소식

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*이 글은 2024년 『반달토크』 15호의 내용입니다.

중국인들은 수천 년 동안 우주를 갈망해 왔으며 많은 비행 신화가 이 꿈을 증언하고 있습니다. 요즘에는 중국 로켓이 우주로 날아가는 것이 현실이 되었습니다. 그러나 하늘로 날아가는 이러한 로켓은 아직 "집으로 날아가는" 경험을 경험하지 못했습니다. 로켓 재활용은 여전히 ​​중국 로켓 사람들에게 위험한 장애물입니다.

실제로 올해 들어 국산 대형 로켓의 재활용 탐사가 가속화됐다. 최근 제8항공우주과학기술공사가 개발한 재사용 발사체 신기술 검증 화살이 주취안 위성발사센터에서 10㎞ 비행시험을 성공적으로 진행했다. 블루애로우에어로스페이스는 10㎞ 수직 이착륙 비행 시험을, 딥블루에어로스페이스는 '네뷸라-1' 1단계 5㎞ 수직 이착륙 시험을 앞두고 있다. " 로켓... 거의 매달 중국 로켓 회수에 "큰 움직임"이 있습니다.

그렇다면 왜 콜라병처럼 로켓을 재활용할까요? 로켓 재활용이 뭐가 그렇게 어렵나요? 로켓은 "집을 떠나는 것"에서 "집으로 돌아가는 것"까지 몇 단계를 거치나요?

로켓을 재활용하는 이유는 무엇입니까?

"3, 2, 1, 발사!"라는 명령과 함께 로켓은 하늘로 솟아올랐다. 이것이 대부분의 사람들이 로켓 발사에 대해 갖는 인상입니다. 로켓이 우주로 날아갈 때 모든 사람이 기억하는 것은 아름다운 포물선뿐이며 그것이 돌아올지 여부에 관심을 갖는 사람은 거의 없습니다.

2024년 1월 19일 Blue Arrow Aerospace는 주취안 위성 발사 센터에서 시험 로켓 수직 이착륙 테스트를 실시했는데, 이는 완전한 성공을 거두었습니다.

실제로 2015년 이전에는 로켓은 우주로 발사된 뒤 다시 돌아오지 않는 일회용 소모품이었다. 그러나 2015년 "팔콘 9"의 성공적인 회수는 역사를 만들었습니다. 로켓도 재사용이 가능하고 "비행 발사"가 불가능하지 않다는 것이 밝혀졌습니다.

실제로 "중국 항공우주의 아버지"인 Qian Xuesen은 1963년에 출판된 "성간 항법 입문"에서 이것을 구상한 적이 있습니다. "대형 1단계 로켓이든 작은 2단계 로켓이든 수송 로켓은 날개를 달면 땅으로 다시 날아갈 수 있어 수송로켓을 여러 번 사용할 수 있다."

로켓을 "집으로" 날아가게 하면 어떤 이점이 있나요? 세 문장 - 비용 절감, 효율성 증대, 품질 향상.

가장 직접적인 것은 비용 관리입니다. 재활용과 재사용은 자연스럽게 비용을 희석시킵니다. "로켓 재활용은 발사 비용을 직접적으로 줄일 수 있는 가장 좋은 방법입니다. 예전에는 로켓 발사가 일회성이어서 '일회용 비행기를 가져가는 것'만큼 낭비였습니다. 로켓을 재활용하면 이착륙이 가능합니다. 중국 항공우주과학기술협회 회원이자 인기 항공우주 과학 블로거인 바이 구오롱(Bai Guolong)은 "비행기처럼 여러 번 비용을 더 얇게 퍼뜨릴 수 있다"고 말했다.

둘째, 로켓은 재활용이 가능해 발사 빈도가 높아졌다는 의미로 산업 확장의 희망이다. 전통적인 로켓 발사에는 최소 2개월의 준비 기간이 필요하며, "날씨를 확인"하려면 그 기간을 면밀히 준수해야 합니다. "재활용 로켓은 다릅니다. 간단한 수리 및 유지 관리만으로 다시 발사할 수 있습니다. 로켓 활용도, 발사 빈도, 발사 유연성이 크게 향상되면 우주에 빠르게 진입하는 능력이 크게 향상되고 대규모 우주 탐사 및 개발이 가능해집니다." 어쩌면 가능할 수도 있다"고 Deep Blue Aerospace의 창립자인 Huo Liang은 말했습니다.

또한 재활용 로켓의 용량 업그레이드는 우주 탐사의 전반적인 품질을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다. "현재 대규모 별자리 네트워킹에는 특히 대용량, 저비용, 고주파 로켓 발사가 필요합니다. 대규모 재사용 가능 로켓은 우리나라의 인터넷 별자리 엔지니어링 전략을 지원할 수 있습니다. Blue Arrow Space Rocket R&D 부서 총책임자." 그리고 Zhuque-3의 사장 Dai Zheng 사령관이 말했습니다.

로켓을 회수하는 것이 얼마나 어려운가요?

로드맵은 간결하고 명확하지만 도면을 현실로 만드는 것은 매우 어렵습니다.

전통적인 로켓은 하단에 1개, 상단에 2개의 단계로 구성됩니다. 현재의 로켓 회수는 로켓이 고도 100㎞ 이상 비행할 때 1단과 2단이 분리돼 2단이 미리 정해진 궤도에 진입한 뒤 자폭만 가능한 1단이 복귀하는 과정을 말한다. 발사 장소로. 요컨대 로켓의 '회복'은 현재 1단계의 '귀향'을 의미한다.

'귀국'은 크게 3단계로 나누어진다. 첫 번째 단계는 화살 몸체를 분리하고 자세를 조정하는 것입니다. 로켓이 점화되어 발사된 후 고도 100km 이상으로 상승한 후 1단의 엔진이 정지되고 2단이 1단에서 분리됩니다. 첫 번째 수준의 지상으로 돌아가려면 먼저 "뒤돌아서", 즉 태도를 조정해야 합니다. 두 번째 단계는 속도를 줄이는 것입니다. 회전 후 로켓은 복귀 과정에 들어가고 속도가 매우 빠릅니다. 이때 속도를 늦추려면 엔진을 두 번째로 점화해야 합니다. 세 번째 단계는 착륙과 호버링이다. 로켓이 원래 위치로 돌아가기 위한 이상적인 위치는 꼬리가 아래로, 머리가 위로 올라가는 것이므로 위치를 조정하고 로켓을 주기 위해 세 번째로 엔진을 점화해야 한다. 착지할 때 가속도와 속도가 동시에 0으로 떨어지도록 역추력을 가합니다.

로켓을 발사하는 것보다 로켓이 "집으로 돌아오는 것"이 ​​더 어려운 이유는 무엇입니까?

가장 어려운 것은 "정확하게 반환"하는 것입니다. "로켓이 하강하는 동안 연료 소비와 속도가 변화함에 따라 원활한 감속을 보장하기 위해 다양한 크기의 추력을 출력해야 합니다. 이를 위해서는 로켓 엔진이 추력을 정확하고 동적으로 조정하고 다중 시동 기능을 가져야 합니다. " Dongfang. Space Company의 Gravity 2 로켓 수석 설계자 Huang Shuai는 로켓이 원활하게 집으로 돌아갈 수 있도록 세심한 안내를 제공하기 위해 정확한 알고리즘을 사용해야 한다고 강조했습니다.

'안착'도 쉽지 않습니다. 로켓이 복귀하는 동안에는 하강 자세와 착륙 각도를 정밀하게 제어해야 하며, 착륙 각도가 잘못되면 로켓이 뒤집어져 연료 누출 및 폭발이 발생할 수 있습니다. 이 어려움은 낙하 속도가 초당 1,000미터가 넘는 거대한 '젓가락'이라는 점은 말할 것도 없고 병에 젓가락을 던지는 것과 같습니다. 실제로 착륙 전 효과적인 감속이 이루어지더라도 수십 톤에 달하는 로켓이 가져오는 엄청난 관성을 고려해야 한다. 아시다시피 로켓에는 정밀한 전자 부품이 많이 들어 있습니다. 이러한 "보물"을 다시 사용하려면 버퍼 스킬 값을 채워야 합니다.

7월 21일, Deep Blue Aerospace가 독자적으로 개발한 Nebula-1 로켓이 모의 고고도 회복 비행 테스트를 완료했습니다.

또 다른 어려움은 "지속적인 사용"입니다. Deep Blue Aerospace의 Zheng Ze 차장은 재활용 로켓이 여러 번의 재사용 및 대기 재진입 테스트를 견딜 수 있으려면 고강도, 고온 저항성 및 초고온성을 갖춘 새로운 복합 재료를 사용해야 한다고 말했습니다. 일련의 재료 성능 문제를 극복하기 위한 경량입니다. 엔진과 같은 부품의 신뢰성 요구 사항은 특히 높습니다. 또한 재사용 가능한 로켓은 잘 관리되어야 하며, 재활용 후 간단한 검사와 유지관리를 통해 재발사 요건을 충족할 수 있습니다. 또한 이 영역에서 채워야 할 평가 및 테스트에는 기술적인 격차가 많이 있습니다.

탐험은 멈추지 않는다

중국의 로켓이 '갔다가 돌아오려면' 또 무엇을 해야 합니까?

“한편으로는 로켓 발사에 대한 관리 및 승인 프로세스를 최적화하고 안전성과 효율성의 균형을 맞춰야 합니다. 다른 한편으로는 이에 적응하기 위해 육상 및 해상 복구 발사 플랫폼을 포함하여 더 많은 발사장과 발사대를 구축해야 합니다. Bai Guolong은 기술이 빠르게 반복되고 프로세스와 비용이 지속적으로 최적화되는 환경을 조성함으로써 이 등산로가 더욱 원활해질 것으로 기대한다고 말했습니다.

로켓 회수는 어렵지만 우주 비행사들의 자신감은 줄어들지 않습니다. 상하이 자오퉁대학교 치안쉐센 도서관에 봉투가 전시되어 있습니다. 1941년 Qian Xuesen은 그의 유명한 논문 "원통형 쉘의 축 압축 버클링"을 완성할 때 원고가 들어 있는 봉투에 빨간색 펜으로 "최종"이라고 썼습니다. 그는 펜을 내려놓았을 때 갑자기 "최종"이 "끝"을 의미한다는 것을 깨달았습니다. "진실 추구가 어떻게 끝날 수 있습니까?" Qian Xuesen은 봉투를 가져다가 검은 펜으로 "최종은 없습니다"라고 썼습니다.

황슈아이는 "로켓 회수 기술에 대한 우리의 탐구도 끝이 없을 것"이라고 말했다.

원제목은 "로키츠를 "집"으로 가려면 몇 단계를 거쳐야 할까요? 》

Banyuetan 기자: Zhang Manzi/편집자: Fan Zhongxiu

편집자: Zhang Ziqing/교정자: Qin Daixin