아리안 로켓
1. 개요
아리안 로켓은 유럽 우주국(ESA)에서 개발한 일련의 발사체로, 1979년 아리안 1을 시작으로 아리안 6까지 다양한 모델이 개발되었다. 아리안 1, 2, 3는 3단 로켓으로, 아리안 4는 다양한 파생형을 가지며 1988년부터 2003년까지 주력 모델로 사용되었다. 아리안 5는 대형 로켓으로 상업용 위성 발사에 특화되었으며, 아리안 6는 아리안 5의 후속 모델로 2024년에 처음 발사되었다. 아리안 넥스트는 개발 중인 차세대 재사용 가능 발사체이다.
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아리안 로켓 -
아리안 5
아리안 5는 유럽우주국의 중량급 로켓으로, 다양한 파생 모델을 거쳐 최대 10,500kg의 탑재체를 정지궤도 전이궤도까지 운반하는 ECA 모델이 주력으로 활용되었으나, 아리안 6 개발로 2023년 퇴역하였다. -
아리안 로켓 -
아리안 4
아리안 4는 유럽 우주국에서 개발한 아리안 로켓 계열의 최종 버전으로, 아리안 2, 3 로켓을 기반으로 개발되어 높은 성공률을 기록하며 유럽 위성 발사의 주축으로 활약하다 아리안 5와 소유스 ST 로켓으로 대체되었다. -
로켓 계열 -
뮤 로켓
뮤 로켓은 일본의 우주 개발을 위해 개발된 고체 연료 로켓 시리즈로, 다양한 모델이 개발되어 일본의 인공위성 발사에 기여했으며 과학 연구에도 활용되었다. -
로켓 계열 -
R-7 로켓
R-7 로켓은 소련의 OKB-1 설계국에서 개발한 세계 최초의 대륙간 탄도 미사일로, 핵 공격을 목표로 설계되었으나 우주 발사체로 전환되어 스푸트니크 1호 발사를 시작으로 다양한 파생형을 낳았으며 현대화된 소유즈-2는 현재까지도 러시아 우주 프로그램의 주력으로 사용되고 있다. -
우주발사체 -
팰컨 1
스페이스X에서 개발한 팰컨 1은 민간 자금으로 개발된 액체 추진 방식의 소형 궤도 발사체로, 여러 번의 시도 끝에 세계 최초로 민간 액체 추진 로켓으로서 궤도 진입과 상업 위성 발사에 성공했으나, 사업성 부족으로 운용이 중단되었다. -
우주발사체 -
델타 IV
델타 IV는 미국 공군의 EELV 프로그램에 따라 개발된 델타 로켓 계열의 발사체로, 액체 수소 연료와 RS-68 엔진을 사용하며 다양한 버전으로 운용되다가 높은 비용과 수요 부족으로 인해 단계적으로 폐지되었고, 벌컨 켄타우루스가 이를 대체할 예정이다.
2. 아리안 1, 2, 3
초기 아리안 로켓 모델들은 미사일 기술을 바탕으로 개발된 3단 로켓이었다. 1, 2단은 과산화 추진제를 사용했고, 3단은 극저온 액체 수소와 액체 산소(LH2/LOX)를 사용했다.
아리안 2와 아리안 3은 아리안 1의 개량형으로, 주로 로켓 엔진을 개선하고 탱크를 늘려 탑재량을 증가시켰다. 특히, 아리안 3은 아리안 2에 고체 로켓 부스터를 추가하여 성능을 더욱 향상시켰다. 가장 큰 버전은 SPELDA(Structure Porteuse Externe pour Lancements Doubles Ariane) 어댑터를 사용하여 두 개의 인공위성을 동시에 발사할 수 있었다.
이후 개발된 아리안 4는 1단과 3단의 연료 탑재량을 늘리고, 액체 및 고체 추진 부스터를 최대 4개까지 추가할 수 있는 유연한 구조를 갖추어, 다양한 페이로드(탑재량) 요구에 경제적으로 대응할 수 있었다.
| 형식 | PAP | PAL | 최대 페이로드(kg) | 발사 횟수(성공 횟수) |
|---|---|---|---|---|
| 아리안 40 | 0 | 0 | 2,800(*1) | 7(7) |
| 아리안 42P | 2 | 0 | 2,960 | 15(14) |
| 아리안 42L | 0 | 2 | 3,490 | 13(13) |
| 아리안 44P | 4 | 0 | 3,460 | 15(15) |
| 아리안 44L | 0 | 4 | 4,900 | 40(39) |
| 아리안 44LP | 2 | 2 | 4,330 | 26(25) |
* PAP는 고체 연료 부스터, PAL은 액체 연료 부스터
* 페이로드는 정지 천이 궤도(GTO)에의 투입 질량
* (*1) 단, Ariane40은 저궤도(LEO)의 능력 (GTO 발사 실적 없음)
아리안 4 중 가장 강력한 아리안 44L은 액체 추진 부스터(바이킹 5C 엔진) 4개를 탑재하여 정지 천이 궤도에 최대 4947kg의 페이로드를 운반할 수 있었다. 전장은 약 58m, 총 중량은 240000kg에서 470000kg 사이였다.
2.1. 아리안 1
아리안 1은 3단 로켓으로, 각 단의 구성은 다음과 같다.
* 제1단: 비대칭 디메틸 하이드라진(UDMH)과 사산화이질소(N2O4)를 연료로 사용하는 바이킹 엔진 4기
* 제2단: 비대칭 디메틸 하이드라진(UDMH)과 사산화이질소(N2O4)를 연료로 사용하는 바이킹 엔진 1기
* 제3단: 액체 산소(LOX)와 액체 수소(LH2)를 연료로 사용하는 HM7-A 엔진
아리안 1의 정지 천이 궤도(GTO) 투입 중량은 1850kg이며, 전장 47.46m, 총 중량은 211500kg이다.
2.2. 아리안 2
아리안 1을 개량한 것으로, 1단과 2단의 추진력을 증강시키고 3단의 추진력과 연료 탑재량을 늘렸다. 정지 천이 궤도(GTO)에 투입할 수 있는 페이로드(탑재량)는 2175kg이다. 전장(길이)은 49m (개량전 50m), 총 중량은 248300kg(개량전 207200kg)이다.
3단 로켓으로, 세부 구성은 다음과 같다.
* 1단: 비대칭 디메틸 하이드라진(UDMH)과 사산화 이질소(N2O4)를 연료로 사용하는 바이킹 엔진 4개
* 2단: 1단과 동일한 연료를 사용하는 바이킹 엔진 1개
* 3단: 액체 산소(LOX)와 액체 수소(LH2)를 연료로 사용하는 HM7-A/HM7-B 엔진
2.3. 아리안 3
아리안 3은 아리안 2에 고체 로켓 부스터(PAP)를 추가하여 성능을 향상시킨 로켓이다. 정지 천이 궤도(GTO)로의 페이로드(탑재량)는 2700kg이다. 아리안 3은 11번 발사하여 10번 성공했다.
3. 아리안 4
아리안 4는 1988년부터 2003년까지 운용된 아리안 로켓의 주력 모델이다. 1단과 3단의 연료 탑재량을 늘리고, 액체 및 고체 추진 부스터를 각각 2개씩 총 4개까지 부착할 수 있는 구조를 통해 페이로드에 따라 경제적인 운용이 가능했다.
가장 추력이 강한 아리안 44L은 액체 추진 부스터(바이킹 5C 엔진)를 4개 탑재하여 정지 천이 궤도(GTO)까지 최대 4,947kg의 페이로드를 운반할 수 있었다. 아리안 4는 전장 약 58m, 총 중량은 240,000kg에서 470,000kg이다.
아리안 4는 부스터 개수에 따라 다양한 파생형으로 분류된다.
4. 아리안 5
아리안 5는 이전의 아리안 4와는 구조가 완전히 달라진 대형 로켓이다. 프랑스 및 ESA의 유인 우주선 계획 에르메스 발사를 위해 개발되었으나, 에르메스 계획은 취소되었다. 이 때문에 상업용 위성 발사 전용으로 사용되었으며, 복수의 대형 위성을 동시에 발사할 수 있는 것이 특징이다.
최초 발사는 1996년 6월 4일 V88이었으나, 1단 엔진 제어 소프트웨어 결함으로 실패했다. 이후 1997년 10월 30일 V101 발사에 성공했다. 초기에는 신뢰성이 불안정했지만, 2006년 12월 8일 기준으로 16회 연속 발사에 성공하며, 총 30회 중 28회 성공(부분 성공 2회 포함)을 기록했다. 미국의 아틀라스 V, 델타 IV, 러시아의 프로톤, 중국의 창정 3호, 일본의 H-IIA 등과 상업용 위성 발사 시장에서 경쟁하는 소모성 우주 발사체(ELV)이다.
아리안 5는 다음과 같은 주요 구성 요소를 가진다.
* 1단: 벌컨 1기 (액체 수소(LH2)와 액체 산소(LOX) 사용)
* 부스터: P230 2기 (고체 로켓 부스터)
* 2단: 에스타스 (모노메틸 하이드라진(MMH)과 사산화 이질소(N2O4) 사용) 또는 HM7B (극저온)
1단은 전체 길이 30m, 무게 약 190톤이며, 액체 수소와 액체 산소 175톤을 포함한다. 벌컨 II의 추력은 약 1.4kN이다. 이륙 시 추력은 양쪽의 고체 연료 보조 로켓으로, 각각 무게는 277톤, 추력은 7.1kN이다. 과거에는 비행 후 조사를 위해 회수되었지만, 최근에는 발사 후 해저에 침몰한다.
아리안 5는 여러 파생형이 존재한다.
* 아리안 5 ME: 아리안 5 ECA와 ES를 대체하기 위해 개발이 심의되었던 기종이다. 기존 1단과 고체 연료 보조 로켓을 유지하고, 개발 중이던 빈치 엔진을 탑재한 상단을 갖출 예정이었다. 정지 천이 궤도로 2기 발사 시 투입 능력은 12톤으로 예상되었으나, 아리안 6 개발에 주력하기 위해 2014년 12월에 중단되었다.
4.1. 아리안 5G
아리안 5G는 아리안 5의 기본형으로, 전장 52m, 직경 5.4m, 발사 시 중량은 710,000kg이다. 정지 천이 궤도(GTO)로의 페이로드(Payload)는 5,970kg이었으나, 이후 6,200kg까지 향상되었다. 아리안 5G는 2003년 9월 27일에 마지막으로 발사된 이후 아리안 5G+에 임무를 넘기고 퇴역하였다.
4.2. 아리안 5G+
2004년에 3기만 발사되었다. 2단을 개량한 형식으로 정지 천이 궤도까지의 페이로드는 6,950kg이었다. 이후 아리안 5GS와 아리안 5 ECA로 인계되었다.
4.3. 아리안 5GS
2005년 8월에 최초로 발사되었다. 정지 천이 궤도 페이로드는 6,800kg이다. 아리안 5GS는 코어를 개량한 아리안 5ECA를 기반으로 제작되었다. 이러한 개량으로 인해 무게가 증가하여, 정지 천이 궤도로의 투입 능력은 단일 발사 시 6.6톤, 복수 발사 시 5.8톤으로 감소했다. 2009년까지 6기가 비행했다.
4.4. 아리안 5 ECA
아리안 5 ECA는 아리안 5G의 개량형이다. 2002년 11월 첫 발사는 실패했지만, 2005년 2월에 처음으로 발사에 성공했다. 1단 (벌컨 II 엔진), 2단 (아리안 4에서 사용되던 액체 산소와 액체 수소를 사용하는 HM7B 엔진), 고체 로켓 부스터 (P241)를 모두 개량하여 성능을 크게 향상시켰다. 이를 통해 정지 천이 궤도 (GTO)로의 페이로드를 10,500kg까지 늘렸다.