사체 회수/착륙실패의 원인을 보완하고, 위에서 언급한 기
술적인 부분들을 극복한다면 인류로 하여금 본격적인 우주시대를 여는 또 하나의 지름길
역할을 할 것으로 기대된다.
※ 이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
http://www.spacedaily.com/reports/The_Perils_of_Launch_Vehicle_Reusability_999.html