문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 로켓 (문단 편집) === 액체 로켓 === 액체 로켓은 말 그대로 연료가 액체인 로켓이다. 물론 연료 뿐만 아니라 산소를 공급하는 산화제 역시 액체이다. 처음으로 액체 로켓이 쓸 만하다는 것을 밝힌 것은 [[미국]]의 과학자 [[로버트 고다드|로버트 H. 고다드]]다. 고다드는 수차례 성공적으로 발사시켰으나 생전에는 그다지 인정받지 못했고 정작 [[나치 독일]]에서 [[베르너 폰 브라운]][* 이 사람은 무기보단 우주 발사체를 만들고 싶어했다. 그래서 [[V2 로켓|V2]]가 영국을 공격하는 무기로 이용되었을 때 "V2의 성능은 완벽했다. 엉뚱한 행성에 떨어졌다는 것만 제외하면."이라는 말을 남기며 안타까움을 토로했다. 그러나 이후 그가 미국에 가서 완성한 로켓이 [[새턴 V 로켓|바로...]]]이 그의 연구 결과를 잘 활용해서 [[V2 로켓|V2]]를 개발한다. 1926년에 발사된 고다드의 로켓은 단순한 형태로 2.5초 동안 56m를 올라간 수준이었으나 '''현대 액체 로켓이 가진 기본적인 구조는 전부 가지고 있었다.''' 그리고 이걸 베껴서 시작한 베르너 폰 브라운의 V2는 1942년 발명되어 최초로 우주로 나간 인공 물체라는 타이틀을 따고 있을 정도로 엄청나게 발전했다. 현재 가장 널리 쓰이는 연료는 케로신, 즉 [[등유]]이며[* 제트엔진용 연료도 기본은 등유다. 물론 로켓이나 제트 엔진용은 굉장히 순도가 높게 정제하므로 정유소에서 쓰는 등유와는 질적으로 많이 다르며 이 중에서도 로켓 연료는 높은 온도에서 로켓 기관을 망가트릴 수 있는 황이나 연료를 변질시키는 불포화 탄화수소를 제트 엔진용 연료보다 더 엄격히 제거한다.] 이 외에도 [[하이드라진]]이나 [[수소|액체수소]]도 쓰이지만 두 물질은 폭발위험이 높고 특히 액체수소는 보관이 어렵고 히드라진은 맹독성물질이다. 산화제로는 [[플루오린]], [[질산]], [[과산화수소]], [[액체]]산소가 쓰인다. 그러나 플루오린은 부식성이 너무 높아서 산화제 탱크나 도관이 녹아버릴 위험이 있고 질산은 그 자체가 강산이다. 액체산소는 말 그대로 산소를 액체화 시킨 것인데 온도가 영하 183 이하가 되어야만 가능하므로 유지에 어려움이 있고(우주로켓 발사 장면에서 로켓 표면에 간혹 얼음 덩어리 같은 것들이 덮고 있는 것이 이 때문이다.) 또한 액체산소 그 자체로도 폭발성이 제법 강하다. 나로호의 경우에는 1단 로켓의 연료로 [[등유|케로신]]을, 산화제로 액체산소를 썼다. 액체인 연료와 산화제를 실제 연소가 이뤄지는 연소실로 제대로 보내려면 연료와 산화제의 압력이 높아야 한다. 이 때문에 주로 펌프를 사용하는데, 연료와 산화제를 안정적으로 공급하는 펌프를 만드는 일도 꽤 어려운 기술 중 하나. 보통은 [[터빈]]을 이용한 [[터보]]펌프를 많이 사용한다. 터빈이란 쉽게 말해 일종의 풍차 같은 것이며, 고속으로 이동하는 가스에 의해 이 터빈이 돌아가면 거기에 축으로 연결되어 있는 펌프가 돌아서 산화제와 연료를 연소실로 보내게 된다. 이 터빈을 돌리기 위해서는 다시 고압의 가스가 필요한데 과거에는 별도의 연료를 또 넣어서 고온/고압의 가스를 만들어서 터빈을 돌렸다. 그러나 이는 너무 비효율적이므로 이후 추진기관 자체가 만들어내는 연소 가스 중 일부는 노즐로 빠져나가지 않고 터빈을 돌리는 쪽으로 되돌아오도록 하게 만들었다. 처음에는 이 터빈을 돌린 가스는 그대로 다른 곳으로 빠져나갔으나 최근에는 다시 연소실로 되돌아가도록 하여 효율을 극대화하고 있다. 액체 로켓의 최대 장점은 연료와 산화제의 양을 밸브로 조절하여 추력을 조절하거나 혹은 아예 껐다가 다시 켜는 것이 가능하다는 점이다.[* 고체 로켓의 핀틀 방식에 비하면 이쪽은 아직 불이 붙기 전 상태의 산화제나 연료의 흐름을 제어하는 것이므로 온도나 압력이 낮아서 상대적으로 밸브를 만들기 쉽다. 끄는 건 쉬워도 다시 켤 때 중력이 없다면 별도의 고체연료엔진을 달거나 하는 등의 조치가 필요해서 마냥 쉬운 건 아니다. 하이드라진 단일연료의 경우엔 촉매를 쓰니까 쉽긴 하다.] 물론 기술적 한계로 대부분 액체 로켓은 최저추력이 존재하며[* 예를들어 [[스페이스X]]의 [[멀린 엔진]]같은 경우 최저추력이 60%가량 된다. 그 이하로 내린다면 엔진이 꺼져버릴 것이다.], 재점화가 불가능하거나 몇번으로 제한된다.[* [[멀린 엔진]]은 TEA-TEB 점화액을 사용하며, 약 4번정도 재점화가 가능하다.] 아무튼 이 때문에 고체 로켓에 비하여 상대적으로 정밀하게 움직이기 좋고 그래서 우주선이나 인공위성을 쏘아 올리는 데 적합하여 현재도 상업용 발사체는 대부분 액체 로켓을 쓰고 있다. 다만 [[우주왕복선]]의 경우 최초 상승 단계에서 추력을 추가로 얻기 위해 고체 로켓 부스터를 함께 사용하였다. 우주왕복선을 보면 양 옆에 가는 로켓이 두 개 더 붙어 있는데, 이것이 고체 로켓 부스터다. 액체 로켓의 최대 단점은 연료와 산화제가 변질되기 쉽거나, 강한 부식성을 가지고 있거나 하기 때문에 미리 넣어둘 수 없으며, 보통 로켓 발사 직전에 연료와 산화제를 주입해야 한다. 그래서 일단 만들어 놓은 다음에는 점화신호만 내리면 바로 발사되는 고체로켓과 달리 발사전에 연료와 산화제를 집어 넣는 준비시간이 필요하다. 군사용으로 사용되는 미사일류는 발사 버튼을 누르는 그 순간 적을 공격할 수 있어야 하는데 연료와 산화제를 집어 넣으려면 시간이 걸리는 방식은 그리 좋다고 할 수는 없다.[* 미국의 초창기 [[대륙간 탄도 미사일|ICBM]]이었던 타이탄 II의 경우 연료 주입에 30분 정도가 걸렸다. 다만 ICBM 등은 사실상 우주 발사체에 가까으므로 정밀제어를 위해 별 수 없이 액체로켓을 쓰는 경우도 많다. [[피스키퍼|LGM-118 피스키퍼]]처럼 부스팅 단계에서는 고체 연료, 컨트롤이 중요한 재돌입체에는 액체 연료를 쓰는 경우도 있다.] 게다가 대형 ICBM은 연료를 주입하는 과정을 적이 인공위성으로 관측, 정찰 할 수도 있으므로 이쪽이 미사일 발사 준비를 하고 있다는 것을 사전에 알 수도 있다.(ICBM이 지하의 사일로(silo)에 들어가 있는 이유 중 하나다. 지하에서 발사준비 작업을 하면 적이 알 수 없다. 또 하나는 적군이 만약 핵공격을 해와도 지하에 숨어서 그 공격을 피해내고 반격하기 위해서이다.) 또한 여러 이유로 연료와 산화제를 주입한 상태에서 로켓 발사가 취소되면 이 연료와 산화제를 도로 뽑아내야 하므로 이것도 일이다. 또한 고체로켓에 비하면 펌프가 필요하는 등, 기계적으로 복잡하여 대체로 액체로켓이 만들기 더 까다롭고 요구하는 기술도 더 많다. 더불어 같은 추진력이면 고체에 비해 액체가 부피가 더 크므로 액체로켓이 부피가 더 크며 이 부피를 유지하기 위한 탱크와 펌프 등을 고려하면 결과적으로 액체로켓이 고체로켓에 비하여 부피가 더 커지고 무게도 더 무거워진다. 특히 액체수소는 분자밀도도 낮고 영하 218.78 이하로 유지할 단열과 증발한 수소를 재포집할수있는 복잡한 시스템이 필요하다. 게다가 수소분자가 워낙 작아 금속 사이로 침투하여 찢어버리는 '수소 취성' 특성이나, 웬만한 밀봉을 뚫고 외부로 조금씩 유출되는 boil-off 현상 등 고려해야 할 사항이 늘어난다. 추가로, 현 액체 로켓은 [[비추력]](효율) 관점에서 한계에 도달했다 보기도 한다. 70년대에 개발하여 미국의 [[우주왕복선]]에 탑재된 [[https://en.wikipedia.org/wiki/RS-25|RS-25]] 액체수소-산소 엔진의 진공 비추력은 452.3s 임으로 수소-산소 화학반응에서 만들수 있는 이론상 최대 비추력인 528.8s의 86%가량 도달하였기 때문이다. 여러 기술적인 문제를 고려할때 수소-산소 로켓엔진은 발전할 구석이 많지 않은것. 현대화학 이론상 가능한 최대 비추력은 542s 정도로 [[리튬]], [[플루오린]]과 [[수소]] 삼중연료가 필요할 것이라 예측된다.[[https://doi.org/10.2514/6.1968-618|출처]] 리튬과 플루오린의 큰 반응성을 고려했을때 기술적으로 힘들지만 그만큼 개선될 효율이 크지않아 실현될 가능성은 적다. 특히 후술할 원자력 로켓이 효율도 훨씬 좋고 이미 70년대에 구현된적 있으니 더더욱 메리트가 떨어진다. 차세대 엔진으로 기대받고있는 [[스페이스X]]의 [[랩터 엔진]]의 진공 비추력이 378s임을 보면 한동안 화학기반 액체로켓은 효율보단 재사용여부 및 연료보급 문제 등 다른방향으로 발전할 것으로 보인다. 우주발사체용 액체로켓 기술 보유 국가 ('''볼드체'''는 [[유인우주선]] 개발 국가) * UN 상임이사국 전원 ('''미국'''[* [[스페이스X]]도 기술을 가지고 있고 [[크루 드래곤|유인우주선]]을 개발하였다.], '''러시아''', 영국, 프랑스, '''중국''') * 인도 * 일본 * 이탈리아 * 대한민국 * 북한[* 북한은 ICBM 개발국가에 속한다. 이는 북한의 재정을 탄도미사일 개발, 핵개발에 반 이상을 투입하고 타국의 제재를 신경쓰지 않고 개발해 생긴 결과다.] 위 국가들은 모두 ICBM급 사거리를 가진 미사일 개발할 기술을 보유한 국가들이다. ICBM을 제작하는 데 필요한 기술과 인공위성을 발사할 때 필요한 기술이 같다. 매우 큰 로켓을 만들어서 인공위성을 실어서 쏘아올리면 인공위성 로켓이고, 탄두를 실어서 타 국가 영토에 떨어뜨리면 ICBM이 되는 것이다. 북한이 ICBM 실험을 하고서 인공위성 발사했다고 둘러대는 이유가 바로 이것이고 미국과 러시아도 퇴역했지만 수명이 남은 ICBM을 인공위성 발사체로 전용한 사례가 있다. 우주발사체는 우주로 올라가면 끝이지만 ICBM은 그 화물(즉, 탄두)가 다시 대기권에 재돌입 할 수 있는 기술이 필요하다. 물론 이 재돌입 기술은 ICBM뿐만 아니라 유인 우주발사체에서도 쓴다. 달 탐사나 우주정거장에 간 우주인이 다시 지구로 귀환하려면 대기권 재돌입이 필요하기 때문이다. 다만 한국은 애매한 것이 안보 위기를 느낀 중국 및 러시아[* 특히 고질적인 러시아의 부패 문제로 러시아의 1단 로켓을 사용한 [[나로호]]의 경우 계약조건상의 이유로 한국에 남겨진 1단 모형 로켓이 실은 진짜 로켓이라는 것이 밝혀지면서 러시아측은 격앙된 반응을 보였다. 기본적으로 어느 나라든 인공위성 로켓 발사체 기술은 국가안보와 직결되는 기밀이며, [[MTCR]]로 철저히 규제되기 때문이다.]의 내정 간섭 및 압박으로 인해 타국의 안보에 영향을 주는 대기권 재돌입 기술은 개발하지 않겠다고 선언했다. 물론, 미국, 러시아, 중국, 일본, 유럽, 인도처럼 당장 ICBM으로 전용하지 못한다는 것 뿐이지 기술적으로는 언제든지 개발하려고 하면 개발할 수는 있다. 하지만 일단 한국은 최소 2040년 전까지는 유인 탐사 및 유인 우주선 개발을 하지 않기로 결정했으므로 당장은 필요 없는 기술이기는 하다. 2030년대에 예정된 한국형 달 탐사선의 경우도 무인 궤도선과 무인 착륙선으로 탐사하고 재돌입 캡슐은 회수 없이 대기마찰로 태워서 폐기해 버리는 쪽으로 결정했다. 유인우주선이나, 무인이더라도 실험 시료나 광물 채취를 하여 물체를 지구로 가져오려는 목적인 경우 재돌입 캡슐이 내열소재 등의 개발으로 불타오르지 않고 적절하게 감속하여 착수 또는 착륙하는 식으로 만들어 회수하게 된다. 한국은 이 기술을 개발하지 않은 것. 재돌입 기술 및 재돌입체 회수 기술은 장래에 유인 탐사를 추진할 때나 개발될 가능성이 높다. 물론, 그때도 중국과 러시아가 ICBM 만드려는 거 아니냐고 훼방을 놓는다면 유인 우주선의 발사 및 한국인 우주비행사를 우주로 보내고 궤도를 돌거나 달이나 화성에 갔다가 지구 궤도로 돌아오는 것은 한국 우주선으로 하되 지구 귀환 직전 제일 마지막 단계에서 [[ISS]] 등에 도킹시켜 사람과 물자만 빼내서 지표면 귀환은 미국이나 러시아 우주선으로 하고 그동안 타고 다녔던 빈 한국산 유인우주선은 대기 마찰로 태워버려 폐기하는 방안도 고려는 해 볼 수 있다. 달과 화성의 경우 대기가 희박해 재돌입 기술 및 내열처리가 되지 않은 통상적인 캡슐으로도 불타지 않고 이착륙할 수 있다고 한다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기