베가 로켓
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1. 개요
베가 로켓은 유럽 우주국(ESA)의 지원을 받아 개발된 소형 위성 발사체이다. 1990년대 후반 개발이 시작되어, 아리안 5 로켓의 기술을 활용하여 소형 위성을 극궤도에 발사하는 것을 목표로 한다. 베가 로켓은 여러 차례 발사를 통해 기술을 입증했으며, 베가 C, 베가 E와 같은 파생형 모델 개발을 통해 성능을 향상시키고 있다.
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| 베가 로켓 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 주요 정보 | |
| 기능 | 소형 위성 발사체 |
| 제작사 | 아비오 |
| 원산지 | 유럽 다국적 |
| 단수 | 4단 |
| 상태 | 퇴역 |
| 발사장 | 기아나 우주 센터, ELV |
| 발사 횟수 | 22 |
| 성공 횟수 | 20 |
| 실패 횟수 | 2 |
| 첫 발사 | 2012년 2월 13일 (다중 탑재물) |
| 마지막 발사 | 2024년 9월 5일 (센티넬-2C) |
| 파생형 | 베가 C |
| 비교 대상 | 델타 II 일렉트론 엡실론 미노타우르 PSLV 로코트 샤비트 2 |
| 탑재 능력 | |
| 극궤도 | 고도: 경사: 90° 질량: |
| 타원 궤도 | 경사: 5.4° 고도: 질량: |
| SSO | 고도: 질량: |
| 1단 | |
| 이름 | P80 |
| 종류 | 단 |
| 연료 종류 | 고체 |
| 연소 시간 | 107초 |
| 연료 | HTPB / AP |
| 2단 | |
| 이름 | 제피로 23 |
| 연료 종류 | 고체 |
| 연소 시간 | 71.6초 |
| 연료 | HTPB / AP |
| 3단 | |
| 이름 | 제피로 9 |
| 연료 종류 | 고체 |
| 연소 시간 | 117초 |
| 연료 | HTPB / AP |
| 4단 | |
| 이름 | AVUM |
| 엔진 | 1 × RD-843 (MEA) |
| 연소 시간 | 최대 612.5초 (최대 5회 연소) |
| 연료 | UDMH / |
| 명칭 | |
2. 역사
1990년대 중반, 프랑스 아에로스파시알과 SEP는 이탈리아 Bombrini-Parodi-Delfino(BPD)와 함께 ACL(Ariane Complementary Launcher, 아리안 보완 발사체) 로켓 개발안에 대한 논의를 시작했다. 같은 시기에 이탈리아는 새로운 고체추진 위성발사체 개발을 주장했다.[14]
ACL 로켓은 아리안 5 로켓의 추력 700톤 고체연료 부스터를 기반으로 하여 추력 300톤 1단 로켓을 개발하는 것이었다. 베가는 700km 극궤도에 1500kg의 페이로드를 발사할 수 있도록 설계되었다.[13][17] 그러나 이탈리아 단독으로 자금을 조달하기는 어려워, 개발 초기부터 국제 파트너를 모색했다.[14]
1998년 개발이 시작되어, 2012년 2월 13일 프랑스령 기아나 우주 센터에서 최초 발사되었다. 이탈리아가 65% 지분을 투자했으며,[16][17] 유럽 우주국은 프랑스와 이탈리아가 주도하고 있다.
1998년 9월까지 자금이 충분히 조달된다면 2002년에 첫 발사를 할 수 있을 것으로 예상되었으나,[18] 1998년 초 프랑스가 프로그램에 대한 불만을 제기하며 자금 조달에 대한 논쟁이 벌어졌다.[19][20] 프랑스는 새로운 고성능 베가 버전을 제안했지만 만족하지 못했고, 1999년 9월에는 프로그램에서 완전히 철수하여 발사체의 미래가 불투명해졌다.[21]
2000년 10월, 프랑스와 이탈리아는 1년간의 분쟁을 해결하고,[25] 아리안 5용 P80 부스터 개발에 협력하기로 합의했다. 이는 베가 프로그램에도 포함되는 작업이었다.[25]
2000년 11월 27일부터 28일에 아리안 프로그램으로 승인되었고, 같은 해 12월 15일에 7개국 공동 개발 계획으로 정식 시작되었다. 2004년에 최종 구성이 확정되었으며, 제4단인 AVUM의 대체 엔진 개발이 진행 중이다.[106][107]
2. 1. 개발 배경
1990년대 중반, 프랑스의 아에로스파시알과 SEP, 이탈리아의 봄브리니-파로디-델피노(BPD)는 아리안 5 로켓의 고체연료 부스터를 기반으로 하는 새로운 로켓 개발을 논의했다. 이탈리아는 이와 별개로 새로운 고체추진 위성발사체 개발을 추진했다.[14]초기에는 아리안 5 로켓의 추력 700톤 고체연료 부스터를 활용하여 1단 로켓을 개발하는 방안이 논의되었다. 베가는 700km 극궤도에 1,500kg의 탑재체를 발사할 수 있도록 설계되었다.[13][17]
그러나 이 프로젝트는 비용이 많이 들어 이탈리아 혼자 감당하기 어려웠다. 따라서 개발 초기부터 국제 파트너를 찾기 시작했다.[14] 1998년 개발이 시작되었으며, 2012년 2월 13일 프랑스령 기아나 우주 센터에서 최초 발사되었다.[16][17]
이탈리아 우주국(ASI)이 개발 프로그램을 주도했으며, 로켓 기체 및 추진 시스템은 피아트아비오 등이 담당했다. 프랑스 국립 우주 연구 센터(CNES) 등도 개발에 참여했으며, 발사는 CNES의 기아나 우주 센터 ELA1에서 수행한다.
개발 초기에는 여러 가지 구성이 제안되었다. 1995년에는 3단 구성으로 고도 700km의 저궤도에 700kg을 발사할 수 있는 로켓이 제안되었고, 1997년에는 아비오와 우크라이나의 유즈노예 설계국이 공동으로 두 가지 형식을 제안했다.
- 베가 K0: 1, 2단에 Zefiro 16 고체 로켓 모터를 사용하고, 3, 4단에 액체 로켓 엔진인 RD-861과 RD-869를 사용한다. 고도 700km의 극궤도에 300kg의 발사 능력을 가진다.
- 베가 K: 베가 K0의 1단을 아리안 5의 부스터인 EAP를 단축한 P85 고체 로켓 모터로 대체한 것이다. 고도 700km의 극궤도에 1,600kg의 발사 능력을 가진다.
1998년, ASI는 아리안의 부스터 기술을 사용한 고체 로켓을 다시 제안했고, 이는 ESA의 사전 프로젝트로 채택되었다. 2000년 아리안 프로그램으로 승인되었고, 같은 해 7개국 공동 개발 계획으로 정식 시작되었다. 최종 구성은 2004년에 확정되었다.
2. 2. 개발 과정
1990년대 중반, 프랑스의 아에로스파시알과 SEP, 이탈리아의 봄브리니-파로디-델피노(BPD)는 아리안 보완 발사체(ACL) 개발에 대한 논의를 시작했다. 이와 거의 동시에 이탈리아는 새로운 고체 추진제 위성 발사체 개발을 추진했다.[14] 이 발사체는 '베가'로 불렸으며, 유럽의 발사 능력을 확장하는 역할을 할 것으로 기대되었다. 베가는 700km 극궤도에 1000kg의 탑재체를 발사할 수 있도록 설계되었다. 초기 설계는 아리안 5의 고체 부스터를 1단으로 사용하고, 개발 중인 제피로 로켓 모터를 2, 3단으로 사용하는 방식이었다.[13][17]하지만 이 프로젝트는 많은 비용이 소요될 것으로 예상되었고, 이탈리아 혼자서는 자금을 감당하기 어려웠다. 그래서 개발 초기부터 국제 파트너를 찾기 시작했다.[14] 1998년 4월, 베가 프로그램은 유럽 우주국(ESA) 회원국들의 자금 지원을 받는 조건으로 공식 발표되었다.[15] 1998년 6월, 프랑스, 벨기에, 네덜란드, 스페인, 이탈리아가 참여하는 베가 개발 프로그램의 첫 단계가 합의되었으며, 이탈리아가 프로그램 자금의 55%를 부담하기로 했다.[16][17]
1998년 9월에는 베가가 완전히 자금을 지원받으면 2002년에 첫 발사를 할 수 있을 것으로 예상되었다.[18] 그러나 1998년 초, 프랑스는 자금 지원 분쟁으로 인해 프로그램에 대한 불만을 제기했다.[19][20] 프랑스는 베가의 새로운 고성능 버전을 제안했지만, 충분히 만족하지 못했고, 1999년 9월에는 프로그램에서 완전히 철수하기로 결정하여 발사체의 미래에 대한 우려를 낳았다.[21] 1999년 11월, 유럽 우주국(ESA)은 베가를 공식 프로그램에서 제외했지만, 이탈리아는 계속 진행할 것이라고 선언하며 부족한 자금을 충당하기 위해 노력했다.[22][23]
2000년경, 베가는 향상된 아리안 5 중형 발사체의 모델과 함께 사용될 중급 발사 로켓으로서의 새로운 용도가 모색되었다.[24] 2000년 10월, 프랑스와 이탈리아는 베가 프로그램을 둘러싼 분쟁을 해결하고, 아리안 5를 위한 P80 부스터 개발에 협력하기로 합의했다.[25] 2001년 3월, 피아트아비오와 이탈리아 우주국(ASI)은 베가 프로그램 개발을 담당할 새로운 회사인 유럽 발사체(ELV)를 설립했다.[26] 2003년에는 유럽 우주국(ESA)이 러시아의 소유즈 발사체를 채택하면서 베가와 경쟁할 것이라는 우려가 제기되기도 했다.[27]
2003년 3월, 유럽 우주국(ESA)과 프랑스 우주국 국립 우주 연구 센터(CNES)는 베가 발사체 개발 계약을 체결했다. 이탈리아가 65%의 자금을 지원하고, 나머지 6개국이 나머지를 분담했다.[28] 2004년 5월에는 아리안스페이스와 ELV가 쿠루, 프랑스령 기아나에서 발사체 통합을 수행하는 계약을 체결했다.[29] 2004년 11월에는 쿠루에 베가 발사체를 위한 새로운 전용 발사대 건설이 시작되었으며, 이 부지는 퇴역한 아리안 1 발사체의 발사대 위에 건설되었다.[30][31] 2005년 9월에는 베가의 고체 로켓 모터 점화기에 대한 주요 테스트가 성공적으로 완료되었다.[32]
2005년 11월, 유럽 우주국(ESA)은 베가 발사체와 함께 작동할 전기 추진 우주선 추진 모듈의 개발 및 배치를 원한다고 발표했다. 이 모듈은 저궤도(LEO)와 정지 궤도(GEO) 사이에서 탑재체를 전송하는 역할을 할 예정이었다.[33] 같은 해 11월, 이스라엘과 인도가 베가 프로그램에 관심을 보였다고 보고되었다.[34] 2005년 12월, 베가 발사체는 아리안 및 소유즈 발사체와 함께 ESA 탑재체의 "최우선 선택" 플랫폼으로 인정받았다.[35] 2005년 12월 19일에는 베가의 3단계 첫 시험 발사가 살토 디 키라, 사르데냐에서 성공적으로 완료되었다.[36] 그러나 2007년 3월 28일, 3단계 시험 중 하나가 실패하면서 개발이 지연되기도 했다.[39][40]
2007년 1월, 유럽 우주국(ESA)은 베가 및 아리안 발사를 지원하기 위해 위성 항법 시스템(GPS) 항법 사용을 연구하고 있다고 발표했다.[41] 2009년 파리 에어쇼에서는 베가 상단 교체를 위한 비용 효율적인 엔진 채택이 연기되었음이 밝혀졌다.[42] 이 시점에서 베가 발사의 네 단계 모두에 대한 인증은 2009년 말 이전에 완료될 것으로 예상되었으며, 첫 발사는 2010년 중에 이루어질 예정이었다.[44] 첫 비행은 과학적 탑재체를 탑재할 예정이었으며, 비용이 많이 드는 상업용 위성은 피했다.[45][46] 2010년 말까지, 첫 비행은 2011년으로 연기되었다.[47]
2011년 10월, 최초의 베가 로켓의 모든 주요 부품은 로마 근처의 아비오(Avio) 콜레페로 시설을 떠나 쿠루로 해상 운송되었다. 이 시점에서 첫 발사는 2011년 12월 또는 2012년 1월에 이루어질 것으로 예상되었다.[48][49] 2012년 1월 초, 발사 날짜가 다음 달로 연기될 것이라고 보도되었다.[50][51] 2012년 2월 13일, 베가 로켓의 첫 발사가 쿠루에서 이루어졌으며, "겉보기에 완벽한 비행"으로 보고되었다.[52][53]
2011년 중반, 베가 로켓의 진화된 '유럽화된' 업그레이드가 중장기적으로 개발될 수 있다고 추정되었다.[54] 독일 항공우주 센터(DLR)는 베가의 마지막 4단계에 대한 유럽 대안을 개발하는 것에 관심을 보였지만, 초기 비용을 피하기 위해 약 10년 동안 베가 하드웨어 변경을 하지 않는 것이 널리 받아들여졌다.[55] 유럽 우주국(ESA) 또한 베가와 제안된 아리안 6 중량 발사기 사이의 잠재적인 공통점을 활용하는 데 관심을 보였다.[56]
첫 발사 이후, VERTA 프로그램(Vega 연구 및 기술 지원) 하에 4번의 추가 비행이 수행되었다.[57] 2013년 5월 6일에 수행된 두 번째 발사는 첫 번째 상업용 탑재물을 운반했으며, 성공적이었다.[58] 이 두 번째 발사 후, 유럽 우주국(ESA)은 베가 로켓이 "완전 기능"이라고 선언했다.[59]
유럽 우주국(ESA)의 주력 로켓인 아리안 5는 정지 궤도에 6톤의 페이로드를 투입할 수 있지만, 300kg에서 2,000kg 정도의 소형 과학 위성이나 지구 관측 위성을 저궤도(LEO)에 경제적으로 발사하고자 하는 수요에 부응하기 위해, 고도 700km의 태양 동기 궤도(SSO)에 1.5톤의 위성을 발사할 수 있는 베가 로켓을 개발하게 되었다.
이탈리아 우주국(ASI)이 개발 프로그램을 주도하고 있으며, 로켓 기체 및 추진 시스템은 피아트 아비오사 등이 담당하고, 프랑스 국립 우주 연구 센터(CNES) 등도 개발에 참여하며, 발사는 CNES의 기아나 우주 센터 ELA1에서 수행한다.
개발 및 제조는 2000년 12월에 설립된 ELV S.p.A에 의해 이루어지며, 최소 연 4기의 발사를 확보할 예정이다.
당초에는 2006년 중 첫 비행을 목표로 했지만 계획은 대폭 지연되어, 2012년 2월 13일에 첫 발사에 성공했다. 2024년 9월 5일의 VV24까지 22번의 베가 로켓 운용은 종료되었지만, 베가 C 등의 파생형 운용은 지속된다.
1990년대 초, 아리안의 고체 로켓 부스터 (SRB) 기술을 사용하여 소형 위성을 발사하는 로켓을 보완하는 초기 구상이 이루어졌다. 이는 1988년에 ASI가 제안한 산 마르코 스카우트 계획을 계승한 것이었다. 산 마르코 스카우트 계획은 퇴역한 미국의 스카우트를 대체할 목적으로 제피로 모터를 사용한 새로운 로켓을 개발하는 계획이었으며, 스카우트2로 알려진 시험기가 1992년에 1기가 실패하고, 정식 모델로 예정되었던 제피로를 포함하여 동결되었다.
1995년 단계에서는 3단 구성으로 고도 700km의 LEO에 700kg의 발사 능력을 가진 로켓이었으며, 직경 1.9m의 Zefiro 16 고체 로켓 모터를 1, 2단으로 사용하고, 3단으로 IRIS (Italian Research Interim Stage)를 사용하는 것이었다.
1997년에는 피아트 아비오사와 우크라이나의 유즈노예 설계국의 공동으로 두 가지 형식이 제안되었다.
| 형식 | 1단 | 2단 | 3단 | 4단 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|
| 베가 K0 | Zefiro 16 | Zefiro 16 | RD-861 | RD-869 | 고도 700km 극궤도에 300kg 발사 |
| 베가 K | P85 | Zefiro 16 | RD-861 | RD-869 | 고도 700km 극궤도에 1,600kg 발사 |
1998년에 ASI에 의해 아리안의 부스터 기술을 사용한 고체 로켓으로 다시 제안되었다. 같은 해 4월에 아리안 5의 SRB인 EAP의 노하우를 사용한 것으로 ESA의 사전 프로젝트로 채택되었다. 이는 베가 K의 하단에 제3단으로 Zefiro 7 고체 로켓 모터를 사용하는 3단 구성의 로켓이며, 최상단에 액체 로켓 엔진을 사용한 궤도 정밀도 향상 모듈의 채용을 검토하고 있었다. 발사 능력은 700km 원궤도에 2,000kg이 될 예정이었다.
2000년 11월 27일부터 28일에 아리안 프로그램으로 승인되었고, 같은 해 12월 15일에 7개국에 의한 공동 개발 계획으로 정식으로 시작된다.
최종적으로 2004년에 현재의 구성으로 정해졌다.
제4단인 AVUM의 대체 엔진 개발이 진행 중이다.[106][107]
2. 3. 프랑스와의 협력
1990년대 중반, 프랑스 기업 아에로스파시알과 SEP는 이탈리아 기업 봄브리니-파로디-델피노(BPD)와 함께 아리안 5 로켓의 고체연료 부스터를 기반으로 하는 ACL(Ariane Complementary Launcher, 아리안 보완 발사체) 로켓 개발에 대한 논의를 시작했다.[14] 그러나 이탈리아는 독자적인 새로운 고체추진 위성발사체 개발을 추진했고, 이는 베가 로켓 개발로 이어졌다.베가 로켓 개발은 초기부터 난관에 부딪혔다. 비용 문제로 이탈리아 단독으로 자금을 조달하기 어려웠기 때문에 국제 파트너를 모색해야 했다.[14] 1998년 개발이 시작되었지만, 프랑스는 공개적으로 프로그램에 대한 불만을 표시하며 자금 조달에 대한 논쟁을 일으켰다.[19][20] 1999년 9월, 프랑스는 베가 프로그램에서 완전히 철수하며 발사체의 미래를 불투명하게 만들었다.[21]
하지만 2000년 10월, 프랑스와 이탈리아는 1년간의 분쟁을 해결하고 베가 프로그램에 대한 협력을 재개했다.[25] 양국은 아리안 5 로켓용으로 개발 중인 P80 부스터에 각각 35%와 52%의 자금을 제공하기로 합의했으며, 이는 베가 프로그램에도 포함되는 작업이었다.[25]
유럽 우주국은 프랑스와 이탈리아가 주도하고 있으며, 베가 로켓 개발에는 이탈리아가 65%의 지분을 투자했다. 비록 이탈리아가 주도적인 역할을 했지만, 프랑스의 기술력과 자금 지원은 베가 로켓 개발에 필수적인 요소였다.
3. 구성
1500kg (700km SSO)
