소식

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[저자 첸 란]

지난 며칠 동안 머스크와 그의 우주 작전이 다시 화제가 됐다.

9월 12일 미국 동부 시간 6시 12분(베이징 시간 18시 12분), 미국의 억만장자 아이작 만과 스페이스x 엔지니어 사라 길리스가 스페이스x 인듀런스 드래곤 우주선에서 10분간 캡슐을 떠난 뒤 '폴라리스 던' 임무를 수행했다. 또 다른 하나는 역사상 최초의 '민간 우주 유영'을 완료하여 다시 한 번 역사를 만들었습니다.

'폴라리스 던' 임무 생중계, 아이작맨의 퇴장 순간 (출처: spacex)

polaris dawn은 9월 10일 출시 이후 일련의 기록을 세웠습니다.

·지구 궤도에서 인간이 도달한 가장 높은 지점(1408km). 이전 기록은 1966년 제미니 11호 우주선이 세운 1,373㎞다.

사라 길리스(sara gillies)와 안나 메논(anna menon)은 지구에서 가장 먼 거리(1,408km)를 여행한 여성이 되었습니다.

·역사상 최초의 '민간 우주유영'

·지구 궤도에서 가장 높은 고도의 우주 유영(738km)

·역사상 가장 가벼운 우주복을 실전 투입

많은 보도들은 외신을 인용해 아폴로 프로그램 이후 최고 기록을 세웠다고 전했다. 사실 특정 기간 동안의 기록은 기록이라고 부르기 어렵습니다. 특히 전 세계적으로 아폴로 달착륙에 의문을 제기하는 사람들이 많기 때문입니다. "지구 궤도"를 사용하는 것이 더 엄격합니다.

폴라리스 던(polaris dawn) 드래곤 우주선이 고도 1,400km 상공에서 촬영한 사진 (출처: spacex)

이 역사적인 우주 유영 당일, 크루 드래곤(crew dragon) 우주선과 다른 세 우주선의 우주 비행사들이 공동으로 또 다른 새로운 기록을 세웠습니다. 베이징 시간 이른 아침에 발사된 소유즈 ms-26 우주선에 러시아인 2명과 미국인 1명, 중국 우주정거장에 중국인 3명, 국제우주정거장 러시아인에 탑승한 미국인 6명(좌초된 보잉 우주선 우주비행사 2명 포함)과 미국인 3명이 탑승했다. polaris dawn 임무에 참여한 미국인 4명이 역사상 처음으로 우주 인구를 19명으로 늘렸습니다!

인간이 우주 인구를 0에서 19로 늘리는 데 63년 이상이 걸렸습니다. 자세한 내용은 아래 표를 참조하세요.

위 표를 자세히 보면 1995년부터 2021년까지 26.5년간 우주인구 기록이 정체된 것을 알 수 있다. 우주인구 증가에 획기적인 변화를 가져온 것은 중국 우주정거장과 드래곤 우주선의 등장이었다. 이는 중국과 머스크가 세계 유인우주비행 발전의 주요 원동력이 되었음을 반영하기도 한다.

중국의 유인 우주 비행은 최근 수십 년간 국력이 지속적으로 강화된 결과이며, 그 발전 경로는 미국과 소련의 국가 전략과 상당히 유사하다. 그렇다면 머스크의 스페이스x는 어떻게 갑자기 등장했을까?

지난 20년간 spacex의 성장 경험을 주목해보면, 성공의 주요 요인은 비즈니스 사고를 바탕으로 한 지속적인 혁신임을 알 수 있습니다. spacex가 유인 우주 비행에 참여한 결과, 많은 전통적인 것들이 무너지고 새로운 아이디어로 대체되었습니다. 우리는 주식을 가져갈 수도 있습니다.

유인 드래곤 우주선 (출처: spacex)

전반적인 디자인은 크루 드래곤 우주선의 가장 큰 혁신입니다. 7인승의 재사용 가능한 2개의 캐빈 설계와 푸시형 탈출 동력 착륙 통합 추진 시스템을 구현한 최초의 유인 우주선입니다. 그러나 nasa의 주의와 수요 부족으로 인해 아직 동력 착륙과 완전 좌석 비행이 실현되지 않았습니다. 실제로 전체 발사 과정을 포괄할 수 있는 푸시형 탈출만이 스페이스x의 혁신이라 할 수 있다. 대형 2개 캐빈과 동력 착륙은 '슈퍼 소유즈'(일명 던) 우주선의 첫 번째 콘셉트다. 구소련이 계획했지만, 수많은 신기술과 소련의 붕괴, 자금의 고갈 등으로 별 문제 없이 끝났고, 마침내 유인드래곤 우주선에 의해 20년 가까이 실현됐다. 몇 년 후.

우주에 있는 유인 드래곤 우주선의 단일 돔 모양 유리 관측창의 실제 사진(출처: spacex)

유인 dragon 우주선은 페어링이 없는 발사대, 압력을 가하지 않는 화물칸, 레이저 3d 프린팅 엔진, 반밀폐형 격벽 태양열 어레이, 단일 돔 모양의 유리 관찰 창, 터치스크린 장비 및 작동 패널을 갖추고 있습니다. 다양한 신소재의 사용 등은 파괴적인 혁신이 아니며, 그 중 일부는 항공우주 시대 초기에 사용되었지만 나중에 폐지된 디자인입니다. 이러한 국지적 혁신이나 미시적 혁신은 dragon 우주선에 딱 맞게 적용되어 다른 우주선과 확연히 다르며 다양한 sf 색상을 보여줍니다.

이번 상업용 우주비행에 사용된 우주복 역시 머스크의 일관된 사업적 사고를 고수하고 있다. 기존의 우주복과 비교하여 휴대용 생명 유지 시스템을 제거하고 기능을 크게 단순화했으며 수많은 신소재와 스마트 기술을 사용하여 역사상 가장 가볍고 세련된 우주복을 만들었습니다. 우주 관광객들에게 선실 밖으로 나가는 목적은 일을 하기 위한 것이 아니라 체험하기 위한 것이다. 선실 문에서 멀리 떨어져 있을 필요도 없고, 도구를 사용할 필요도 없고, 7~8시간을 소비할 필요도 없다. 비싸고 부피가 큰 '구명가방'보다 산소공급과 전원공급을 위한 탯줄이 더 합리적이다. 이때 뺄셈도 혁신적이다.

그림 5 spacex 우주복(왼쪽은 실내복, 오른쪽은 우주복) (출처: spacex)

폴라리스 던 승무원들도 발사 당시 이 우주복을 입었다는 점은 언급할 가치가 있는데, 이는 이 우주복이 실내복으로 사용할 수 있을 만큼 가볍다는 것을 의미합니다. 다음 단계에서 스페이스x는 이를 객실 내부와 외부의 범용 우주복으로 개발해 국제우주정거장 승무원이 사용할 계획이다. 이것은 또 다른 돌파구입니다. 앞으로도 크루 드래곤 우주선과 spacex 우주복은 계속해서 진화할 것입니다. 두고 보자.

spacex의 유인 우주 기술의 지속적인 혁신을 이끄는 원동력은 혁신 자체가 아니라, 수요 충족, 비용 절감, 사용자 경험 향상이라는 핵심 목표인 비즈니스 로직입니다. 기술은 적용 가능한 경우에만 그 가치를 반영할 수 있습니다. 제거된 기존 기술도 엔진 병렬 연결과 같은 새로운 조건에서 최적의 솔루션이 될 수 있습니다. 이것은 간단한 논리이지만 쉽지는 않습니다. 우리는 낡은 사고의 틀에서 벗어나 자연법칙에 대한 합리성과 존중을 유지하면서 대담하고 급진적이어야 합니다. 이것이 바로 spacex가 눈에 띄고 계속해서 눈에 띄는 이유입니다.

유인 우주 비행 주제로 돌아갑니다. 별의 바다는 언제나 인류의 궁극적이고 낭만적인 꿈이었습니다. 하지만 실제로는 일반인과 우주 사이의 거리가 별만큼 멀다. 상업용 항공우주 산업이 성장하려면 충분히 큰 시장의 지원이 필요합니다. 유인 우주 비행의 딜레마는 인간의 참여가 필요한 의학 연구를 제외하고 무인 우주선을 사용하는 것이 우주 비행사보다 더 간단하고 안전하며 안전하기 때문에 과학 연구, 군사, 통신 및 원격 감지와 같은 상업적 응용이 실제로 잘못된 필요라는 것입니다. 비용 절감. 사람을 태우는 이유만으로는 충분하지 않으며, 거짓 수요는 실질적인 상업적 가치를 가져올 수 없습니다.

무인우주선으로 대체할 수 없는 유인우주 응용프로그램은 단 하나, 바로 우주관광이다. 2001년 우주관광이 시작된 이후 지금까지 20여 명이 궤도비행을 했고, 카르만선(100km)을 돌파한 준궤도 비행에는 44명이 참여했다. 현재 이는 여전히 고급 틈새 시장이지만 잠재 사용자 기반은 거대하며 가격 인하로 인해 시장 규모가 기하급수적으로 확대될 것입니다. 우주관광은 상업용 유인우주선 설립의 이유이자 미래 핵심사업이다.

2001년 데니스 티토(dennis tito)가 최초의 우주 관광객이 되었습니다. (출처: nasa) (출처: nasa)

데이터에 따르면 2000년부터 2009년까지 소유스 우주선 좌석 1개당 가격은 2천만~3천500만 달러였으며 우주 관광객 수는 8명이었다. 2010년부터 2019년까지 러시아는 가격을 계속 인상해 가격이 8,500만 달러까지 치솟았으며 관광객 수가 0명으로 줄었습니다. 2020년부터 저가형 드래곤 우주선 추가로 우주 관광객 수는 드래곤 우주선 탑승객 12명을 포함해 5년이 채 되지 않아 14명에 이르렀다. 우리는 가격이 시장 규모에 미치는 영향을 볼 수 있습니다.

여러 시장 기업이 제공한 정보에 따르면, 2023년 전 세계 우주 관광 시장 규모는 약 8억 달러에 달할 것이며, 2030년부터 2034년까지 40억~120억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다(각 기업의 데이터는 다름). . 아직 규모는 제한적이지만 성장률은 매우 인상적이다. 미래에는 우주선 수준의 재사용 가능한 우주 운송 차량이 성숙해지고 단일 좌석 가격이 수십만 달러까지 두 자릿수 하락하면 시장은 폭발적인 성장을 가져올 것입니다.

우주 관광은 의심할 여지 없이 상업용 항공우주 분야의 차세대 트렌드가 될 것입니다. 이는 기본 비즈니스 논리에 의해 결정됩니다.

미국은 상업용 유인 우주 비행 및 우주 관광 시장 개발에 앞장서 왔으며 많은 참가자들이 매우 적극적으로 차세대 유인 운송 차량 및 상업용 우주 정거장을 배치하기 시작했습니다. 이번 성공적인 상업 우주 유영으로 인해 미국의 유인 우주 비행 상용화 속도가 크게 빨라졌습니다.

spacex의 dragon 우주선과 starship, boeing의 우주선 외에도 sierra space(이전 sierra nevada corporation)의 유인 버전 dream chaser 소형 우주 왕복선이 차세대 상업용 유인 수송 차량이 될 수 있습니다. axiom aerospace, blue origin, nanoracks(voyager 및 airbus와 협력) 및 vast와 같은 회사는 모두 상업용 우주 정거장 계획을 발표했습니다.

국제 우주 정거장에 도킹된 axiom 우주 정거장 모듈의 렌더링(출처: axiom)

axiom 우주 정거장은 모든 상업용 우주 정거장 중에서 기술적으로 가장 성숙하고 가장 빠르게 성장하는 우주 정거장입니다. nasa와 nasa는 2020년에 3개의 모듈을 발사하고 국제 우주 정거장에 도킹하기로 합의했습니다. 국제우주정거장은 퇴역해 대기권에 재진입하기 전까지 분리돼 독립적으로 운영될 예정이다. 첫 번째 모듈은 2026년 하반기에 출시될 예정이다.

미래는 중국과 미국의 경쟁시대이다. 중국의 상업 항공우주는 급속한 발전 단계에 있으며 현재 점점 더 좋아지고 있습니다. 그러나 상업용 유인 우주비행 분야에서는 중국이 거의 공백 상태이고, 우주 관광과 미국의 격차는 더욱 크다. 장기적으로 보면 무시할 수 없는 부분이다. 우리는 변화를 만들어야 합니다.

실제로 중국의 많은 상용 항공우주 기업은 이 분야를 무시하지 않았습니다. 많은 회사들이 유인 우주선이나 우주 관광 차량 컨셉을 출시했습니다. 그러나 실제로 프로젝트로 구현되는 유일한 회사는 혼합 회사인 china aerospace입니다.

china aerospace 준궤도 관광 캐빈의 실물 크기 모델(출처: china aerospace)

중국항공우주(china aerospace)의 준궤도 우주선은 2027년 첫 비행을 계획하고 있으며, 유인 우주여행은 2028년 시작될 예정이다. 1인당 여행당 비용은 200만~300만 위안(약 21억 원)으로 추산된다. 단일 단계 로켓을 사용하여 발사됩니다. 관광 객실에는 4개의 파노라마 창문이 설치되어 있으며 항공편당 7명의 승객을 수용할 수 있습니다. 10분 동안의 비행 동안 승객들은 고도 100km에서 카르만 라인을 건너고 3분간 무중력 상태를 경험하게 됩니다. 마지막으로 관광 객실은 낙하산을 통해 안전하게 착륙합니다.

우주정거장 저비용 화물 시스템 프로그램 모집 공고 공식 홈페이지 스크린샷(출처: cms)

중국 정부의 우주국도 최근 몇 년 동안 조치를 취하기 시작했습니다. 2023년 5월 16일, 국립 유인 우주 공학 사무소는 공식 웹사이트에 발표문을 발표하여 사회 전체로부터 우주 정거장의 저비용 화물 운송 시스템에 대한 전반적인 계획을 요청했습니다. ziwei yutong, microstar, interstellar development, oriental space 등 민간 기업을 포함한 9개 단위가 10개의 계획을 제출했습니다. 지난 9월 유인우주공학실은 중국과학원 마이크로위성혁신연구소, 항공우주과학기술 제5·8아카데미, avic 청두 항공기 설계연구소 등 4개 유닛이 엔지니어링 지원을 받아 상세 설계에 들어갔다고 발표했다. 계획의 단계.

불행하게도 모든 민간 기업이 전멸되었습니다. 하지만 이것은 좋은 시작이고, 경험을 정리한 후 계속해서 홍보하고 싶습니다.

상업용 항공우주의 중요한 부분으로서 상업용 유인 우주비행은 전략적으로 매우 중요합니다. 중국의 상업용 항공우주 기업이 구체화되기 시작했으며 유인 분야에 진출하기 위한 조건이 무르익었습니다. 다음 단계에서 우리가 합리적인 정책을 수립하고, 정부와 시장 자원을 조정하고, 시스템, 시장 규모, 공급망 이점을 최대한 발휘할 수 있다면 미국을 따라잡거나 심지어 능가하는 것도 무리가 아닙니다.

다음은 관련 부서에서 참고할 수 있는 몇 가지 제안 사항입니다.

우선, 우리는 nasa의 국제우주정거장 상업 운송 프로젝트의 성공적인 경험을 통해 충분히 배울 수 있으며, 중국의 우주정거장 개방을 늘릴 수 있습니다. 저렴한 우주선 설계 제안을 요청할 수 있을 뿐만 아니라 nasa로부터 직접 구매할 수도 있습니다. 서비스를 공급하고 저렴한 상업용 화물 및 우주선 발사체를 개발합니다. 우주 정거장의 2단계에서는 상업용 항공우주 회사가 개발, 발사 및 운영할 우주 관광 확장 모듈을 위한 공간을 확보할 수 있습니다. 또한 우주정거장 공궤도 우주선도 상용화를 위해 개방될 수 있다. 실제로 우주 정거장이 다양한 공궤도 상업용 우주선에 보급품과 유지 보수를 제공하는 것은 좋은 비즈니스 모델입니다. 한마디로 우주정거장은 유인 우주비행 상용화를 위한 이상적인 인큐베이션 플랫폼이다. 적절한 활용은 자원 활용도를 향상시킬 뿐만 아니라 상업용 항공우주 개발을 효과적으로 촉진할 수 있습니다.

중국 우주정거장 2단계 다기능 노드 모듈(출처: cms)

둘째, 국가대표팀은 민간기업에 첨단기술 이전을 늘려야 한다. 중국의 경제와 부의 축적은 지난 20~30년 동안 급속히 성장해 왔으며 항공우주에 대한 투자도 증가했습니다. 두 개의 주요 항공우주 그룹과 기타 항공우주 국영 기업의 r&d에 대한 지속적인 투자로 많은 성과와 첨단 기술이 생산되었으며, 그 중 일부는 여러 가지 이유로 보류되었습니다. 동시에 민간 및 상업용 항공우주 기업은 자금과 장비, 특히 유인 우주 기술의 부족으로 인해 장기적이고 투자가 많이 필요한 기술 연구 개발을 수행하기가 어렵습니다. 이러한 기술을 무료 또는 유상으로 이전할 수 있는 공개 응용 시스템을 구축할 수 있다면 민간 및 상업용 항공우주 분야에 매우 중요한 촉진제가 될 것입니다. spacex는 nasa가 제공한 pica 단열 타일 기술을 기반으로 보다 비용 효율적인 pica-x 기술을 개발했으며, 이는 이번 기술 이전의 성공적인 사례입니다.

마지막으로, 인간 우주 비행은 위험도가 높은 분야입니다. 상업용 유인차량에서 인명피해가 발생하면 업계 전체에 치명적인 타격을 주고 그 결과도 심각할 것이다. 따라서 미리 계획을 세워야 합니다. 최근 tianbing 테스트 사고로 인해 우리의 규제 허점이 드러났습니다. 따라서 현재 가장 시급한 것은 항공우주 활동의 위험 평가 및 통제를 담당할 미국 faa와 같은 독립적이고 중앙 집중화된 전문 규제 검토 시스템 및 기관을 설립하는 것입니다. 동시에 법적 수단을 사용하여 각 당사자의 책임을 명확하게 정의해야 합니다. 우주법 제정을 가속화해야 하며, 보다 구체적인 상업 우주법을 제정할 수도 있습니다. 이에 상응하는 보험제도도 건전하고 완벽해야 합니다. 그래야만 사고로 인한 부정적인 영향을 최소화할 수 있습니다.

상업용 우주 유영은 과거의 일입니다. nasa의 영향력이 서서히 줄어들고 있는 가운데, spacex는 유인 우주비행 분야에서 점점 더 발언권을 얻고 있으며, 다른 '신전력' 항공우주 기업들도 상승 기회를 기다리고 있습니다. 시작된 중미 우주 경쟁에서 우리는 우주정거장, 유인 달 착륙 등 분야에서 미국과 충분히 경쟁할 수 있다. 그러나 상업용 유인 우주 비행의 경우 우리는 거의 시작하지 않았으며 동지들은 여전히 ​​열심히 노력해야 합니다.

미국은 중국을 가장 큰 위협으로 간주하고 중국을 필사적으로 탄압하고 견제하고 있다. 그러나 우리는 여전히 열린 마음으로 그 성공으로부터 배워야 합니다. 머스크도 마찬가지다. 그는 신은 아니지만 큰 거짓말쟁이도 아닙니다.

그를 정면으로 마주해야만 그를 능가할 수 있다.