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KSR-III

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1. 개요

KSR-III는 1997년부터 개발된 대한민국 최초의 액체 연료 로켓으로, 액체 산소와 케로신을 추진제로 사용하며 가스 압송식 사이클의 12.5톤급 엔진을 사용했다. KSR-III는 구 KSLV-1 계획을 위한 시험대 역할을 했으며, 2002년 11월 28일 단 한 차례 발사되어 고도 42.7km까지 비행 후 동해에 추락했다. KSR-III 개발은 미국의 방해와 러시아의 기술 협력을 받았으며, 현대정공의 참여와 중단 등의 과정을 거쳤다. KSR-III 개발을 통해 확보된 기술은 추력 벡터 제어 장치, 관성항법장치 등 핵심 기반 기술 개발에 기여했으며, 이후 KSLV-I (나로호) 개발로 이어졌다.

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KSR-III
KARI KSR-3
KSR-3
일반 정보
국가대한민국
설계한국항공우주연구원
제작사한국항공우주연구원 (추정)
날짜2002년
목적불명
엔진 정보
종류액체
연료불명
산화제불명
용량불명
연소실불명
노즐 비불명
추력 (해수면)불명
추력 (진공)불명
비추력 (진공)불명
비추력 (해수면)불명
연소실 압력불명
추력 대 중량 비불명
직경불명
길이불명
건조 중량불명

2. 역사

KSR-III는 1997년부터 개발이 시작된 액체 산소케로신을 추진제로 사용하는 가스 압송식 사이클의 12.5톤급 엔진을 사용하는 액체 연료 로켓이다. KSLV-1 계획을 위한 시험대 역할을 담당했으며, 액체 연료 로켓 엔진은 현대우주항공에서 제조되었다.[7]

개발 과정에서 러시아의 켈디쉬 연구소에 설계 기술 자문을 받았으며, Niiihimmash 연구소에서 13톤급 엔진 연소 실험을 실시했다. 당시 러시아는 경제적으로 어려워 기술 판매를 통해 자금을 확보해야 했기에, 한국에 로켓 기술 협력을 제공할 수 있었다.[7]

2002년11월 28일 발사되어 고도 42.7km까지 비행했으며, 발사 231초 후 해안에서 85km 떨어진 동해에 추락했다. 당초 KSR-3 사업은 1단식 기본형을 고도 250km, 3단식 응용형을 고도 900km까지 도달시키는 것을 목표로 했으나, 한 번의 발사로 종료되었다.[8] 이 사업에는 7800억이 투입되었다.

1999년 현대우주항공의 많은 부문이 한국항공우주산업으로 통합되었지만, KSR-3의 액체 연료 로켓 엔진 개발 부문은 그대로 남아 있었다. 그러나 후속 나로 개발 계획이 러시아와의 공동 개발 사업이 되면서, 현대우주항공의 액체 연료 로켓 엔진 개발 부문은 로템(당시)에 흡수되었고, 이후 로템은 액체 연료 로켓 엔진 개발에서 완전히 손을 뗐다.[9]

2. 1. 미국의 방해

2001년 말, 9.11 테러 직후, 미국은 한국의 액체로켓인 KSR-III 개발이 한미 미사일 지침 위반이라며, 대덕의 한국항공우주연구원에 사찰단을 보냈다.[10]

2. 2. 러시아 협력

대한민국은 KSR-III 개발 초기 액체연료 로켓 엔진 시험 시설이 부족했기 때문에 러시아의 협력을 받아 초기 시험을 진행했다.[11] 당시 러시아는 경제적으로 어려움을 겪고 있어 기술을 판매해 자금을 확보하고자 했기 때문에, 켈디쉬 연구소에서 설계 기술 자문을 받고 Niiihimmash 연구소에서 13톤급 엔진 연소 시험을 지원받을 수 있었다.[7]

2. 3. 현대정공의 참여와 중단

1990년대 초, 현대정공(현 현대모비스)은 정주영 회장의 주도로 우주 개발 사업에 참여했다. 정주영 회장은 1992년 대선에서 낙선한 후, 김영삼 대통령 임기 내에 인공위성 발사체를 개발하겠다는 계획을 세웠다. 이에 따라 현대차 마북연구소에 개발팀이 꾸려졌고, 1990년대 초 갤로퍼 개발을 주도했던 김동진 현대정공 기술연구소장이 책임을 맡았다. 현대정공은 러시아에서 절단된 로켓 엔진을 500000USD에 구매하고 로켓 엔지니어를 초빙하는 등 적극적인 투자를 진행했다.[12]

한국항공우주연구원의 채연석, 유장수 책임연구원 등 5명의 과학자들은 현대정공의 요청으로 더 멀리 발사할 수 있는 액체로켓 기술 개발에 착수했다. 정몽구 회장의 지원 아래, 현대정공은 러시아 로켓 기술자들을 초빙하고 기술을 연구할 발사대를 옮겨왔다. 마북리 연구소에서는 항우연 과학자 20명이 현대정공이 초청한 러시아 기술자 3명으로부터 액체 발사체 기술을 전수받았다. 이들은 훗날 나로호 개발의 주역이 되었다.[13]

그러나 1995년 김영삼 정부와 현대 간의 갈등으로 인해 현대의 우주 개발 사업은 중단되었다. 현대정공의 우주 개발 사업 중단은 대한민국 액체로켓 기술 개발이 10년 정도 늦어지는 결과를 초래했다는 평가를 받는다.[13]

3. 액체연료 로켓 개발 과정

대한민국은 액체연료 로켓 개발 경험이 부족했기 때문에, KSR-III 개발을 통해 추력 13톤급 KRE-013 엔진을 개발하고, 이후 30톤급 KRE-030, 75톤급 KRE-075 엔진을 순차적으로 개발하는 전략을 택했다. 이는 선진국들이 액체연료 로켓을 추력 10톤, 30톤, 75톤 순서로 개발한 전례를 따른 것이다.[14]

1997년부터 액체 산소케로신을 추진제로 사용하는 가스 압송식 사이클의 12.5톤급 엔진을 사용하는 액체 연료 로켓 개발이 시작되었다. 이 엔진은 현대우주항공에서 제조되었다.[9] 한국항공우주연구원(항우연)은 KSR-III 개발사업을 통해 위성발사체 개발에 필수적으로 요구되는 액체추진기관, 추력 벡터 제어장치, 관성항법장치, 전자탑재부, 대형 탱크 등의 핵심 기초 기반기술과 일부 노하우를 확보했다.[14]

조광래 항우연 원장은 "항우연 설립 당시에는 연구 인원이 고작 30여명에 불과했고 선진국으로부터 기술자문도 구할 수 없는 상황이었다"며 "국내 최초의 액체연료 과학로켓인 KSR-III 개발에 본격 착수한 것은 1997년으로 실질적인 투자는 김대중 정부 시절(1998년 2월~2003년 2월)에 들어서야 집행됐다"고 회상했다.[16]

개발 과정에서 러시아의 켈디쉬 연구소를 방문하여 설계 기술에 관한 자문을 받았으며, 러시아의 Niiihimmash 연구소에서 13톤급 엔진의 연소 실험을 실시했다. 당시 러시아는 경제적으로 어려움을 겪고 있었기 때문에, 국가 핵심 기술인 로켓 기술을 한국에 판매하여 자금을 확보하고자 했다.[7]

2002년 11월 28일 단 한 차례 발사되어 고도 42.7km까지 비행했으며, 발사 231초 후 해안에서 85km 떨어진 동해에 추락했다. 당초 KSR-3 사업은 1단식 기본형을 고도 250km, 3단식 응용형을 고도 900km까지 도달시키는 것을 목표로 했으나, 이 목표는 달성하지 못하고 한 번의 발사로 종료되었다.[8] KSR-III 개발에는 총 7800억이 투입되었다.

1999년 현대우주항공의 많은 부문이 다른 제조 업체와 통합되어 한국항공우주산업이 되었지만, KSR-3의 액체 연료 로켓 엔진을 개발한 부문은 그대로 남아 있었다. 그러나 후속 나로 개발 계획이 러시아와의 공동 개발 사업이 되면서, 현대우주항공의 액체 연료 로켓 엔진 개발 부문은 존속할 수 없게 되었고, 로템(당시)에 흡수되었으며, 이후 로템은 액체 연료 로켓 엔진 개발에서 완전히 손을 뗐다.[9]

2009년, KSR-III 개발을 주도한 채연석 한국항공우주연구원 연구위원은 "KSR-III는 13t급으로 추력이 작지만 이 기술을 향상시켜 현재 30t급 KRE-030 액체로켓 엔진 기술을 독자적으로 확보했다"고 말했다.[15]

4. 발사 이후

2002년 과학로켓 3호(KSR-III) 발사에 성공한 후, 대한민국 정부는 러시아와 공동으로 2005년까지 100 kg 인공위성을 발사하는 KSLV-I(나로호)을 개발하고, 2010년에는 1톤 인공위성을 발사하는 KSLV-II호, 2015년에는 1.5톤 인공위성을 발사하는 KSLV-III호를 독자 개발하여 발사할 계획이었다. 그러나 KSLV-I(나로호)는 당초 계획보다 4년 늦어진 2009년에야 발사되었다.[7]



이후 1톤 인공위성을 발사하는 KSLV-II호 개발 계획은 취소되었고, 곧바로 1.5톤 인공위성을 발사하는 KSLV-II호(누리호) 개발로 계획이 변경되었다. 2021년에 누리호 발사가 예정되어 있으며, 나로호 보다 1.5배 더 큰 규모이다.[7]

5. 제원

KSR-III는 한국항공우주연구원(KARI)이 주관하여 개발한 액체 연료 로켓이다. 1997년부터 개발이 시작되어 2002년 11월 28일에 발사되었다.[6] KSR-III는 Jet A-1(케로신)과 액체 산소를 추진제로 사용하며, 가압식 사이클 방식의 13톤급 KRE-013 엔진을 사용했다.

구분내용
길이13.5m (또는 14m)
지름1.0m
발사 중량6.1t
도달 고도42.7km (또는 43km)
도달 거리79km (또는 85km)
개발비7800억


5. 1. 상세 제원

항목내용
주관KARI
길이13.5 m
지름1.0 m
발사 중량6.1 t
화물 중량150 kg
도달 고도42.7 km
도달 거리79 km
추진제Jet A-1 / 액체 산소
액체연료 공급 방식가압식 사이클
엔진 추력13톤 KRE-013 엔진
최대 가속도4.5 g
최대 속도초속 962 m
연소 시간53초
비행 시간3분 51초
개발 시작1997년 11월
개발비7800억
발사 시각2002년 11월 28일 14시 52분 26초[6]


참조

[1] 서적 The Politics of Space: A Survey https://books.google[...] Routledge 2010-11
[2] 서적 Passive optical remote sensing of the atmosphere and clouds IV: 9-10 November, 2004, Honolulu, Hawaii, USA https://books.google[...] SPIE
[3] 서적 Proceedings of the American Society for Composites, Seventeenth Technical Conference https://books.google[...] CRC Press 2002-10-24
[4] 서적 Korea Trade & Investment https://books.google[...] Korea Trade Promotion Corporation
[5] 서적 Emerging Space Powers: The New Space Programs of Asia, the Middle East and South-America https://books.google[...] Springer Science & Business Media 2011-01-30
[6] 서적 Handbook of Space Engineering, Archaeology, and Heritage https://books.google[...] CRC Press 2009-06-26
[7] 뉴스 韓国宇宙発射体開発、旧ソ連圏国家の助けが大きかった https://web.archive.[...] 中央日報 2022-06-23
[8] 뉴스 『大韓民国の宇宙開発の21年、宇宙強国大韓民国不都合な真実』 http://news.kbs.co.k[...] 韓国KBS
[9] 뉴스 宇宙開発:企業が相次ぎ事業縮小へ http://www.chosunonl[...] 朝鮮日報 2013-02-02
[10] 뉴스 韓-러 우주개발 新동반자로 동아일보 2002-12-15
[11] 뉴스 ‘宇宙대국’ 건설 허황된 꿈이었나…감사원 지적 우주개발 문제점 국민일보 2001-11-09
[12] 뉴스 한국형 로켓 한국일보 2017-07-11
[13] 간행물 한국경제신문
[14] 뉴스 '[우주강국에 도전한다](3)발사체' 전자신문 2007-08-01
[15] 뉴스 1993년 고체로켓 → 1998년 단분리 → 2002년 액체로켓 동아일보 2009-08-14
[16] 뉴스 '[서경이 만난 사람] 조광래 항공우주연구원장' 서울경제 2016-03-13



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