R-7 로켓
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1. 개요
R-7 로켓은 제2차 세계 대전 이후 미국과의 핵무기 경쟁 속에서 소련의 세르게이 코롤료프가 이끄는 OKB-1 설계국에서 개발한 세계 최초의 대륙간 탄도 미사일(ICBM)이다. R-7은 핵탄두를 미국에 전달하도록 설계되었으나, 거대한 발사 단지와 발사 준비의 어려움으로 인해 무기로서의 실용성은 낮았다. 그러나 초기 미국의 ICBM보다 더 큰 탑재 능력을 바탕으로 우주 발사 임무에 적합하여, 세계 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 발사하는 등 우주 경쟁에서 소련의 선두를 이끌었다. R-7을 기반으로 보스토크, 루나, 몰니야, 소유즈 등 다양한 파생형이 개발되었으며, 소유즈 로켓은 현재까지도 러시아 우주 프로그램의 주력으로 사용되고 있다.
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- R-7 로켓 - R-7 세묘르카
R-7 세묘르카는 소련이 개발한 2단 대륙간 탄도 미사일로, 스푸트니크 1호 발사에 사용되어 우주 개발 경쟁의 전환점이 되었고, 소련의 주요 우주 발사체 개발의 토대가 되어 현재까지도 소유스 로켓 형태로 사용된다. - R-7 로켓 - 소유스 로켓
소유스 로켓은 1966년 최초 발사된 러시아의 우주 발사체로, R-7 로켓을 기반으로 개발되었으며 4개의 액체연료 로켓 엔진이 묶인 1단 로켓과 2단 로켓으로 구성되어 튤립 발사 방식을 사용한다. - 로켓 계열 - 뮤 로켓
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아리안 로켓은 유럽 우주국이 개발한 로켓으로, 액체 추진 엔진을 사용한 초기 모델부터 대형 위성 동시 발사 능력을 갖춘 아리안 5를 거쳐 발사 비용 절감을 목표로 하는 아리안 6까지 발전해 왔다. - 러시아의 우주발사체 - 로코트
SS-19 ICBM을 재활용하여 개발된 러시아의 3단 액체 연료 로켓인 로코트는 1990년대부터 상업 발사 서비스에 활용되었으나, 우크라이나산 제어 시스템 공급 중단으로 운행이 중단되었고, 현재는 완전한 러시아산 모델인 로콧-M이 개발 중이다. - 러시아의 우주발사체 - Start-1
Start-1은 러시아의 RT-2PM 토폴 ICBM을 기반으로 개발되어 START I 조약에 따라 폐기될 토폴 미사일을 재활용하기 위해 개발된 우주 발사체로, 1993년부터 2006년까지 상업 및 시험 발사를 진행했으며, 대한민국 국정원의 부품 밀반입 의혹과 한국의 고체 로켓 개발에 대한 미국의 간섭 논란 등 대한민국과의 관계에서도 이야기가 있다.
| R-7 로켓 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 소모성 발사체 |
| 국가 | 소련/러시아 |
| 제조사 | OKB-1 (초기) TsSKB-Progress (현재) |
| 개발 | 1953년 ~ 1957년 |
| 첫 발사 | 1957년 5월 15일 |
| 마지막 발사 | 현역 |
| 상태 | 현역 |
| 발사 횟수 | 1,885회 이상 (2022년 6월 7일까지) |
| 성공 횟수 | 1,714회 이상 (2022년 6월 7일까지) |
| 실패 횟수 | 100회 이상 (2022년 6월 7일까지) |
| 부분적 실패 횟수 | 10회 이상 (2022년 6월 7일까지) |
| 설명 | |
| 총 높이 | 29.8 ~ 48.25 m (97 ft 9 in ~ 158 ft 4 in) |
| 직경 | 10.3 m (33 ft 10 in) |
| 질량 | 283 ~ 313 톤 |
| 단 수 | 2단 (+선택적 상단 로켓) |
| 추진제 | 액체 산소/케로신 |
| 엔진 | 4 × RD-107-8D75 (부스터) 1 × RD-108-8D76 (코어) |
| 추력 | 980 톤 (이륙 시) |
| 특정 충격량 | 310초 (3.0 km/s) (RD-107) 314초 (3.1 km/s) (RD-108) |
| 페이로드 무게 | 7,500 kg (16,500 lb) (저궤도) 2,400 kg (5,300 lb) (정지 궤도) |
2. 개발 배경 및 역사
R-7은 제2차 세계 대전 이후 미국과의 핵무기 경쟁이 심화되는 상황에서 개발되었다.
R-7은 무기로서 실용성이 떨어진다는 단점이 있었지만, 소련 핵탄두의 무게 덕분에 초기 미국의 ICBM보다 훨씬 큰 탑재 능력을 보유하여 우주 발사 임무에 적합했다.
1959년 R-7 제품군은 러시아 사마라의 프로그레스 항공 공장으로 이전되었다. 칼리닌그라드의 OKB-1에서 사마라로 R-7 제품군 전체에 대한 책임이 이전되었고, 1974년 사마라의 설계 시설은 OKB-1 부속 기관에서 독립적인 중앙 특수 설계국(TsSKB)으로 발전했다. TsSKB와 프로그레스 공장은 소유즈 로켓 설계, 개발 및 생산에 협력했으며, 1996년 두 기관은 합병하여 로켓 및 우주 센터 "프로그레스" (RKTs 프로그레스)를 설립했다.[3]
R-7 로켓은 바이코누르 우주 기지, 플레세츠크 우주 기지, 보스토치니 우주 기지에서 발사되었으며, 2011년부터 2022년까지는 기아나 우주 센터에서도 발사되었다.
2. 1. 초기 개발
R-7은 로켓 개척자인 세르게이 코롤료프가 이끄는 소련의 설계국인 칼리닌그라드의 OKB-1에서 개발되었으며, 세계 최초의 대륙간 탄도 미사일(ICBM)이었다.[1] 처음에는 미국을 표적으로 핵탄두를 전달하도록 설계되었으며, 1957년 8월 21일에 처음으로 성공적인 시험 발사가 이루어졌다.R-7의 기본 설계는 중앙 코어 단계(블록 A)와 4개의 스트랩온 부스터(블록 B, V, G, D)로 구성되며, 정제된 케로신(RG-1)과 극저온 액체 산소(LOX)를 산화제로 사용한다. 기존 로켓과 달리 단계 번호가 다르게 매겨졌다. 부스터는 1단계, 코어 단계는 2단계로 간주되지만, 발사 시에는 동시에 점화된다. 부스터는 약 2분 동안 연소 후 분리되고, 코어 단계는 약 5분 동안 연소를 계속한다.
2. 2. ICBM으로서의 한계
R-7은 무기로서 실용성이 부족했다. 거대한 발사 시설은 공격에 취약했고, 발사 준비에 10시간이나 걸려 작전 준비성이 떨어졌으며, 극저온 연료 산화제를 사용했기 때문에 1시간 이상 경계 상태를 유지할 수 없었다.[1][2]2. 3. 우주 발사체로의 전환
R-7은 핵탄두 탑재 능력 덕분에 우주 발사체로도 활용될 수 있었다. 소련 핵탄두의 무게 때문에 R-7은 초기 미국의 대륙간 탄도 미사일(ICBM)보다 훨씬 더 큰 탑재 능력을 가지고 있었기 때문이다. 이러한 장점을 바탕으로 1957년 R-7은 세계 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호를 발사하며 우주 시대의 개막을 알렸다.[3]이후 상단 단계를 추가하여 R-7은 특정 임무에 최적화된 수많은 파생형을 낳았다. 보스토크 변형은 최초의 인간인 유리 가가린을 궤도에 올렸으며, 루나, 보스호드, 몰니야와 같은 다른 변형은 달 탐사선, 정찰 위성, 통신 위성 발사에 사용되었다. 이후 개조는 1966년에 처음 사용된 다목적 소유즈 설계를 중심으로 표준화되었고, 현대화된 버전인 소유즈-2는 러시아 우주 프로그램의 주력으로 계속 사용되고 있다.[3]
3. 파생형
R-7은 다양한 임무에 맞게 개량되어 여러 파생형이 개발되었다. 초기 R-7 변종의 대부분은 퇴역했지만, 일부는 여전히 운용 중이다.
| 이름 | GRAU(러시아 국방부 로켓 및 포병 총국) 색인 | 기능 | 단수 | 초도 비행 | 최종 비행 | 총 발사 횟수 | 성공 횟수 | 실패 횟수 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R-7 세묘르카 | 8K71 | ICBM | 2 | 1957년 5월 15일 | 1961년 2월 27일 | 27 | 18 | 9 | 세계 최초의 ICBM |
| R-7A 세묘르카 | 8K74 | ICBM | 2 | 1959년 12월 23일 | 1967년 7월 25일 | 21 | 18 | 3 | 유일하게 작전 배치된 ICBM 버전. 사거리 및 유도 시스템 개선. 6개 발사 위치만 사용 가능. 11A57 및 이후 개량형 기반 |
| 폴리요트 | 11A59 | 운반 로켓 | 2 | 1963년 11월 1일 | 1964년 4월 12일 | 2 | 2 | 0 | |
| 보스토크-2 | 8A92 | 운반 로켓 | 3 | 1962년 6월 1일 | 1967년 5월 12일 | 45 | 40 | 5 | 1960년대 제니트 정찰 위성 발사에 사용 |
| 보스토크-2M | 8A92M | 운반 로켓 | 3 | 1964년 8월 28일 | 1991년 8월 29일 | 94 | 92 | 2 | 높은 궤도로 메테오 기상 위성 발사 |
| 소유즈/보스토크 | 11A510 | 운반 로켓 | 4 | 1965년 12월 27일 | 1966년 7월 20일 | 2 | 2 | 0 | 프로토타입 US-A 위성 발사 |
| 소유즈-B | 11K55 | 운반 로켓 | 3 | 미건조 | |||||
| 소유즈-V | 11K56 | 운반 로켓 | 3 | 미건조 | |||||
| 소유즈-R | 11A514 | 운반 로켓 | 3 | 미건조 | |||||
스푸트니크, 루나, 보스토크, 몰니야, 보스호트, 소유즈 등에 대한 자세한 내용은 해당 문서를 참고.
3. 1. 스푸트니크
R-7 로켓의 초기형 모델 중 하나인 8K71PS는 스푸트니크-PS라고도 불리며, 1957년 10월 4일 스푸트니크 1호를 발사하는 데 사용되었다.[4] 이 로켓은 2단 로켓으로, 같은 해 11월 3일 스푸트니크 2호 발사에도 사용되었다.[4] 두 번의 발사 모두 성공했다.[4]스푸트니크 8A91 로켓은 스푸트니크 3호를 발사하는 데 사용된 2단 로켓이다.[4] 1958년 4월 27일 첫 발사는 실패했지만, 같은 해 5월 15일 두 번째 발사는 성공했다.[4]
3. 2. 루나
루나는 3단 로켓으로 1958년 9월 23일에 처음 발사되어 1960년 4월 16일까지 총 9번 발사되었다. 이 중 2번은 성공했고, 7번은 실패했다.[4] 루나는 최초로 달 탐사선을 발사하는 데 사용되었다.3. 3. 보스토크
유리 가가린을 비롯한 인류 최초의 유인 우주 비행은 보스토크 계획을 통해 이루어졌으며, 이때 사용된 로켓은 보스토크-K (8K72K)이다.[4] 보스토크-K는 1960년 12월 22일 처음 발사되어 1964년 7월 10일까지 총 13번 발사되었으며, 이 중 11번 성공하고 2번 실패하였다.[4]| 이름 | 초도 비행 | 최종 비행 | 총 발사 횟수 | 성공 횟수 | 실패 횟수 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 보스토크-K (8K72K) | 1960년 12월 22일 | 1964년 7월 10일 | 13 | 11 | 2 | 유인 보스토크 계획 임무에 사용됨 최초로 인간을 우주로 보낸 로켓 |
3. 4. 몰니야
몰니야 로켓(8K78)은 LEO 밖으로 탑재체를 보내도록 설계된 4단 로켓이다.[4] 1960년 1월 20일에 최초로 발사되어 1965년 12월 3일까지 총 26번 발사되었으며, 12번은 성공하고 14번은 실패했다. 몰니야-M 로켓은 몰니야 로켓의 개량형으로, 1964년 2월 19일에 최초 발사되어 2010년 9월 30일까지 운용되었다.[4] 총 297번 발사되어 276번 성공하고 21번 실패했다.3. 5. 보스호트
보스호트 로켓(11A57)은 3단 로켓으로, 1963년 11월 16일부터 1976년 6월 29일까지 총 300회 발사되었다. 이 중 277회 성공, 23회 실패했다. 보스호트 1호와 보스호트 2호 임무 발사에 사용되었다.[4]3. 6. 소유즈
소유즈 로켓은 R-7 계열의 대표적인 파생형으로, 현재까지도 다양한 유/무인 우주 임무에 사용되고 있다. 1966년 11월 28일 소유즈(11A511)가 처음 발사된 이후, 소유즈-U, 소유즈-FG, 소유즈-2 등 다양한 개량형이 개발되었다.[4][5]| 이름 | 초도 비행 | 최종 비행 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 소유즈 (11A511) | 1966년 11월 28일 | 1975년 5월 24일 | 유인 소유즈 발사에 사용됨. |
| 소유즈-L | 1970년 11월 24일 | 1971년 8월 12일 | LEO에서 LK 달 착륙선을 시험하기 위해 제작됨. |
| 소유즈-M | 1971년 12월 27일 | 1976년 3월 31일 | 유인 소유즈 7K-VI 우주선을 발사하기 위해 제작되었으며, 결국 정찰 위성 발사에 사용됨. |
| 소유즈-U | 1973년 5월 18일 | 2017년 2월 22일 | 역대 최다 발사 운반 로켓 유인 소유즈 발사에 사용됨. |
| 소유즈-U2 | 1982년 12월 23일 | 1995년 9월 3일 | 유인 소유즈 발사에 사용됨. |
| 소유즈-FG | 2001년 5월 20일 | 2019년 9월 25일 | 유인 소유즈 발사에 사용됨. |
| 소유즈-2.1a / 소유즈-ST-A | 2004년 11월 8일 | 운용 중 | 2020년 4월 9일 소유즈 MS-16부터 유인 소유즈 발사에 사용됨. |
| 소유즈-2.1b / 소유즈-ST-B | 2006년 12월 27일 | 운용 중 | |
| 소유즈-2.1v | 2013년 12월 28일 | 운용 중 | 1단계는 달 N-1 발사기의 잉여 NK-33 엔진을 활용하고 부스터가 없는 완전히 새로운 설계를 사용. |
4. 기술적 특징
R-7은 기본적으로 중앙 코어 단계와 4개의 스트랩온 부스터로 구성되어 있으며, 추진제로는 정제된 케로신(RG-1)과 극저온 액체 산소(LOX)를 사용한다.[1] 부스터는 약 2분 동안 연소 후 분리되며, 코어 단계는 약 5분 동안 연소를 계속한다.[1] R-7 로켓의 연기 기둥에서 보이는 시각적 현상인 '코롤레프 십자가'는 4개의 액체 연료 부스터 로켓이 분리될 때 발생한다.[6]
4. 1. 구조
R-7은 기본적으로 중앙 코어 단계(블록 A)와 4개의 스트랩온 부스터(블록 B, V, G, D)로 구성되어 있다. 추진제로는 정제된 케로신(RG-1)과 극저온 액체 산소(LOX) 산화제를 사용한다.[1] 기존 로켓과 달리 부스터를 1단계, 코어 단계를 2단계로 간주하지만, 발사 시에는 동시에 점화된다. 부스터는 약 2분 동안 연소 후 분리되며, 코어 단계는 약 5분 동안 연소를 계속한다.[1]4. 2. 추진 시스템
R-7은 중앙 코어 단계(블록 A)와 4개의 스트랩온 부스터(블록 B, V, G, D)로 구성되며, 정제된 케로신(RG-1)과 극저온 액체 산소(LOX)를 산화제로 사용한다.[1] 기존 로켓과 달리 단계 번호가 다른데, 부스터는 1단계, 코어 단계는 2단계로 간주되지만 발사 시 동시에 점화된다. 부스터는 약 2분 동안 연소 후 분리되고, 코어 단계는 약 5분 동안 연소를 계속한다.[2]4. 3. 코롤레프 십자가
'''코롤레프 십자가'''는 R-7 계열 로켓의 연기 기둥에서 보이는 시각적 현상이다. R-7 로켓의 핵심 단에 부착된 4개의 액체 연료 부스터 로켓이 분리될 때 발생한다.[6] 부스터가 로켓에서 떨어져 나가면서 공기역학적 힘에 의해 대칭적으로 기울어져 로켓 뒤에 십자가 모양을 형성한다. 이 효과는 R-7 로켓의 설계자인 세르게이 코롤레프의 이름을 따서 명명되었다. 맑은 하늘에서 로켓을 발사할 때 발사 현장의 지상에서도 이 효과를 볼 수 있다.
5. 영향 및 의의
R-7은 세르게이 코롤료프가 이끄는 소련 설계국 칼리닌그라드의 OKB-1에서 개발한 세계 최초의 대륙간 탄도 미사일(ICBM)이었다.[1] 그러나 R-7은 무기로서 실용성이 떨어졌는데, 거대한 발사 단지가 공격에 취약했고 발사 준비에 10시간이 걸려 작전 준비성을 저해했으며, 극저온 연료 산화제에 의존했기 때문에 1시간 이상 경계 상태로 유지할 수 없었기 때문이다.[1][2]
하지만 소련 핵탄두의 무게 때문에 R-7은 초기 미국의 ICBM보다 훨씬 더 큰 탑재 능력을 가지게 되었고, 이 장점 덕분에 R-7은 우주 발사 임무에 적합하게 되어 소련은 우주 경쟁에서 상당한 선두를 차지했다. 개조되지 않은 R-7은 세계 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호를 발사했고, 상단 단계를 추가하여 R-7은 특정 임무에 최적화된 수많은 변형을 낳았다. 보스토크 변형은 최초의 인간인 유리 가가린을 궤도에 올렸으며, 루나, 보스호드, 몰니야와 같은 다른 변형은 달 탐사선, 정찰 위성, 통신 위성에 사용되었다. 이후 개조는 1966년에 처음 사용된 다목적 소유즈 설계를 중심으로 표준화되었고, 현대화된 버전인 소유즈-2는 러시아 우주 프로그램의 주력으로 계속 사용되고 있다.[3]
R-7 제품군은 1959년에 러시아 사마라의 프로그레스 항공 공장으로 이전되었다. 시간이 지남에 따라 전체 R-7 제품군에 대한 책임은 칼리닌그라드의 주요 OKB-1 사무소에서 사마라로 이전되었다. 사마라의 설계 시설은 1974년에 OKB-1 부속 기관에서 독립적인 중앙 특수 설계국(TsSKB)으로 발전했다. TsSKB와 프로그레스 공장은 소유즈 로켓의 설계, 개발 및 생산에 협력했으며, 1996년에 합병하여 로켓 및 우주 센터 "프로그레스" (RKTs 프로그레스)를 설립했다.[3]
R-7 로켓은 바이코누르 우주 기지, 플레세츠크 우주 기지, 보스토치니 우주 기지에서 발사되며, 2011년에서 2022년 사이에는 기아나 우주 센터에서도 발사되었다.
참조
[1]
웹사이트
R-7 History
https://www.worldspa[...]
2023-12-26
[2]
서적
Challenge to Apollo: the Soviet Union and the space race, 1945–1974
https://history.nasa[...]
National Aeronautics and Space Administration, NASA History Div.
2000
[3]
웹사이트
Soyuz User's Manual
http://www.starsem.c[...]
Starsem
2001-04
[4]
웹사이트
Russia sends military satellite into space
http://news.xinhuane[...]
Xinhua
2010-10-01
[5]
문서
Soyuz T-10a caught fire on the launch pad before the end of the countdown, so it is not counted in the list of launches; this is why adding successes and failures yields 787 launches instead of 786.
[6]
기타
NASA TV coverage of Soyuz TMA-12 launch
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