한국항공우주연구원

향후 소형위성 수요의 증가, 소형위성의 군집화(Constellation)를 통한 임무 확대, Rideshare나 Piggyback 발사방식의 한계와 같은 요인이 복합적으로 작용하여 소형위성 전용 발사체의 필요성이 최근 부각되기 시작하였다. 이러한 시장의 추세를 읽은 기업들은 발빠르게 움직여 현재 전세계적으로 미국, 중국, 유럽, 영국, 브라질/독일, 아르헨티나 등에서 15종 이상의 소형위성 전용 발사체를 개발하는 중이며, 2~3년 내에 대부분 첫 발사를 앞두고 있는 상황이다. 그 중에서도 Rocket Lab 사의 Electron은 미래 소형위성 전용 발사체 시장을 바꿀 게임 체인저로 기대되고 있다.

Rocket Lab은 미국의 민간회사로 2007년에 설립되어 Atea 1이라는 Sound Roket을 발사한 경험이 있다. 2010년 12월 Rocket Lab은 저비용 소형위성 전용 발사체 연구를 위한 미국의 ORS(Operationally Responsive Space Office) 계약을 따면서 Electron을 만들기 위한 기초연구를 수행하고 2013년에 개발에 들어간다. 그리고 2013년 당시 일반적인 가스발생기 대신 리튬폴리머 전지와 Brushless DC 모터를 활용한 전기 펌프 사이클 방식의 Rutherford 엔진에 대한 구상도 실제 구현에 들어가게 된다.​

Electron은 고도 500km의 태양동기궤도까지 150kg의 탑재체를 발사할 수 있는 2단 소형위성 전용 발사체로 2017년 5월과 10월에 각각 1회의 시험발사를 거쳐 2017년 말부터 본격적인 운영에 들어갈 예정이다. 아울러 Electron은 Rutherford엔진 9기가 클러스터링된 1단과 1기의 Rutherford 엔진의 2단으로 구성이 되어 있다. 가장 큰 특징은 기존 연료공급 방식과 달리 전기모터와 배터리를 활용한 전기 펌프 사이클 방식을 활용하여 무게를 낮추는 동시에 세밀한 추력조절이 가능하도록 하였고, 3D 프린트를 통한 엔진 제작을 통해 제작기간과 제작비용을 낮춰 중량 대비 추력 효율과 비용, 일정단축의 3가지 측면에서 장점을 확보하였다.​

Electron 발사체는 현재 2018년 2분기까지 발사예약이 모두 마감된 상태로 2025년까지 OneWeb의 통신위성을 포함하여 700기 이상을 발사할 예정이며, Rocket Lab 자체적으로는 연평균 100회 발사를 목표로 하고 있다. 이는 2015년 전세계 기존 발사체로 세계 각국에서 궤도상 발사를 수행한 횟수가 86회임을 감안하면 매우 높은 수치임을 알 수 있다. Rocket Lab의 Electron 발사체가 미래 새롭게 형성될 소형위성 전용 발사체 시장을 어떻게 지배해 나갈 것인지, 또 소형위성 전용 발사체 시장의 SpaceX가 될 수 있을 것인지 귀추가 주목된다.​

○ 참고자료
- http://www.spacelaunchreport.com/electron.html#components
- https://en.wikipedia.org/wiki/Rutherford_(rocket_engine)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_(rocket)
- FAA(Federal Aviation Administration), “The Annual Compendium of Commercial Space Transportation: 2016”, 2016​