오늘 아침 무궁화 7호 발사 성공 - 동영상

그 축하는 물론 아리안의 유럽 우주국에 보네는 메세지겠죠?

저는 기분이 좋기는 커녕

매번 외국에 의탁해야만 하는 국내현실이 참으로 속터지고 비통한 심정입니다.

역시 상부엔진은 북한도 마스트한 하이드라진 계열만이 유일한 해결책이고 고체연료는 괴력을 내품는 솔리드 부스터용 이었습니다.

그런데 KAI는 고작 상부엔진에다 고체연료를 쓰다니 ㅉㅉ

이번 무궁화 7호를 쏘아올린 아리안 5 시리즈중 가장 강력한 아리안 5 ECA인 경우 말씀하신 상부엔진 즉 2단 로켓은 하이드라진 계열의 엔진이 아니고 액체수소/액체산소 엔진입니다. 또한 1단 즉 코어 엔진인 벌컨 엔진도 액체수소/액체산소 엔진입니다. ECA 보다 작은 아리안 5에서 2단 로켓으로 하이드라진 계열의 엔진을 씁니다.

요즘은 모두 아리안 시리즈 발사때 두개의 위성을 동시에 쏘아올리므로 거의 ECA 모델만 사용합니다.

우리나라도 나로호 이후 개발중인 한국형 발사체인 경우 1단과 2단에서 사용하는 75톤급과 3단에서 사용하는 7톤급 모두 하이드라진 계열이 아니고 케로센/액체산소 엔진입니다.

하이드라진 계열의 엔진이라고 구식은 아닙니다. 액체산소/액체수소 엔진이나 케로센/액체산소 계열의 엔진은 별도로 점화장치가 필요하나 하이드라진 계열 엔진은 산화제와 연료를 섞기만 하면 자연 발화되므로 따로 점화장치가 필요없어 이점이 있습니다. 즉 우주왕복선의 궤도 상승 또는 자세제어용이나 카시니나 뉴호라이즌등 심우주 탐험용 위성의 궤도 수정용으로 하이드라진 계열의 엔진이 훨씬 신뢰가 가서 모두 하이드라진 계열의 엔진을 사용하고 정지궤도 위성들의 자세제어용 엔진도 모두 하이드라진 계열이나 이온엔진을 씁니다.

비록 우리나라가 로켓 발사 분야에 뒤쳐졌지만, 열심히 개발에 몰두중인 과학자들에게 조금이나마 위로의 말을 전하는게 어떨까요...

어째든간에  쏘아 올려서  성공을  하면은  되지요 만약에   실패를 하면은    기분이  그렇잖아요  

우주로켓트  산업이  하루아침에 이루어지는 것도 아니고요   조금씩 조금씩  하다가 보면은 

언젠가는  우리기술로 해서  멋있게  우주로  날아가는  광경을  볼날이   멀지 않을 것 같네요

긍정적인 생각  긍정적인  마음으로  가지면은   좋겠습니다 ^-^

두분의견 감사합니다.

하이드라진 계열의 가장큰 장점은 극저온 유지를 위한 헬륨이 필요없이 상온에서 언제든 쓸수있어 정지궤도급에는 필수입니다.

생산비용은 좀 더들어도 발사 유지비용 등을 감안하면 가장 싸게먹힙니다.

1단엔진은 세턴의 F1 에도 쓰였던 케로신이 대세이나 극히 위험스런 수소를 고집하는데는 케로신의 기술장벽 때문인데

케로신은 특유의 연소불안정 문제를 해결해야만 쓸수있는데 수소나 하이드라진계는 반응성이 강해 연소 문제가 없기 때문입니다.

케로신은 미국조차 폰브라운 없이는 재현이 쉽지않았는지 수소를 쓰거나 러시아제 케로신 엔진을 수입해 쓸 정도 입니다.

그도 그럴것이 폰브라운 관련 다큐를 보면 그가 F1을 개발하며 연소문제로 얼마나 고심했는지 여실히 나타납니다.

또한 솔리드 부스터쪽도 스페이스 클럽 진입에 필수 요소인데 고출력을 달성하기엔 역시 재료공학쪽부터 넘어야할 장벽이 많고

부수적으로 군사 무기 산업에 즉시 적용이 가능한 장점도 있으나 현재 어디까지 가능한지가 의문인데

미국의 규제와 기술제공 거부라는 말도안되는 핑계로 자포자기한 상태입니다...

그래도 철밥통은 언제나 튼튼? 하니까요 ㅋㅋ

알파고님과 제가 알고 있는 내용이 좀 달라 댓글 남깁니다.

액체연료 로켓엔진을 만들기 위해 지금까지 약 170가지의 서로 다른 액체 연료를 실험했다고 합니다. 그중 로켓엔진의 효율을 나타내는 specific impluse가 가장 큰 연료와 산화제 조합은 액체산소/액체수소 엔진입니다. 현재 액체산소/액체수소 엔진을 개발한 나라는 미국 러시아, 일본, 중국, 유럽, 인도 정도이며 일본도 전후 미국의 전폭적인 기술 지원아래 이루어졌습니다.

미국이 초기 수없이 많은 로켓 발사 실패를 하면서 얻은 교훈이 액체산소/케로신 엔진이 사고가 났을 경우 액체산소/액체수소 엔진보다 더 위험하다는 점입니다. 즉 액체산소/액체수소 엔진에서 연소 후 나오는 부산물은 물인데 물의 분자량은 18로 나오자마자 공기 평균분자량보다 가벼워 상승합니다. 수소는 더 말할 필요가 없고요... 그러나 케로신은 사고시 공기중에서 가라앉아 더 위험합니다. 또한 연소시 케로신이 수소보다 약 20%정도 더 뜨겁습니다. 로켓 발사 초기 케로신 엔진 폭발로 발사대에 심각한 피해를 입혔다고 합니다.

문제는 액체수소의 보관온도인데 헬륨 다음으로 극저온입니다. 이 극저온을 다루는 기술이 없으면 불가능한게 액체수소 엔진인데, 이 기술은 수소폭탄을 개발하면서 미국의 로스 알라모스 국립연구소에서 해결책을 찾았습니다.

액체연료 로켓엔진의 발달사를 보면 독일의 V2 로켓인 경우 액체산소/알콜을 썼고, 그후 하이드라진, 그 다음이 케로신, 마지막으로 수소 엔진이 나옵니다. 그만큼 수소 엔진 개발이 힙듭니다.

케로신 엔진의 이상 연소를 말씀하셨는데, 이는 대형 엔진을 만들 때 흔히 발생하며 작은 케로신 엔진을 만들 경우 쉽게 극복됩니다. 소련이 대형 케로신 엔진을 만들다 실패한 후 작은 케로신 엔진 여러개를 클러스터로 묶어 사용하는게 이런 이유라고 알고 있습니다. 그런면에서 아폴로 프로젝트의 F1 엔진은 대단한 엔진입니다.

당시 미국이 대형 케로신 엔진을 개발한 이유는 작은 엔진 여러개를 클러스터로 묶을 경우 발사시 1개의 엔진이라도 이상이 발생하면 발사에 실패했기 때문에 엔진 수를 줄이기 위함입니다. 요즘 다시 클러스터로 묶는 것은 디지털 기술의 발달로 그만큼 엔진 오류 발생 가능성을 줄였기 때문입니다.

미국의 팰컨 9도 케로신/액체산소를 사용하는 멀린 1 D 엔진 9개를 클러스터로 묶어 1단 로켓으로 사용하고 우리나라 차세대 한국형 발사체도 75톤급 엔진 4개를 묶어 1단 로켓으로 사용합니다.

아울러 팰컨 9인 경우 액체 헬륨 탱크가 액체산소 탱크안에 들어있는데 이는 액체산소의 온도를 낮추기 위함이 아니고 액체헬륨이 파이프를 통해 엔진으로 가고 엔진 열로 기화된 헬륨이 다시 산소 탱크로 들어가 산소 탱크에 압력을 가하는 용도로 사용한다고 알고 있습니다.

북한의 로켓 기술이 우리보다 앞선것은 확실하지만, 그들이 말하는 '광명성'을 발사할 때 사용했던 은하 로켓의 연료로 하이드라진이 아닌 발연질산을 사용했습니다. 로켓 개발 초기에 사용하던 연료입니다.

마지막으로 KARI 연구원들... 철밥통 아닙니다. 비정규직으로 지난번 TV에서도 나왔었습니다. 1년 단위로 계약이 되어 어떤 연구원은 이런 계약서 15장을 버리지 않고 가지고 있더군요. 언제 잘릴지 몰라 애도 낳지 않는다고 합니다.

몇가지 사실과 다른점이 있는것 같아 적습니다.

1. 극한의 에너지가 일시에 방출되는 특성상 사고면 무조건 대참사인데 수소가 등유보다 안전하다는건 상식을 뛰어넘네요.

2. 수소탄의 경우 로스 알라모스식은 두꺼운 가압액화용기(U238 재질)를 사용한 습식인데 소련식은 리튬결합을 사용한 건식 입니다.

   로켓연료 보관용은 둘다 아니라 보며 상식적으로 액화헬륨을 지속적으로 기화시키지 않으면 잠시도 버티지 못할겁니다.

   물론 산소는 이륙직전까지 보충해가며 기화방출로 온도를 유지해도 위험한 수소는 그렇게 못하겠죠.

3. 발연(적연)질산은 NO2+N2O4로 연료가 아니라 하이드라진계 연료용 산화제로 알고있습니다.

끝으로 열악한 처우에도 열심인 연구원입장은 잘 알고 있으며 철밥통은 고위급 관계자(비 연구원)에 하는말 이었습니다.

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellant#Comparison_to_kerosene

2. https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_rocket_propellant#Hydrogen

3. 네 제가 잘못 알고 있었습니다. 발연질산이 아닌 적연질산(HNO₃ 84% + N₂O₄ 13% + H₂O)이 연료가 아닌 산화제로 쓰였습니다.