소유스-2

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1. 개요

소유스-2는 1966년부터 시작된 소유스 로켓 시리즈의 개량형으로, 2006년에 등장했다. 7가지 버전으로 개량되었으며, 기본 구성은 유지되었다. 소유스-2는 3단 로켓으로, 1단은 20개의 RP-1 액체로켓 엔진, 2단은 1개의 RP-1 액체로켓 엔진으로 구성된다. 소유스-2는 저궤도에 탑재체를 투입하며, 1단 부스터와 2단 코어 스테이지 분사 장치를 개선된 엔진으로 교체하고, 디지털 비행 제어 및 텔레메트리 시스템을 갖추었다. 바이코누르 우주 기지, 플레세츠크 우주 기지, 보스토치니 우주 기지 등에서 발사되었으며, 파생 기종으로 2.1a, 2.1b, 2.1v가 있다. 2006년 10월 19일 메트옵-A 기상 위성 발사에 성공했으며, 2013년에는 한국의 개인 인공위성 '청계천'호를 발사했다. 2006년 이후 145회 발사되어 96.6%의 성공률을 기록했다.

소유스-2
로켓 정보
이름소유스-2 (2.1a / 2.1b)

이미지 준비중입니다.

GLONASS-K2 위성을 궤도로 운반하는 GLONASS-K2 위성을 궤도로 운반하는 소유스-2.1b 로켓 발사
기능중형 리프트 발사체
제조사RKTs 프로그레스
원산지러시아
가격3,500만 ~ 4,850만 달러
높이46.3 m
지름10.3 m
질량312,000 kg
단수3단 또는 4단
상태현역
발사 장소바이코누르, 31/6 발사대
플레세츠크, 43/3 발사대 & 43/4 발사대
보스토치니, 1S 발사대
발사 횟수145회 (+1회 준궤도)
성공 횟수140회 (+1회 준궤도)
실패 횟수4회
부분적 실패 횟수1회
최초 발사A: 2004년 11월 8일
B: 2006년 12월 27일
마지막 발사A: 작동 중
B: 작동 중
탑재물CoRoT
GLONASS
프로그레스
소유스 MS
OneWeb
궤도 투입 능력
저궤도 (LEO)고도: 240 km
경사:
바이코누르 및 보스토치니 발사 시 51.6°
플레세츠크 발사 시 72°
질량:
바이코누르 발사 시:
A: 7,430 kg
B: 8,670 kg
플레세츠크 발사 시:
A: 6,800 kg
B: 7,730 kg
보스토치니 발사 시:
A: 7,460 kg
B: 8,600 kg
극궤도고도: 240 km
경사: 98°
질량:
바이코누르 발사 시:
A: 5,830 kg
B: 7,030 kg
플레세츠크 발사 시:
A: 6,130 kg
B: 7,270 kg
보스토치니 발사 시:
A: 6,070 kg
B: 7,260 kg
지구-달 전이 궤도 (TLI)B: 2,350 kg (프레가트 사용, 바이코누르에서 발사 시)
1단계 (부스터)
종류부스터
이름블록 B, V, G & D
개수4개
길이19.6 m
지름2.68 m
공허 질량3,784 kg
총 질량44,413 kg
추진제 질량액체 산소: 27,900 kg
RP-1: 11,260 kg
엔진1 × RD-107A
추력해수면: 838.5 kN
진공: 1,021.3 kN
비추력해수면: 262초
진공: 319초
연소 시간118초
연료액체 산소 / RP-1
2단계
종류코어
이름블록 A
길이27.1 m
지름2.95 m
공허 질량6,545 kg
총 질량99,765 kg
추진제 질량액체 산소: 63,800 kg
RP-1: 26,300 kg
엔진1 × RD-108A
추력해수면: 792.5 kN
진공: 990.2 kN
비추력해수면: 255초
진공: 319초
연소 시간286초
연료액체 산소 / RP-1
3단계
종류스테이지
이름블록 I
길이6.7 m
지름2.66 m
공허 질량2,355 kg
총 질량27,755 kg
추진제 질량액체 산소: 17,800 kg
RP-1: 7,600 kg
엔진A: 1 × RD-0110
B: 1 × RD-0124
추력A: 298.03 kN
B: 294.3 kN
비추력A: 325초
B: 359초
연소 시간A: 250초
B: 270초
연료액체 산소 / RP-1
4단계 (선택 사항)
종류스테이지
이름프레가트 / 프레가트-M
길이프레가트: 1.875 m
프레가트-M: 1.945 m
지름프레가트: 3.44 m
프레가트-M: 3.8 m
공허 질량프레가트: 945 kg
프레가트-M: 1,035 kg
총 질량프레가트: 6,235 kg
프레가트-M: 7,640 kg
추진제 질량프레가트: 5,307 kg
프레가트-M: 6,650 kg
엔진1 × S5.92
추력13.93-19.85 kN
비추력320-333.2초
연소 시간최대 1,100초 (최대 7회 시동)
연료사산화 이질소 / UDMH
4단계 (선택 사항)
종류스테이지
이름볼가
길이1.025 m
지름3.2 m
공허 질량840 kg
추진제 질량300-900 kg
엔진1 × 17D64
추력2.94 kN
비추력307초
연료사산화 이질소 / UDMH
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2. 구성

소유스 로켓은 1966년 소유스 로켓, 1970년 소유스-L, 1971년 소유스-M, 1973년 소유스-U, 1982년 소유스-U2, 2001년 소유스-FG, 2006년 소유스-2까지 총 7가지 버전으로 꾸준하게 개량되었다. 그러나 기본적인 구성은 변함이 없었다. 1단은 길이 45m, 무게 300ton, 진공추력 25ton의 RP-1 액체로켓 엔진 20개로 구성되며, 2단은 진공추력 30ton의 RP-1 액체로켓 엔진 1개로 구성된다. 최초 버전은 6.5ton의 위성을 발사할 수 있었고, 최신 버전인 소유스-2는 7.8ton의 위성을 발사할 수 있다.

3. 설계

소유스-2는 기본적으로 저궤도에 탑재체를 투입하는 3단 로켓이다. 외관상으로는 기존의 소유스 로켓과 유사하지만, 1단 부스터와 2단 코어 스테이지 분사 장치를 개선된 엔진으로 교체했다. 또한 아날로그 컴퓨터에서 디지털 컴퓨터로 교체되었으며, 디지털 비행 제어 및 텔레메트리 시스템을 통해 고정된 발사대에서 발사할 수 있다. 초기 소유스 로켓은 비행 중 롤 축을 변경할 수 없었기 때문에, 발사 전에 발사대를 회전시켜야 했다. 소련 붕괴 후 독립한 우크라이나에서 제작되던 비행 제어 장치는 러시아산으로 국산화되었다.

몰니야 궤도나 정지 궤도와 같이 더 높은 궤도에 탑재체를 투입하기 위해, 소유스-2는 상단 로켓을 탑재하여 발사할 수도 있다. 상단 로켓은 독립적인 비행 제어 장치와 텔레메트리 시스템을 갖춘다. NPO 라보킨이 생산하는 프레가트는 가장 일반적으로 사용되는 상단 로켓이다.

4. 운용

소유스 2는 우선 바이코누르 우주 기지의 LC-31 발사장과 플레세츠크 우주 기지의 LC-43에서 발사되었다. 이들 발사장은 소유스 U 등 기존 파생 기종과 기본적인 시설을 공용했다. 2016년에는 새로 건설된 보스토치니 우주 기지의 Vostochny Cosmodrome Site 1S영어에서 발사도 이루어졌다.

상업용 소유스 2는 스타셈사가 담당하여 바이코누르의 LC-31 발사장에서 발사되었지만, 이들은 남아메리카 북해안의 프랑스령 기아나에 있는 기아나 우주 센터의 Ensemble de Lancement Soyouz영어로 이전했다. 소유스 2는 이 시설에서 2.8-3.5톤의 위성을 정지 천이 궤도로 투입한다. 기아나에서의 첫 발사는 2011년 10월에 이루어졌다.

2017년에 소유스 U, 2019년에는 소유스 FG의 발사가 종료되어, 그 이후에는 소유스 2만이 운용 중인 소유스 로켓이 되었다. 미래에는 소유스 2도 신설계된 소유스 5로 대체될 계획이다.

5. 파생 기종

소유스 로켓은 1966년 소유스 로켓을 시작으로 2006년 소유스-2까지 총 7가지 버전으로 꾸준히 개량되었다. 각 버전은 성능 향상을 위해 변경되었지만, 기본적인 구성은 유지되었다. 초기 버전은 6.5톤, 최신 버전인 소유스-2는 7.8톤의 위성을 발사할 수 있다. 소유스 로켓은 길이 45미터, 무게 300톤이며, 1단은 진공추력 25톤의 RP-1 액체로켓 엔진 20개, 2단은 진공추력 30톤의 RP-1 액체로켓 엔진 1개로 구성된다.

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소유스 2 시리즈는 소유스 2.1a, 소유스 2.1b, 소유스 2.1v 세 가지 기종으로 구성된다. 2.1a와 2.1b는 소유스 U의 개량형이며, 2.1v는 측면 부스터를 사용하지 않는 경량 버전이다.

ELS 사이트에서 발사되는 소유스 2는 항상 대형 ST형 페어링을 사용하며, 소유스-ST 또는 소유스-STK라고 불린다. "K"는 고온, 고습 환경에서 발사될 수 있는 사양임을 의미한다.

5.1. 소유스 2.1a

소유스 2.1a는 비행 제어 시스템을 기존 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 교체하고, 부스터와 1단 엔진의 인젝터를 강화한 기종이다. 새로운 디지털 비행 제어 및 텔레메트리 시스템 덕분에 비행 중 자세 조정이 가능해졌다. 또한, 디지털 비행 제어 시스템 도입으로 대형 페어링 사용이 가능해져, 이전에는 공기역학적 특성 때문에 어려웠던 대형 위성 발사가 가능해졌다. 2단은 소유스-U와 동일한 RD-0110 엔진을 사용한다.

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소유스 2.1a는 소유스-FG에서 처음 도입된 1단 부스터의 업그레이드된 RD-107A 엔진과 2단 코어의 RD-108A 엔진을 유지하고 있으며, 이 엔진들은 성능 향상을 위해 개선된 분사 시스템을 갖추고 있다.

소유스 ST-A라고도 불린다. 2004년 11월 8일 플레세츠크 우주 기지 43번 발사대에서 첫 비행을 수행했다. 제니트-8 정찰 위성을 시뮬레이션하는 보일러 플레이트 페이로드를 탑재하고 준궤도 궤적을 따라 비행 후, 3단계 로켓과 보일러 플레이트는 태평양에 착륙했다.

5.2. 소유스 2.1b

소유스 2.1b는 소유스 2.1a의 성능을 향상시킨 형식으로, 2단 엔진을 RD-0124로 교체했다. RD-0124는 산소가 풍부한 폐쇄 사이클 엔진으로, 비추력(효율 측정 지표)이 326isp에서 359isp로 크게 증가했고, 연소 시간은 20초 늘어났다. 이러한 변화로 바이코누르 우주 기지에서 저궤도로의 탑재량이 7430kg에서 8670kg으로 증가했다.

RD-0124 엔진은 구소련 시절 개발되어 대량 생산이 시작된 최초의 러시아제 엔진이며, 국제 위원회 심의를 통과한 최초의 러시아제 액체 로켓 엔진이다. 경제성에서 세계 기록을 갖고 있는 독창적인 제품으로 제작 기간만 15년 이상이 소요되었다. 이전의 RD-0110 엔진은 가스발생기 사이클 RP-1 엔진이었지만, RD-0124단계식 연소 사이클 RP-1 엔진으로, 매우 고효율이어서 경제성이 높다.

소유스 2.1b의 첫 번째 발사는 2008년 7월 26일 플레세츠크 우주 기지 43번 발사장에서 기밀 군사 탑재체를 싣고 이루어졌다. 2006년 10월 19일에는 MetOp-A 위성을 성공적으로 궤도에 올렸다.

ELS 사이트에서 발사되는 소유스 2는 항상 대형 ST형 페어링을 사용하며, 이 형식은 소유스-ST 또는 소유스-STK라고 불린다. 소유스 2.1b/ST형은 소유스 ST-B라고도 불린다.

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5.3. 소유스 2.1v

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소유스 2.1v는 소유스 2의 경량화 버전으로, 1단 엔진을 더 강력한 NK-33-1으로 교체하는 등 전면적인 개량이 이루어진 기종이다. 이 로켓은 저궤도로 최대 2.6톤을 발사할 수 있다.2008년부터 개발이 시작되어, 당초 2012년 발사를 예정했지만, 연소 시험 중 폭발 사고를 일으켜 완성이 늦어졌다. 2013년 12월 28일에 첫 발사에 성공했다

6. 보스토치니 우주 기지 개조

보스토치니 우주 기지 버전의 소유스-2에 대한 수정 사항은 다음과 같다.

* 향상된 컴퓨터: 6배 더 향상된 성능, 무게 감소, 다중화 라인 및 공통 버스 사용을 통해 케이블 네트워크가 현저하게 단순화되었다.
* 개선된 배터리: 새로운 니켈-카드뮴 배터리를 사용하여 전용 배터리 충전 스테이션이 필요 없어졌다.
* 온보드 비디오 시스템: 발사 시 실시간 보기를 가능하게 하는 비디오 시스템이 추가되었다.
* 수직 통합을 위한 조정: 보스토치니 우주 기지의 이동식 갠트리(수직 탑재물 통합 지원)로 인해 로켓에는 산소 퍼지를 갠트리 외부로 향하도록 하는 배관이 장착되어 있다.

2015년 10월 1일, 보스토치니 우주 기지의 소유스-2 조립 단지의 일부가 다른 로켓 수정을 위해 설계되어 너무 작다는 사실이 밝혀졌다.

7. RD-0124 엔진

2006년 12월 27일 최초 발사된 소유스 2.1b는 2단으로 최신형 RD-0124 엔진을 사용한다. RD-0124는 구소련 시절 개발되어 대량 생산이 시작된 최초의 러시아제 엔진이자, 국제 위원회 심의를 통과한 최초의 러시아제 액체 로켓 엔진이다. 제작 기간만 15년 이상 소요된, 경제성이 높은 독창적인 제품이다.

이전의 RD-0110은 미국도 보유한 가스발생기 사이클 RP-1 엔진이지만, RD-0124는 미국이 보유하지 못한 단계식 연소 사이클 RP-1 엔진이다. 소유스 2.1b의 1단은 여전히 가스발생기 사이클 RP-1 엔진을 사용한다.

8. 한국과의 관계

2013년 4월 19일 19시(서울기준), 카자흐스탄 바이코누르 우주 기지에서 송호준이 제작한 개인 인공위성 '청계천'호를 실은 소유스 2호 1a 버전이 발사되었다.

9. 발사 기록

2006년 이후, 소유스-2 로켓은 총 145회 발사되었으며, 이 중 140회가 성공하여 96.6%의 성공률을 보였다.

👆
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발사 날짜
(UTC)
구성발사 기지결과탑재체임무 유형비고
2006년 10월 19일
16:28
소유스-2.1a / 프레갓바이코누르 31번 기지성공메트옵-A기상 위성
2006년 12월 27일
14:28
소유스-2.1b / 프레갓바이코누르 31번 기지성공CoRoT천문 위성
2008년 7월 26일
18:31
소유스-2.1b플레세츠크 43번 기지성공 코스모스 2441 (페르소나 1호)정찰 위성발사에 성공했지만, 위성은 전기적 결함으로 인해 몇 달간 작동하다가 고장났다.
2009년 5월 21일
21:53
소유스-2.1b / 프레갓플레세츠크 43번 기지실패 메리디안 2군사 통신 위성3단계 연소실의 팽창으로 인해 연료 누출 및 자동 비활성화 발생. 실패한 궤도 수정 시도 후 위성은 사용할 수 없는 궤도에 놓이게 됨.
2009년 9월 17일
15:55
소유스-2.1b / 프레갓바이코누르 31번 기지성공메테오르-M 1호기상 위성
+ 6개의 피기백 위성
2010년 10월 19일
17:11
소유스-2.1a / 프레갓-M바이코누르 31번 기지성공글로벌스타-2 F1 (위성 6기)통신 위성
2011년 2월 26일
03:07
소유스-2.1b / 프레갓-M플레세츠크 43번 기지성공코스모스 2471 (글로나스-K 11L)항법 위성
2011년 7월 13일
02:27
소유스-2.1a / 프레갓-M바이코누르 31번 기지성공글로벌스타-2 F2 (위성 6기)통신 위성
2011년 10월 2일
20:15
소유스-2.1b / 프레갓-M플레세츠크 43번 기지성공코스모스 2474 (글로나스-M 742)항법 위성
2011년 11월 28일
08:25
소유스-2.1b / 프레갓-M플레세츠크 43번 기지성공 코스모스 2478 (글로나스-M 746)항법 위성
2011년 12월 23일
12:08
소유스-2.1b / 프레갓-M플레세츠크 43번 기지실패 메리디안 5군사 통신 위성이상 현상으로 인해 3단계 엔진이 조기에 비활성화된 후 폭발하여 궤도에서 벗어남; 위성 배치 실패.
2011년 12월 28일
17:09
소유스-2.1a / 프레갓-M바이코누르 31번 기지성공 글로벌스타-2 F3 (위성 6기)통신 위성
2012년 9월 17일
16:28
소유스-2.1a / 프레갓바이코누르 31번 기지성공메트옵-B기상 위성
2013년 2월 6일
16:04
소유스-2.1a / 프레갓-M바이코누르 31번 기지성공글로벌스타-2 F4 (위성 6기)통신 위성
2013년 4월 19일
10:00
소유스-2.1a바이코누르 31번 기지성공비온-M 1호생물 과학 위성
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2016년 2월 7일
00:21
소유스-2.1b / 프레갓-M플레세츠크 43번 기지성공코스모스 2514 (글로나스-M 751)항법 위성
2016년 3월 13일
18:56
소유스-2.1b바이코누르 31번 기지성공레수르스-P 3호지구 관측 위성
2016년 3월 24일
09:42
소유스-2.1a플레세츠크 43번 기지성공코스모스 2515 (바스-M 2L)정찰 위성
2016년 3월 31일
16:23
소유스-2.1a바이코누르 31번 기지성공프로그레스 MS-02ISS 우주 물류
2016년 4월 28일
02:01
소유스-2.1a / 볼가보스토치니 1S 기지성공
소유스-2
로켓 정보
이름소유스-2 (2.1a / 2.1b)

이미지 준비중입니다.

GLONASS-K2 위성을 궤도로 운반하는 GLONASS-K2 위성을 궤도로 운반하는 소유스-2.1b 로켓 발사
기능중형 리프트 발사체
제조사RKTs 프로그레스
원산지러시아
가격3,500만 ~ 4,850만 달러
높이46.3 m
지름10.3 m
질량312,000 kg
단수3단 또는 4단
상태현역
발사 장소바이코누르, 31/6 발사대
플레세츠크, 43/3 발사대 & 43/4 발사대
보스토치니, 1S 발사대
발사 횟수145회 (+1회 준궤도)
성공 횟수140회 (+1회 준궤도)
실패 횟수4회
부분적 실패 횟수1회
최초 발사A: 2004년 11월 8일
B: 2006년 12월 27일
마지막 발사A: 작동 중
B: 작동 중
탑재물CoRoT
GLONASS
프로그레스
소유스 MS
OneWeb
궤도 투입 능력
저궤도 (LEO)고도: 240 km
경사:
바이코누르 및 보스토치니 발사 시 51.6°
플레세츠크 발사 시 72°
질량:
바이코누르 발사 시:
A: 7,430 kg
B: 8,670 kg
플레세츠크 발사 시:
A: 6,800 kg
B: 7,730 kg
보스토치니 발사 시:
A: 7,460 kg
B: 8,600 kg
극궤도고도: 240 km
경사: 98°
질량:
바이코누르 발사 시:
A: 5,830 kg
B: 7,030 kg
플레세츠크 발사 시:
A: 6,130 kg
B: 7,270 kg
보스토치니 발사 시:
A: 6,070 kg
B: 7,260 kg
지구-달 전이 궤도 (TLI)B: 2,350 kg (프레가트 사용, 바이코누르에서 발사 시)
1단계 (부스터)
종류부스터
이름블록 B, V, G & D
개수4개
길이19.6 m
지름2.68 m
공허 질량3,784 kg
총 질량44,413 kg
추진제 질량액체 산소: 27,900 kg
RP-1: 11,260 kg
엔진1 × RD-107A
추력해수면: 838.5 kN
진공: 1,021.3 kN
비추력해수면: 262초
진공: 319초
연소 시간118초
연료액체 산소 / RP-1
2단계
종류코어
이름블록 A
길이27.1 m
지름2.95 m
공허 질량6,545 kg
총 질량99,765 kg
추진제 질량액체 산소: 63,800 kg
RP-1: 26,300 kg
엔진1 × RD-108A
추력해수면: 792.5 kN
진공: 990.2 kN
비추력해수면: 255초
진공: 319초
연소 시간286초
연료액체 산소 / RP-1
3단계
종류스테이지
이름블록 I
길이6.7 m
지름2.66 m
공허 질량2,355 kg
총 질량27,755 kg
추진제 질량액체 산소: 17,800 kg
RP-1: 7,600 kg
엔진A: 1 × RD-0110
B: 1 × RD-0124
추력A: 298.03 kN
B: 294.3 kN
비추력A: 325초
B: 359초
연소 시간A: 250초
B: 270초
연료액체 산소 / RP-1
4단계 (선택 사항)
종류스테이지
이름프레가트 / 프레가트-M
길이프레가트: 1.875 m
프레가트-M: 1.945 m
지름프레가트: 3.44 m
프레가트-M: 3.8 m
공허 질량프레가트: 945 kg
프레가트-M: 1,035 kg
총 질량프레가트: 6,235 kg
프레가트-M: 7,640 kg
추진제 질량프레가트: 5,307 kg
프레가트-M: 6,650 kg
엔진1 × S5.92
추력13.93-19.85 kN
비추력320-333.2초
연소 시간최대 1,100초 (최대 7회 시동)
연료사산화 이질소 / UDMH
4단계 (선택 사항)
종류스테이지
이름볼가
길이1.025 m
지름3.2 m
공허 질량840 kg
추진제 질량300-900 kg
엔진1 × 17D64
추력2.94 kN
비추력307초
연료사산화 이질소 / UDMH

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