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.

베가 로켓
개요

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베가의 VV05, 센티넬-2A 탑재 전
주요 정보
기능소형 위성 발사체
제작사아비오
원산지유럽 다국적
높이30m
직경3m
질량137000kg
단수4단
상태퇴역
발사장기아나 우주 센터, ELV
발사 횟수22
성공 횟수20
실패 횟수2
첫 발사2012년 2월 13일 (다중 탑재물)
마지막 발사2024년 9월 5일 (센티넬-2C)
파생형베가 C
비교 대상델타 II
일렉트론
엡실론
미노타우르
PSLV
로코트
샤비트 2
탑재 능력
극궤도고도: 700km
경사: 90°
질량: 1430kg
타원 궤도경사: 5.4°
고도: 1500km
질량: 1963kg
SSO고도: 400km
질량: 1450kg
1단
이름P80
종류
길이11.7m
직경3m
공허 중량7330kg
총 중량95695kg
연료 종류고체
추력2261
비추력280
연소 시간107초
연료HTPB / AP
2단
이름제피로 23
길이8.39m
직경1.9m
공허 중량2850kg
총 중량28850kg
연료 종류고체
추력871
비추력287.5
연소 시간71.6초
연료HTPB / AP
3단
이름제피로 9
길이4.12m
직경1.9m
공허 중량1315kg
총 중량11815kg
연료 종류고체
추력260
비추력296
연소 시간117초
연료HTPB / AP
4단
이름AVUM
길이1.7m
직경1.9m
공허 중량147kg
총 중량697kg
엔진1 × RD-843 (MEA)
추력2.45
비추력314.6
연소 시간최대 612.5초 (최대 5회 연소)
연료UDMH /
명칭
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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.

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. 그러나 이탈리아 단독으로 자금을 조달하기는 어려워, 개발 초기부터 국제 파트너를 모색했다.

1998년 개발이 시작되어, 2012년 2월 13일 프랑스령 기아나 우주 센터에서 최초 발사되었다. 이탈리아가 65% 지분을 투자했으며, 유럽 우주국은 프랑스와 이탈리아가 주도하고 있다.

1998년 9월까지 자금이 충분히 조달된다면 2002년에 첫 발사를 할 수 있을 것으로 예상되었으나, 1998년 초 프랑스가 프로그램에 대한 불만을 제기하며 자금 조달에 대한 논쟁이 벌어졌다. 프랑스는 새로운 고성능 베가 버전을 제안했지만 만족하지 못했고, 1999년 9월에는 프로그램에서 완전히 철수하여 발사체의 미래가 불투명해졌다.

2000년 10월, 프랑스와 이탈리아는 1년간의 분쟁을 해결하고, 아리안 5용 P80 부스터 개발에 협력하기로 합의했다. 이는 베가 프로그램에도 포함되는 작업이었다.

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.

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.

초기에는 아리안 5 로켓의 추력 700톤 고체연료 부스터를 활용하여 1단 로켓을 개발하는 방안이 논의되었다. 베가는 700km 극궤도에 1,500kg의 탑재체를 발사할 수 있도록 설계되었다.

그러나 이 프로젝트는 비용이 많이 들어 이탈리아 혼자 감당하기 어려웠다. 따라서 개발 초기부터 국제 파트너를 찾기 시작했다. 1998년 개발이 시작되었으며, 2012년 2월 13일 프랑스령 기아나 우주 센터에서 최초 발사되었다.

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. 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.

하지만 이 프로젝트는 많은 비용이 소요될 것으로 예상되었고, 이탈리아 혼자서는 자금을 감당하기 어려웠다. 그래서 개발 초기부터 국제 파트너를 찾기 시작했다. 1998년 4월, 베가 프로그램은 유럽 우주국(ESA) 회원국들의 자금 지원을 받는 조건으로 공식 발표되었다. 1998년 6월, 프랑스, 벨기에, 네덜란드, 스페인, 이탈리아가 참여하는 베가 개발 프로그램의 첫 단계가 합의되었으며, 이탈리아가 프로그램 자금의 55%를 부담하기로 했다.

1998년 9월에는 베가가 완전히 자금을 지원받으면 2002년에 첫 발사를 할 수 있을 것으로 예상되었다. 그러나 1998년 초, 프랑스는 자금 지원 분쟁으로 인해 프로그램에 대한 불만을 제기했다. 프랑스는 베가의 새로운 고성능 버전을 제안했지만, 충분히 만족하지 못했고, 1999년 9월에는 프로그램에서 완전히 철수하기로 결정하여 발사체의 미래에 대한 우려를 낳았다. 1999년 11월, 유럽 우주국(ESA)은 베가를 공식 프로그램에서 제외했지만, 이탈리아는 계속 진행할 것이라고 선언하며 부족한 자금을 충당하기 위해 노력했다.

2000년경, 베가는 향상된 아리안 5 중형 발사체의 모델과 함께 사용될 중급 발사 로켓으로서의 새로운 용도가 모색되었다. 2000년 10월, 프랑스와 이탈리아는 베가 프로그램을 둘러싼 분쟁을 해결하고, 아리안 5를 위한 P80 부스터 개발에 협력하기로 합의했다. 2001년 3월, 피아트아비오와 이탈리아 우주국(ASI)은 베가 프로그램 개발을 담당할 새로운 회사인 유럽 발사체(ELV)를 설립했다. 2003년에는 유럽 우주국(ESA)이 러시아의 소유즈 발사체를 채택하면서 베가와 경쟁할 것이라는 우려가 제기되기도 했다.

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. 2004년 5월에는 아리안스페이스와 ELV가 쿠루, 프랑스령 기아나에서 발사체 통합을 수행하는 계약을 체결했다. 2004년 11월에는 쿠루에 베가 발사체를 위한 새로운 전용 발사대 건설이 시작되었으며, 이 부지는 퇴역한 아리안 1 발사체의 발사대 위에 건설되었다. 2005년 9월에는 베가의 고체 로켓 모터 점화기에 대한 주요 테스트가 성공적으로 완료되었다.

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. 같은 해 11월, 이스라엘인도가 베가 프로그램에 관심을 보였다고 보고되었다. 2005년 12월, 베가 발사체는 아리안 및 소유즈 발사체와 함께 ESA 탑재체의 "최우선 선택" 플랫폼으로 인정받았다. 2005년 12월 19일에는 베가의 3단계 첫 시험 발사가 살토 디 키라, 사르데냐에서 성공적으로 완료되었다. 그러나 2007년 3월 28일, 3단계 시험 중 하나가 실패하면서 개발이 지연되기도 했다.

2007년 1월, 유럽 우주국(ESA)은 베가 및 아리안 발사를 지원하기 위해 위성 항법 시스템(GPS) 항법 사용을 연구하고 있다고 발표했다. 2009년 파리 에어쇼에서는 베가 상단 교체를 위한 비용 효율적인 엔진 채택이 연기되었음이 밝혀졌다. 이 시점에서 베가 발사의 네 단계 모두에 대한 인증은 2009년 말 이전에 완료될 것으로 예상되었으며, 첫 발사는 2010년 중에 이루어질 예정이었다. 첫 비행은 과학적 탑재체를 탑재할 예정이었으며, 비용이 많이 드는 상업용 위성은 피했다. 2010년 말까지, 첫 비행은 2011년으로 연기되었다.

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. 2012년 1월 초, 발사 날짜가 다음 달로 연기될 것이라고 보도되었다. 2012년 2월 13일, 베가 로켓의 첫 발사가 쿠루에서 이루어졌으며, "겉보기에 완벽한 비행"으로 보고되었다.

2011년 중반, 베가 로켓의 진화된 '유럽화된' 업그레이드가 중장기적으로 개발될 수 있다고 추정되었다. 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. 유럽 우주국(ESA) 또한 베가와 제안된 아리안 6 중량 발사기 사이의 잠재적인 공통점을 활용하는 데 관심을 보였다.

첫 발사 이후, VERTA 프로그램(Vega 연구 및 기술 지원) 하에 4번의 추가 비행이 수행되었다. 2013년 5월 6일에 수행된 두 번째 발사는 첫 번째 상업용 탑재물을 운반했으며, 성공적이었다. 이 두 번째 발사 후, 유럽 우주국(ESA)은 베가 로켓이 "완전 기능"이라고 선언했다.

유럽 우주국(ESA)의 주력 로켓인 아리안 5정지 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.

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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, 아리안고체 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.

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형식1단2단3단4단비고
베가 K0Zefiro 16Zefiro 16RD-861RD-869고도 700km 극궤도에 300kg 발사
베가 KP85Zefiro 16RD-861RD-869고도 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.

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. 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. 1998년 개발이 시작되었지만, 프랑스는 공개적으로 프로그램에 대한 불만을 표시하며 자금 조달에 대한 논쟁을 일으켰다. 1999년 9월, 프랑스는 베가 프로그램에서 완전히 철수하며 발사체의 미래를 불투명하게 만들었다.

하지만 2000년 10월, 프랑스와 이탈리아는 1년간의 분쟁을 해결하고 베가 프로그램에 대한 협력을 재개했다. 양국은 아리안 5 로켓용으로 개발 중인 P80 부스터에 각각 35%와 52%의 자금을 제공하기로 합의했으며, 이는 베가 프로그램에도 포함되는 작업이었다.

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

베가 로켓은 1단부터 3단까지 고체 로켓 모터를 사용하고, 4단은 액체 로켓 엔진을 사용하는 4단 로켓이다. 각 단의 엔진은 지상 연소 시험을 거쳐 성능을 검증받았다.

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베가 로켓 주요 제원
구분1단2단3단4단 (AVUM)
사용 엔진P80 FWZefiro 23 FWZefiro 9 FWRD-843
전장10.5m7.5m3.85m1.74m
전경3m1.91m1.91m2.18m
질량95796kg25751kg10948kg968kg
추진제HTPB 1912HTPB 1912HTPB 1912UDMH/NTO
추진제 질량88380kg23906kg10115kg550kg
최대 추력3040 kN1200 kN213 kN2.45 kN
진공 비추력280 s289 s295 s315.5 s
노즐 팽창비162556-
유효 연소 시간107 초71.6 초117 초최대 667 초
총 전장30m
총 외경3m
총 질량137ton
탑재량2300kg (300km LEO)
1500kg (700km SSO)


4단에 사용되는 RD-843 액체 로켓 엔진은 구 소련의 R-36 대륙간 탄도 미사일의 RD-869 엔진 연소실을 활용하여 우크라이나 유즈노예 설계국에서 제작되었다. 연료로는 UDMH, 산화제로는 NTO를 사용하여 궤도 진입 정확도 99.7%를 달성할 예정이다.

3.1. 1단: P80

2006년 11월 30일과 2007년 12월 4일에 P80 고체 로켓 모터의 지상 연소 시험이 성공적으로 수행되었다. 이 기술은 향후 아리안 5 부스터에도 채택될 예정이며, 개발 비용은 123였다.

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P80 주요 제원
항목내용
높이11.7m
직경3m
추진제 유형고체 (HTPB/AP/Al)
추진제 질량88000kg
모터 건조 질량7330kg
모터 케이스 질량3260kg
평균 추력2200kN
연소 시간110 초
비추력280isp
사용 엔진P80 FW
각 단 전장10.5 m
각 단 전경3.0 m
각 단 질량95,796 kg
최대 추력3040kN
노즐 팽창비16
유효 연소 시간107 초

3.2. 2단: Zefiro 23

아비오가 생산한 고체 추진제 엔진인 제피로 23은 베가 로켓의 2단이다. 제피로 23은 높이 7.5m, 직경 1.9m이며, 추진제 유형은 고체(HTPB/AP/Al)이다. 추진제 질량은 24000kg, 모터 건조 질량은 1950kg이다. 평균 추력은 871kN이고 연소 시간은 77초, 비추력은 287.5isp이다.

2006년 6월 23일과 2008년 3월 27일에 제피로 23 고체 로켓 모터의 지상 연소 시험이 성공적으로 이루어졌다.

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베가 로켓 2단 주요 제원
사용 엔진Zefiro 23 FW
각 단 전장7.5m
각 단 전경1.9m
각 단 질량25751kg
추진제HTPB 1912
추진제 질량23906kg
최대 추력1200kN
진공 비추력289 s
노즐 팽창비25
유효 연소 시간71.6 초

3.3. 3단: Zefiro 9

제피로 9는 베가 로켓의 3단으로 사용되는 고체 로켓 모터이다. 추진제로는 HTPB/AP/Al(고체)를 사용하며, 추진제 질량은 10500kg이다. 평균 추력은 260kN이며, 연소 시간은 120초이다. 비추력은 296isp이다. 2008년 10월 23일과 2009년 4월 30일에 지상 연소 시험을 성공적으로 마쳤다.

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제피로 9 주요 제원
항목내용
높이3.5m
직경1.9m
추진제 유형고체 (HTPB/AP/Al)
추진제 질량10500kg
모터 건조 질량915kg
모터 케이스 질량400kg
평균 추력260kN
연소 시간120 초
비추력296isp
사용 엔진제피로 9 FW
각 단 전장3.85 m
각 단 전경1.91 m
각 단 질량10,948 kg
추진제HTPB 1912
추진제 질량10,115 kg
최대 추력213kN
진공 비추력295 s
노즐 팽창비56
유효 연소 시간117 초

3.4. 4단: AVUM

AVUM(Attitude and Vernier Upper Module)은 RD-843 액체 로켓 엔진을 사용하는 베가 로켓의 4단이다. 이 엔진은 구 소련의 R-36 대륙간 탄도 미사일에 사용된 RD-869 엔진의 연소실을 활용하여 우크라이나 유즈노예 설계국에서 제작되었다. 연료로는 UDMH, 산화제로는 NTO를 사용하며, 이를 통해 궤도 진입 정확도 99.7%를 달성할 예정이다.

AVUM의 주요 제원은 다음과 같다.

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항목
높이1.7m
직경1.9m
추진제 유형액체 (UDMH/NTO)
추진제 질량550kg
모터 건조 질량131kg
모터 케이스 질량16kg
평균 추력2.42kN
연소 시간최대 667 초
비추력315.5isp

4. 파생형

베가 로켓의 파생형으로는 여러 가지가 연구, 개발되었다. 최초로 완성된 엔진은 3단 엔진인 제피로 9였다. 첫 시험 발사는 2005년 12월 20일 사르데냐 남동쪽 지중해 해안의 살토 디 퀴라 합동 시험장에서 성공적으로 이루어졌다. 2008년 10월 23일에는 노즐 설계가 변경된 향상된 버전인 제피로 9-A가 성공적으로 시험되었고, 2009년 4월 28일에는 최종 검증 시험 발사가 이루어졌다.

미래형 업그레이드 베가(LYRA 프로그램)는 현재의 3단과 4단을 새로운 유도 시스템을 갖춘 저가형 LOX/액체 메탄 단일 단으로 대체할 계획이었다. 이 프로그램의 목적은 가격 인상 없이 성능을 약 30% 향상시키는 것이었다.

2012년 2월 14일, 베가의 첫 발사 성공 후 독일 항공우주 센터(DLR)는 프로그램 참여를 추진했다. 독일은 우크라이나에서 제작되는 AVUM 4단 엔진 RD-843을 대체하려 했다.

개선된 베가-C 1단은 P120C(공통)로 이름이 변경되었으며, 유럽 우주국(ESA) 장관급 회의에서 차세대 아리안 6 로켓의 부스터로 선정되었다.

아비오는 위성 군집을 보충하는 데 목표를 둔 "베가 라이트"도 고려하고 있었다. 이 발사체는 베가-C 또는 베가-E에서 파생되었는지에 따라 각각 250kg~300kg 또는 400kg~500kg을 발사할 수 있을 것이다.

이 외에도 2단을 P80으로 교체하는 ESL, 1단을 더 대형인 P230으로 교체하고 3단을 아리안 5의 액체 엔진 에스타스로 교체하는 ESLM 등의 업그레이드 구상이 있었다. 또한, 라일라의 상단 엔진 Myra를 빈치로 교체하는 로켓이나, 베가의 2단을 생략하고 SSO에 300kg~400kg의 투입 능력을 가진 미니 베가도 계획되었다.

4.1. 베가 C

노르트베이크에 있는 ESTEC 시험 센터에서 진동 시험을 받고 있는 AVUM
노르트베이크에 있는 ESTEC 시험 센터에서 진동 시험을 받고 있는 AVUM


자세 & 버니어 상단 모듈(AVUM)은 Avio에서 개발되었으며, 롤 및 자세 제어 기능을 수행하면서 탑재체를 정확한 궤도에 배치하도록 설계된 베가 로켓의 상단 (4단계) 역할을 한다. AVUM은 AVUM 추진 모듈(APM)과 AVUM 항공 전자 모듈(AAM)의 두 가지 주요 구성 요소로 구성된다. APM은 우크라이나에서 제작한 RD-843 로켓 엔진으로 구동되며, 비대칭 디메틸히드라진 (UDMH) 연료와 사산화 이질소 (N2O4영어) 산화제를 추진제로 사용하는 가볍고 압력 공급식 액체 연료 시스템이다. 이 엔진은 여러 번 재시동이 가능하여 고정밀 궤도 조정, 다중 탑재체 배치 및 우주 잔해를 줄이기 위한 통제된 감궤도를 가능하게 한다. AAM은 고급 유도, 항법 및 제어 시스템을 통합하여 차량의 핵심 항공 전자 시스템을 수용한다.

2014년 12월 2일에 개최된 ESA의 각료급 회의에서 베가 C (Vega Consolidated)의 개발 예산이 승인되었다. 베가 C는 1단에 P120 (기존의 P80과 비교하면 추진약을 80ton에서 120ton으로 증가) 고체 로켓을 사용하는 발전형이다. P120은 아리안 6 로켓과 공용하기 때문에, 양산 효과로 비용을 절감할 수 있게 된다. 베가 C는 2018년에 첫 발사를 실시할 계획이었다. 베가의 1단 모터 제조 라인은 지금까지 이탈리아에만 있었지만, 이 새로운 1단 P120에 대비하여 두 번째 제조 라인을 독일에 설치할 예정이다. 독일은 베가 계획에 7%의 출자를 하고 있으며, P120 프로그램에 관해서는 23%의 출자 비율을 갖는다. 새로운 P120은 베가의 1단뿐만 아니라 아리안 6의 1단(A62형으로 2개, A64형으로 4개 장비)으로도 사용되기 때문에, 지금까지 연간 3기였던 제조 수가, 양쪽 프로그램을 합치면 연간 37기의 P120이 필요하게 될 계획이다.

제2단의 Zefiro 23도 Zefiro 40으로 대체되었고, AVUM의 제4단도 AVUM+로 변경되어 각각 대형화되었다. 페이로드는 LEO에 3300kg, SSO에 2200kg으로 증가했다.

베가 C는 2022년 7월에 운용이 시작되어, 초호기 발사에 성공했다. 그러나 2022년 12월에 2호기 발사에 실패하여 운용이 중단되었다. 실패 원인이 된 제2단에 수정을 가한 후 2023년 6월 28일에 연소 시험이 실시되었지만, 이 역시 다른 원인으로 실패하여, 이 시점에서 발사 재개 시기는 불투명해졌다. 결국 2024년 12월 4일 (UTC)에 비행 재개 예정이 되었으나, 12월 5일 (UTC)에 발사되어 성공했다.

기존의 베가는 2023년 10월 9일 (UTC)에 발사를 재개했다.

4.2. 베가 E

베가 E (Vega Evolution)는 베가 C의 개량형이다. 1단 P120C 모터는 아리안 6 블록 2 발사체에 사용될 P160C로 교체될 예정이다.

제피로 9 및 AVUM+ 3단 및 4단은 액체 산소와 액체 메탄을 사용하는 극저온 상단으로 교체될 예정이다. 이 개량을 통해 베가-C보다 더 유연하게 단일 발사로 여러 개의 위성을 서로 다른 궤도에 투입할 수 있다.

아비오(Avio)는 새로운 상단에 사용될 M10 메탄 엔진 개발을 완료하고 있었다. 이 엔진 설계는 2014년에 종료된 아비오와 화학 자동화 설계국(KBKhA) 간의 협력 결과였다.

아비오는 2022년 5월과 7월 사이에 M10 엔진의 첫 번째 테스트를 성공적으로 수행했으며, 베가-E의 첫 비행은 2027년으로 계획되었다. 베가 로켓의 3, 4단을 LOX/LCH4를 추진제로 사용하는 Myra 엔진을 채용한 C10으로 교체하는 라이라(Lyra) 계획에서는, 태양 동기 궤도(SSO)로의 투입 능력이 2,000kg으로 증대될 것으로 예상되었다.

이후 베가 C의 3, 4단을 새로운 제3단으로 교체한 베가 E로 구체화되었다. 이 제3단에는 RD-0146을 기반으로 추진제를 LOX/LCH4로 변경한 M10(구 LM10-MIRA) 엔진을 사용했다. 해당 엔진은 2014년까지 러시아와 협력하여 개발되었다.

베가 E는 2026년에 첫 비행을 할 예정이다.

5. 발사 실적

2015 파리 에어쇼에 전시된 베가 C 모형
2015 파리 에어쇼에 전시된 베가 C 모형

베가 C는 기존 베가 발사체의 성능과 발사 유연성을 개선한 모델이다. 2014년 12월 유럽 우주국(ESA) 각료 이사회는 더 크고 저렴한 발사체에 대한 수요 변화에 대응하기 위해 베가 C 개발을 시작했다.

베가 C는 1단 로켓을 P80 모터에서 아리안 6에도 사용될 P120C로 교체하고, 2단 로켓도 제피로 23에서 제피로 40으로 변경했다. 4단 로켓은 기존 AVUM 대신 더 커진 AVUM+를 사용하며, 3단 제피로 9는 기본 버전을 유지한다.

유럽 우주국(ESA)은 2025년 7월까지 베가 C에 재사용 가능한 스페이스 라이더를 탑재하여 귀환 임무도 가능하게 할 계획이다.

2022년 7월 13일, 베가 C는 첫 비행에서 LARES 2와 6개의 다른 위성을 성공적으로 궤도에 올렸다. 이 발사는 우크라이나 침공으로 러시아 로켓을 사용할 수 없게 된 상황을 극복하기 위한 것이었다. 그러나 2022년 12월 21일 (UTC), 베가 C는 2단 로켓(제피로 40) 이상으로 에어버스 플레야데스 네오 지구 영상 관측 위성군 중 2기를 잃는 실패를 겪었다.

이 실패로 인해 로켓 모터 노즐 재설계가 필요해졌고, 다음 발사는 2024년 말로 연기되었다.

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베가 발사 실적
발사날짜 (UTC)발사체탑재체결과
VV012012년 2월 13일 10:00베가LARES, ALMASat-1, 7기의 큐브위성(Xatcobeo, Robusta, e-st@r, 골리앗, PW-Sat, MaSat-1, UniCubeSat GG)성공
VV022013년 5월 7일 02:06베가PROBA-V, VNREDSat-1A, 큐브위성 1기 (ESTCube-1)성공
VV032014년 4월 30일 01:35베가카자흐스탄 지구 관측 위성 KazEOSat-1 (DZZ-HR)성공
VV042015년 2월 11일 13:40베가IXV (탄도 비행)성공
VV052015년 6월 23일 01:51베가센티넬-2A성공
VV062015년 12월 3일 04:04베가LISA 경로탐사선성공
VV072016년 9월 16일 01:43베가PerúSAT-1, SkySat 4기 (SkySat-4, SkySat-5, SkySat-6, SkySat-7)성공
VV082016년 12월 5일 13:51베가GÖKTÜRK-1성공
VV092017년 3월 7일 01:49베가센티넬-2B성공
VV102017년 8월 2일 01:58베가OPSAT 3000, VENµS성공
VV112017년 11월 8일 01:42베가MOHAMMED Ⅵ-A성공
VV122018년 8월 22일 21:20베가ADM-Aeolus성공
VV132018년 11월 21일 01:42베가MOHAMMED Ⅵ-B성공
VV142019년 3월 22일 01:50베가PRISMA성공
VV152019년 7월 11일 01:54베가Falcon Eye 1실패
VV162020년 9월 3일 01:51베가큐브위성 53기 등성공
VV172020년 11월 17일 01:52베가SEOSat-Ingenio, TARANIS실패
VV182021년 4월 29일 01:50베가Pléiades Neo 3・NorSat-3・Bravo・ELO Alpha・Lemur-2×2기성공
VV192021년 8월 17일 01:47베가Pléiades Neo 4・BRO-4・LEDSAT・RADCUBE・SUNSTORM성공
VV202021년 11월 16일 09:27:55베가CERES 1/2/3성공
VV212022년 7월 13일 13:13:17베가-CLARES 2・ALPHA・AstroBio 및 큐브위성 4기성공
VV222022년 12월 21일 01:47:31베가-CPléiades-Neo 5/6실패
VV232023년 10월 9일 01:36베가THEOS-2・FORMOSAT-7R/TRITON 및 초소형 위성 10기성공
VV242024년 9월 5일 01:50베가센티넬-2C성공
VV252024년 12월 7일 21:20베가-CSentinel-1C성공