KSLV-II

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KSLV-II
일반 정보
용도   지구 저궤도 인공위성 발사
제작자  대한민국 대한민국 KARI
사용국  대한민국 대한민국
제원
전장  47.5 m
직경  3.3 m(1단), 2.9 m(2단), 2.6 m(3단)
중량  200 t
단수  3단
LEO 페이로드 1.5 t (700km 태양동기궤도)
발사 역사
상태  개발중
발사장  나로우주센터
최초발사일  2019년(예정) [1]
1단 로켓
엔진  4 x 75톤엔진
추력  267 t (해면)[2]
비추력(SI)  298.1 s
연소 시간  128.3 s
추진제  액체추진제(케로신/액체 산소)
2단 로켓
엔진  1 x 75톤엔진
추력  76 t[3]
비추력(SI)  315.4 s
연소 시간  143.9 s
추진제  액체추진제(케로신/액체 산소)
3단 로켓
엔진  1 x 7톤엔진
추력  7 t
비추력(SI)  325.1 s
연소 시간  502.1 s
추진제  액체추진제(케로신/액체 산소)

KSLV-II (한국형발사체, Korea Space Launch Vehicle-II)는 2020년 개발 완료할 예정인 대한민국 최초의 저궤도 실용위성 발사용 로켓이다. 또한 향후 개발할 중궤도 및 정지궤도발사체와 대형 정지궤도발사체의 기술적 기반이 될 예정이다.

역사[편집]

대한민국에서 우주발사체를 국내개발하겠다는 계획이 처음으로 정해진것은 1996년 발표된 '국가우주개발 중장기계획'에서이다. 다만 이것은 구체적인 계획이 없이 장기적인 목표를 정하는 선언적인 성격이었고, 실질적으로 구체화된것은 2000년 발표된 '우주개발중장기기본계획 수정(안)'에서였다. 이 계획에 따르면 위성 발사체 개발 계획은 크게 3단계로 구분되었다.

  1. 2005년까지 100kg급 저궤도 소형위성 발사체 개발
  2. 2010년까지 1톤급 저궤도 실용위성 발사체 개발
  3. 2015년까지 1.5톤급 저궤도 실용위성 발사체 개발

하지만 첫번째 소형위성발사체의 개발 계획이 변경되고 지연되면서 2005년 우주개발중장기기본계획에서 기존의 2005년, 2010년, 2015년 3번에 걸쳐 발사체를 개발하려는 계획을 바꾸게 되었다. 기존의 계획 대신 2007년과 2015년 두번에 걸쳐 발사체를 개발하기로 변경하고, 본래 2010년에 발사할 예정이었던 1톤급 저궤도 실용위성 발사체 계획은 없어졌다.

2013년 11월 제6회 국가우주위원회를 통과한 「한국형발사체 개발계획 수정(안)」에 의하면 한국형발사체 개발사업은 1단계(2010년 3월 ~ 2015년 7월)에는 발사체 예비설계 및 액체엔진 시험설비 구축을 완료하고, 2단계(2015년 8월 ~ 2018년 3월)에는 발사체 상세설계와 75톤급 엔진의 개발, 인증 및 시험발사체 발사를 수행할 예정이다. 이후 3단계(2018년 4월 ~ 2021년 3월)에서는 75톤급 엔진 4기를 클러스터링하는 기술을 완성하여 각 단별 시스템 기술 개발을 완료하고 발사체 인증 및 2회 발사를 통해 성공여부를 확인할 예정이다.[4][5] 2019년2020년에 각각 1회씩 시험위성을 발사할 예정이며 성공시 향후 실용위성을 발사할 예정이다.[6] 한국항공우주연구원이 러시아와 함께 만든 나로호와 달리 산학연이 모두 참여하는 개방형 사업단이 주도할 예정이다. 특히 사업 초기부터 시험 시설 구축과 부품 개발 등에 기업의 주도적 참여를 유도한다는 계획을 가지고 있다.[7]

설계[편집]

한국형발사체는 98.2도의 궤도경사각을 가진 700km 태양동기궤도에 1500kg의 화물을, 80도의 궤도경사각을 가진 300km 지구저궤도에 2600kg의 화물을 올릴 수 있도록 설계되었다. 페어링 내부에는 직경 2.7m, 길이 4m 크기의 위성을 탑재할 수 있는 공간이 있다. 이는 2011년부터 2020년까지 위성 발사 수요의 57%가 저궤도 위성이며 그 중 80%가 1.5톤 이하라는 점에서[8] 충분한 성능을 가지고 있음을 알 수 있다.[9]

한국형발사체는 총 3단으로 구성되며, 사용되는 엔진은 KARI 75톤급 로켓엔진KARI 7톤급 로켓엔진이다. 1단에는 75톤급 엔진 4기를 클러스터링하여 구성하고 2단에는 75톤급 엔진 1기를, 3단에는 7톤급 엔진 1기를 사용한다. 1단과 2단에 사용되는 엔진은 기본적으로 동일하지만, 2단은 고도 55km 이상에서 점화되기 때문에 비추력을 높이기 위해 팽창비가 12에서 35로 증가한고 따라서 진공 비추력 역시 298.1초에서 315.4초로 증가한다. 7톤급 엔진은 94.5의 팽창비를 가지며 진공 비추력은 325.1초이다. 궤도 투입 방식으로는 각 단이 연속으로 점화하여 직접 고도 700km 궤도에 이르는 직접투입 방식을 사용한다. 이는 3단 엔진의 재점화 기능을 추가하는데 필요한 기술적 난이도와 복잡성 증가를 피하기 위한 것으로, 대신 3단 엔진을 1차 점화하여 근지점 고도 200 ~ 300km, 원지점 고도 700km 의 타원궤도를 형성한 뒤 원지점에서 2차 점화를 하여 원궤도를 형성아는 호만 전이 방식에 비해 약 500kg의 탑재 중량을 잃는 것으로 추정된다.[10]

2012년 6월 시스템 설계가 완료되었으며 2014년 12월 예비설계검토(PDR)를 거쳐 예비설계를 확정지을 예정이다.[11]

주석[편집]

  1. 관계부처 합동, 2013, p.53
  2. 노웅래 등, 2012, p. 235
  3. Ibid.
  4. 한국형발사체개발사업단, 2014.
  5. 미래창조과학부, 2013, p. 23
  6. 한국형발사체개발사업단, 2014.
  7. 미래창조과학부, 2013, p. 22
  8. Euroconsult, 2012. 관계부처 합동, 2013, p.14에서 재인용.
  9. 노웅래 등, 2012, p. 234
  10. Ibid., p. 235
  11. 한국형발사체개발사업단, 2014.

출처[편집]

  • 관계부처 합동 (2013년 11월 작성). 〈우주개발 중장기 계획〉. (PDF). 2014년 1월 27일에 읽어봄.
  • 노웅래, 조상범, 선병찬, 최규성, 정동원, 박창수, 오준석, 박태학 (2012년 11월). 나로호 후속 한국형발사체 임무 및 시스템 설계 현황. 《한국항공우주학회 추계학술대회》: 233-239.
  • 미래창조과학부 (2013년 11월 27일 작성). 〈정부, 우주강국 도약을 위한 발판 마련〉. (HWP). 2014년 1월 27일에 읽어봄.
  • 한국형발사체개발사업단. 한국형발사체 개발일정. 2014년 1월 27일에 확인.

더 보기[편집]