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벌컨 (로켓)

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목차

1. 개요

벌컨 센타우르는 유나이티드 론치 얼라이언스(ULA)가 개발한 2단 액체 연료 로켓이다. 2015년에 발표되었으며, 기존의 아틀라스 V와 델타 IV 로켓을 대체할 목적으로 개발되었다. 1단에는 블루 오리진의 BE-4 엔진, 2단에는 센토르 V 상단을 사용하며, 고체 로켓 부스터(SRB)를 추가하여 발사 능력을 향상시킬 수 있다. 2024년 1월 첫 발사에 성공했으며, 다양한 버전과 구성을 통해 저궤도, 정지 궤도, 달 전이 궤도 등 다양한 궤도로의 발사가 가능하다. ULA는 벌컨 센타우르의 성능을 향상시키기 위해 SMART 재사용 기술과 벌컨 헤비 변형 모델을 연구하고 있다.

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벌컨 (로켓)
개요
벌컨 센타우르 로켓
벌컨 센타우르 VC2S 구성, 첫 비행 준비 중
일반 정보
기능헤비 리프트 발사체
제조사유나이티드 론치 얼라이언스
원산지미국
대당 가격1억 1천만 미국 달러 (최저가 기준)
상태운용 중
물리적 특성
높이표준 페어링:
단 수2단
성능
발사 이력
발사 횟수2회
성공 횟수2회
첫 발사2024년 1월 8일
발사장
1단 로켓 (벌컨)
엔진2 x BE-4
연소 시간299초
연료LOX / CH4
2단 로켓 (센타우르 V)
엔진2 x RL10C
추력|kN}}
연소 시간1,077초
연료LOX / LH2
고체 로켓 부스터 (GEM-63XL)
수량0, 2, 4, 또는 6개
추력각 , 6개 사용시 총
연소 시간87.3초
연료AP / HTPB / Al

2. 역사

ULA는 2006년 설립 이후 10년 동안 여러 발사체 개념을 검토해 왔다. 아틀라스와 델타를 기반으로 한 다양한 파생형 개념이 제안되었지만, 모두 미국 정부로부터 예산을 받지 못하고 개념 단계에 머물렀다.

2014년, ULA는 벌컨 센타우르 개발을 결정하고, 발사 비용을 절반으로 줄이기 위해 회사의 근본적인 재편을 실시했다. 당시 ULA는 후계기 개념을 "차세대 발사 시스템"으로 칭했으며, 2014년 말부터 2015년 초까지 이 명칭을 사용했다.

2015년 4월 13일, CEO인 Tory Bruno|토리 브루노영어는 제31회 우주 심포지엄에서 새로운 ULA 발사체인 '''벌컨''' (Vulcan)을 발표했다. 벌컨의 명칭은 온라인 투표로 선정되었지만, 이미 Vulcan Real Estate|Vulcan Inc.영어가 상표를 가지고 있어 ULA에 통지했다.[94]

ULA는 점진적인 방식으로 벌컨의 기체와 기술을 개발했다. 초기 벌컨은 RL-10-C 엔진을 탑재한 센토어 V를 상단 로켓으로 사용할 예정이었다. Advanced Cryogenic Evolved Stage|첨단 극저온 발전 스테이지영어 (ACES)라는 첨단 극저온 상단은 2010년대 말 개발 완료 예정이었으나, 2019년에는 실현 시기가 미정이라고 발표되었다.

ULA는 엔진 정지 후 기체에서 엔진을 분리하여 공력 가열로부터 보호하고, 낙하산으로 강하시켜 헬리콥터로 회수하는 기술을 개발할 계획이다.[94] 2015년 4월, ULA는 재사용 가능한 엔진을 채택하면 1단 비용의 90%, 1단 제조비의 65%를 절감할 수 있다고 추산했다.

ULA는 아틀라스 V를 원형으로 한 "베어본 벌컨"을 2021년까지 약 1억 달러에 판매하는 것을 목표로 하고 있다. 이는 약 1억 6400만 달러에 판매되던 아틀라스 V의 절반 가격이다.

2015년 5월, ULA의 CEO는 정지 천이 궤도로 23,000 kg의 발사 능력을 가진 벌컨 헤비를 공개했다. 하지만 ACES 상단을 갖춘 단일 코어 벌컨 561은 동일 궤도에 15,100 kg의 발사 능력을 가질 예정이다.

ULA는 미국 정부에 로켓 개발 자금 지원을 요청했고, 2016년 3월 ULA에게 2.01억달러의 예산이 배정되었다.[121] 2018년 3월에는 예산의 75%가 배정되었고, 25% 정도 개발이 진행되었다고 ULA의 벌컨 로켓 개발자가 밝혔다.[122][123]

ULA는 비용 절감을 위해 회사 프로세스 및 인력을 재구성했다. 아틀라스 V의 후속 모델은 기존 아틀라스 V와 델타 IV를 통합하여 아틀라스 V 로켓 비용을 절반으로 줄이는 것을 목표로 한다.

2018년 5월, ULA는 벌컨 센타우르 상단 로켓에 Aerojet Rocketdyne의 RL10 엔진을 선정했다고 발표했다.

2019년 8월, ULA는 벌컨 센타우르가 Astrobotic Technology의 ''페레그린'' 달 착륙선을 싣고 2021년 초에 처음 발사될 것이라고 발표했다. 그러나 BE-4 엔진의 기술적 문제로 인해 2020년 12월까지 발사가 2022년으로 연기되었다. 2021년 6월, Astrobotic은 코로나19 범유행으로 인해 ''페레그린''이 제때 준비되지 않아 미션과 벌컨 센타우르의 첫 발사가 연기될 것이라고 발표했고, ''페레그린''의 추가 지연으로 벌컨의 발사는 2023년으로 연기되었다.

2022년 4월, ULA와 아마존은 벌컨을 이용하여 "프로젝트 카이퍼"의 저궤도 위성을 38회 발사하는 계약을 발표했고, 이후 47회 발사로 계약을 늘렸다.

2022년 10월 18일, ULA의 CEO 토리 브루노는 두 번째 BE-4 엔진을 받았다고 트윗했다.[109] 그러나 2023년 6월 30일, BE-4 시험 연소 중 폭발 사고가 발생하여 발사 시기가 미정으로 되었다.

첫 발사는 2023년 11월에 12월 24일로 예정되었지만 연기되어, 2024년 1월 8일에 달 착륙선 페레그린 미션 원이 발사되었다.

2. 1. 배경

ULA는 2014년에 벌컨 센타우르 개발을 결정했는데, 여기에는 두 가지 주요 이유가 있었다. 첫째, 상업 및 민간 고객들이 스페이스X의 더 저렴한 팰컨 9 재사용 발사체로 이동하면서, ULA는 미국의 군 및 정보 기관 계약에 점점 더 의존하게 되었다.[28][29] 둘째, 2014년 러시아의 크림반도 합병으로 인해 미국 의회는 러시아에서 제조된 RD-180 엔진을 사용하는 아틀라스 V에 대한 국방부의 의존성에 불편함을 느꼈다. 2016년, 의회는 2022년 이후 RD-180 엔진을 기반으로 한 발사 서비스를 군에서 조달하는 것을 금지하는 법안을 통과시켰다.[30]

2018년 9월, ULA는 새로운 1단 부스터에서 RD-180을 대체하기 위해 블루 오리진의 BE-4 엔진을 선택했으며, 연료로는 액체 산소(LOX)와 액체 메탄(CH4)을 사용한다고 발표했다.[31] 해당 엔진은 이미 개발 3년차에 접어들었으며, ULA는 새로운 단과 엔진이 2019년 안에 비행을 시작할 것으로 예상한다고 밝혔다.[33] 550000lbf의 추력을 가진 BE-4 엔진 2기가 새로운 발사체 부스터에 사용될 예정이었다.[32][53][33]

2014년 초 우크라이나 위기를 겪으면서, 미국 정부는 지정학적, International sanctions during the Ukrainian crisis|정치적영어 우려로 인해 ULA에게 아틀라스 V의 1단에 사용되는 러시아제 RD-180 엔진의 교체를 위한 검토를 촉구했다. 2014년 6월에 ULA는 공식적으로 여러 미국의 로켓 엔진 공급 회사와 조사 계약을 체결했다.[90] 또한 ULA는 자신의 기반이며 미국의 국가 안보의 핵심인 군사용 위성 발사 시장에 스페이스X사의 진입에 직면하여, 2014년 7월 이후 미국 의회와 RD-180 엔진의 향후 사용 전망에 대해 논의를 진행했다.[89]

2014년 9월, ULA는 블루 오리진과 RD-180을 대체할 목적으로 새로운 1단에 사용할 BE-4액체 산소/메탄 엔진의 개발에 협력할 것을 발표했다. 블루 오리진이 엔진 개발에 착수한 지 이미 3년이 경과했고, ULA는 새로운 부스터와 엔진의 2019년 이후 발사를 기대한다고 밝혔다.[93] 추력 2400kN의 2기의 BE-4 엔진이 신형 발사체에 탑재될 예정이다.[90]

2014년 10월, ULA는 발사 비용을 절반으로 줄이기 위해 회사의 근본적인 재편을 실시할 것을 발표했다. 재편과 새로운 비용 절감 목표의 이유 중 하나는 스페이스X와의 Space launch market competition|우주 발사 시장 경쟁영어이다.[91][89] ULA는 아틀라스 V의 발사 비용을 절반으로 줄이는 아틀라스 V 후계기 개발을 위해, 2014년 말에 기존의 아틀라스 V와 델타 IV의 기술을 도입한 설계 개념의 계획을 수립했다.[91] 재편 노력의 일환으로, 새로운 발사체를 위해 블루 오리진의 BE-4를 대체 엔진으로 공동 개발한다고 표명했다.[92]

2015년 4월 13일, CEO인 Tory Bruno|토리 브루노영어는 제31회 우주 심포지엄에서 신형 TSTO 로켓인 새로운 ULA 발사체를 '''벌컨''' (Vulcan)으로 발표했다. 벌컨의 명칭은 온라인 투표로 선정되었다.[94]

2. 2. 개발 과정

ULA는 2014년에 벌컨 센타우르 개발을 결정했는데, 여기에는 두 가지 주요 이유가 있었다. 첫째, 상업 및 민간 고객들이 스페이스X의 더 저렴한 팰컨 9 재사용 발사체로 몰려가면서, ULA는 미국의 군 및 정보 기관 계약에 점점 더 의존하게 되었다.[28][29] 둘째, 2014년 러시아의 크림반도 합병으로 인해 미국 의회는 러시아에서 제조된 RD-180 엔진을 사용하는 아틀라스 V에 대한 국방부의 의존성에 불편함을 느꼈다. 2016년, 의회는 2022년 이후 RD-180 엔진을 기반으로 한 발사 서비스를 군에서 조달하는 것을 금지하는 법안을 통과시켰다.[30]

2015년, ULA는 벌컨 로켓을 발표하고 기존 로켓을 점진적으로 대체할 것을 제안했다.[34] 벌컨은 델타 IV의 동체 직경 및 생산 공정을 기반으로 한 새로운 1단 로켓으로 시작할 예정이었으며, 초기에는 두 개의 블루 오리진 BE-4 엔진 또는 대체재로 AR1을 사용할 것으로 예상되었다. 2단 로켓은 아틀라스 V에서 이미 사용된 기존의 센토르 III가 될 예정이었다. 이후 업그레이드인 고급 극저온 진화형 상단 (ACES)은 벌컨의 첫 비행 후 몇 년 안에 도입될 계획이었다.[34] ULA는 또한 벌컨 부스터 엔진, 추력 구조 및 1단 항공 전자 장치를 재사용하기 위한 설계 개념을 공개했는데, 이는 부스터 엔진 차단 후 추진제 탱크에서 모듈로 분리될 수 있었으며, 모듈은 팽창식 열 차폐막 뒤에서 대기 재진입할 수 있었다.[35]

2018년 9월, ULA는 새로운 1단 부스터에서 RD-180을 대체하기 위해 블루 오리진의 BE-4 엔진을 선택했으며, 연료로는 액체 산소 (LOX)와 액체 메탄 (CH4)을 사용한다고 발표했다.[31] 해당 엔진은 이미 개발 3년차에 접어들었으며, ULA는 새로운 단과 엔진이 2019년 안에 비행을 시작할 것으로 예상한다고 밝혔다.[33] 550000lbf 추력의 BE-4 엔진 2기가 새로운 발사체 부스터에 사용될 예정이었다.[32][53][33]

초기 몇 년 동안 ULA 이사회는 벌컨 센타우르 개발에 분기별 자금 지원을 약속했다.[36] 미국 정부는 벌컨 센타우르 개발에 약 12억달러를 공공-민간 파트너십으로 약속했으며, ULA가 국가 안보 우주 발사 계약을 체결하면 더 많은 자금을 지원할 계획을 가지고 있었다.[37]

2016년 3월까지 미국 공군(USAF)은 벌컨 개발에 최대 2.02억달러를 지원하기로 약속했다. ULA는 아직 개발 총 비용을 추정하지 않았지만, CEO인 토리 브루노는 "새로운 로켓은 일반적으로 메인 엔진에 10억달러를 포함하여 20억달러가 소요된다"고 말했다.[36]

2018년 10월, 제안 요청 및 기술 평가에 따라 ULA는 국가 안보 우주 발사 프로그램의 일환으로 벌컨 발사 시스템의 프로토타입을 개발하기 위해 9.67억달러를 받았다.[37]

2015년 9월, BE-4 로켓 엔진 생산을 확대하여 더 많은 테스트를 허용할 것이라고 발표했다.[38] 그 다음 해 1월, ULA는 벌컨 1단 로켓의 두 가지 버전을 설계하고 있었는데, BE-4 버전은 덜 밀도가 높은 메탄 연료 사용을 지원하기 위해 5.4m 직경을 갖도록 설계되었다.[39] 2017년 말, 상단 로켓은 더 크고 무거운 센타우르 V로 변경되었고, 발사체는 벌컨 센타우르로 이름이 바뀌었다.[40] 2018년 5월, ULA는 벌컨 센타우르 상단 로켓에 Aerojet Rocketdyne의 RL10 엔진을 선정했다고 발표했다.[41] 그해 9월, ULA는 벌컨 1단 로켓에 블루 오리진의 BE-4 엔진을 선정했다고 발표했다.[42][43]

2019년 8월, ULA는 벌컨 센타우르가 Astrobotic Technology의 ''페레그린'' 달 착륙선을 싣고 2021년 초에 처음 발사될 것이라고 말했다.[51][52][53] 2020년 12월까지, BE-4 주 엔진의 기술적 문제로 인해 발사가 2022년으로 연기되었다.[54][55] 2021년 6월, Astrobotic은 코로나19 범유행으로 인해 ''페레그린''이 제때 준비되지 않아 미션과 벌컨 센타우르의 첫 발사가 연기될 것이라고 발표했고, ''페레그린''의 추가 지연으로 벌컨의 발사가 2023년으로 연기되었다.[56][57][58]

2. 3. 개발 지연

ULA는 2014년에 벌컨 센타우르 개발을 결정했는데, 여기에는 두 가지 주요 이유가 있었다. 첫째, 상업 및 민간 고객들이 스페이스X의 더 저렴한 팰컨 9 재사용 발사체로 몰려가면서, ULA는 미국의 군 및 정보 기관 계약에 점점 더 의존하게 되었다.[28][29] 둘째, 2014년 러시아의 크림반도 합병으로 인해 미국 의회는 러시아에서 제조된 RD-180 엔진을 사용하는 아틀라스 V에 대한 국방부의 의존성에 불편함을 느꼈다. 2016년, 의회는 2022년 이후 RD-180 엔진을 기반으로 한 발사 서비스를 군에서 조달하는 것을 금지하는 법안을 통과시켰다.[30]

2018년 9월, ULA는 새로운 1단 부스터에서 RD-180을 대체하기 위해 블루 오리진의 BE-4 엔진을 선택했으며, 연료로는 액체 산소(LOX)와 액체 메탄(CH4)을 사용한다고 발표했다.[31] 해당 엔진은 이미 개발 3년차에 접어들었으며, ULA는 새로운 단과 엔진이 2019년 안에 비행을 시작할 것으로 예상한다고 밝혔다.[33]

2015년 9월, BE-4 로켓 엔진 생산을 확대하여 더 많은 테스트를 허용할 것이라고 발표했다.[38] 2017년 말, 상단 로켓은 더 크고 무거운 센타우르 V로 변경되었고, 발사체는 벌컨 센타우르로 이름이 바뀌었다.[40] 2018년 5월, ULA는 벌컨 센타우르 상단 로켓에 Aerojet Rocketdyne의 RL10 엔진을 선정했다고 발표했다.[41] 그해 9월, ULA는 벌컨 1단 로켓에 Blue Origin의 BE-4 엔진을 선정했다고 발표했다.[42][43] 10월, 미 공군은 새로운 요구 사항이 포함된 NSSL 발사 서비스 계약을 발표하여 벌컨의 초기 발사를 2020년으로 연기한 후 2021년 4월로 연기했다.[44][45]

2019년 8월, ULA는 벌컨 센타우르가 Astrobotic Technology의 ''페레그린'' 달 착륙선을 싣고 2021년 초에 처음 발사될 것이라고 말했다.[51][52][53] 2020년 12월까지, BE-4 주 엔진의 기술적 문제로 인해 발사가 2022년으로 연기되었다.[54][55] 2021년 6월, Astrobotic은 코로나19 범유행으로 인해 ''페레그린''이 제때 준비되지 않아 미션과 벌컨 센타우르의 첫 발사가 연기될 것이라고 발표했고, ''페레그린''의 추가 지연으로 벌컨의 발사가 2023년으로 연기되었다.[56][57][58] 2023년 3월, 센타우르 V 시험 단이 시험 시퀀스 중에 실패했다. 문제를 해결하기 위해 ULA는 단의 구조를 변경하고 벌컨 센타우르의 첫 비행을 위한 새로운 센타우르를 제작했다.[59]

2022년 중, Astrobotic Technology가 개발 중인 달 착륙선 페레그린을 벌컨으로 발사할 예정이었으나 연기되었다.[104][105]

2022년 4월, ULA와 아마존은 벌컨을 이용하여 "프로젝트 카이퍼"의 저궤도 위성을 38회 발사하는 계약을 발표했다.[106][107] 그 후, 47회 발사로 증가시켰다.[108]

2022년 10월 18일, ULA의 CEO, 토리 브루노는, 2번째 BE-4를 받았다는 트윗을 올렸다.[109] 그러나, 2023년 6월 30일 BE-4 시험 연소 중에 폭발 사고가 일어나 발사 시기가 미정으로 되었다.

첫 발사는 2023년 11월에 같은 해 12월 24일로 예정되었지만[110] 연기되어, 2024년 1월 8일에 달 착륙선 페레그린 미션 원이 발사되었다.[111]

3. 설계

벌컨 센타우르는 ULA의 아틀라스 V 및 델타 IV 발사체의 많은 기술을 재사용하여 더 나은 성능과 낮은 생산 비용을 달성하는 것을 목표로 한다.[16] 스페이스X 및 블루 오리진과 같은 수직 통합 경쟁업체와 달리, ULA(보잉과 록히드 마틴의 합작 회사)는 로켓의 주요 부품을 제작하기 위해 하청업체에 크게 의존한다.

벌컨은 2단식 액체 연료 로켓이다.[85] 본체만의 최소 구성으로 저궤도에 10t의 발사 능력을 가지며,[85] ULA가 운용하는 아틀라스 V와 델타 IV의 후계가 될 것으로 기획되고 있다.[87]

비욘드 그래비티는 단 사이 어댑터, 페이로드를 고정하고 해제를 명령할 때까지 페어링을 2단에 고정하는 페이로드 부착 피팅을 포함한 추가 구성 요소를 제공한다. 또한 장비를 보호하기 위한 방열판을 공급한다.[26]

국가 안보 우주 발사 (NSSL) 프로그램의 요구 사항을 충족하도록 설계되었으며, 유인 인증을 획득하여 보잉 스타라이너 또는 시에라 네바다 드림 체이서와 같은 유인 우주선을 운반할 수 있도록 설계되었다.[20][27][2]

3. 1. 1단 로켓

로켓의 1단에는 로켓 엔진으로 메탄/액체 산소를 연료로 하는 블루 오리진사의 신형 엔진 BE-4를 채용하고 있다.[88]

3. 2. 2단 로켓

아틀라스 V에서 이어지는 센토르의 개량형인 센토르 V를 채용하고 있으며, 연료는 액체 수소/액체 산소이다.[88]

3. 3. 고체 로켓 부스터 (SRB)

고체 로켓 부스터 (SRB)는 0개에서 6개까지 사용할 수 있도록 구성되어 있으며, 페이로드 페어링의 길이에 따라 짧은(Short) 버전과 긴(Long) 버전이 있다. SRB 개수와 페어링 길이에 따라 VC2S (벌컨 센토르, SRB 2개, 쇼트 페어링), VC6L (벌컨 센토르, SRB 6개, 롱 페어링) 등으로 표기한다.[88] 고체 로켓 부스터를 6개 사용하는 최대 구성에서는 저궤도에 27t의 화물을 운반할 수 있다.[85]

3. 4. 페이로드 페어링

페이로드 페어링의 쇼트/롱과 함께 VC2S (고체 로켓 부스터(SRB)가 2개에 쇼트 페어링)나 VC6L (SRB가 6개에 롱 페어링)과 같이 기술된다.[88]

4. 버전 및 구성

ULA는 다양한 벌컨 센타우르 구성에 대해 4자로 된 명칭을 사용한다. VC는 벌컨 1단과 센타우르 2단을 나타낸다. 세 번째 문자는 벌컨에 장착된 고체 로켓 부스터(SRB)의 개수(0, 2, 4, 6개 중 하나)를, 네 번째 문자는 페어링 길이를 나타낸다. S는 표준형(15.5m), L은 장형(21.3m)을 의미한다. 예를 들어, "VC6L"은 벌컨 1단, 센타우르 2단, SRB 6개, 장형 페어링을 나타낸다. 가장 강력한 벌컨 센타우르는 벌컨 1단, 노즐 연장부가 있는 RL10CX 엔진을 장착한 센타우르 2단, SRB 6개를 갖출 것이다.

5. 성능

벌컨 센타우르의 탑재량은 다음과 같다.[76][75]

버전SRB~으로의 탑재 질량
ISSSSOMEOGEOGTO몰니야TLITMI
VC008800kg7900kg300kg3300kg2500kg2100kg
VC2216300kg14400kg3800kg2500kg8300kg6200kg6200kg3600kg
VC4421400kg18500kg6100kg4800kg11600kg8900kg9100kg6000kg
VC6625600kg22300kg7900kg6300kg14400kg10600kg11300kg7600kg
VC6
(업그레이드)		626900kg8600kg7000kg15300kg12100kg7600kg



이러한 성능은 NSSL 요구 사항과 성장을 위한 여유를 반영한다.[4][77]

6개의 고체 로켓 부스터를 장착한 벌컨 센타우르는 27200kg을 저궤도에 올릴 수 있으며, 이는 3단 델타 IV 헤비와 거의 맞먹는 수준이다.[20]

6. 발사 기록

벌컨 센타우르의 첫 비행에서 ''페레그린'' 달 착륙선의 발사 모습


2024년 1월 8일, 벌컨은 처음으로 발사되었다. 이 비행에는 고체 로켓 부스터 2개와 표준 길이의 페어링을 갖춘 VC2S 구성이 사용되었다. 4분간의 달 전이 궤도 연소 후 페이로드 분리를 통해 페레그린 착륙선을 달 궤도로 진입시켰다. 비행 1시간 18분 후, 센타우르 상단은 세 번째 점화를 하여 태양 중심 궤도로 진입, 정지 궤도로 페이로드를 보내는 데 필요한 장거리 임무에서 어떻게 작동하는지 테스트했다.[61][62]

분리 직후 ''페레그린''의 추진 시스템에 고장이 발생하여 달 착륙이 실패했다. 아스트로보틱은 벌컨 센타우르 로켓이 문제없이 작동했다고 밝혔다.[63]

2019년 8월 14일, ULA는 두 번째 벌컨 인증 비행이 NASA의 상업 재보급 서비스 프로그램에 따른 7번의 드림 체이서 CRS-2 비행 중 첫 번째인 SNC Demo-1으로 명명될 것이라고 발표하면서 상업 경쟁에서 승리했다. 이 비행에는 4개의 SRB를 사용하는 VC4 구성이 사용될 것이다.[64] SNC Demo-1은 2024년 4월 이후에 발사될 예정이었다.[65]

벌컨 센타우르의 두 번째 인증 임무 후, 이 로켓은 미국 군사 임무에 사용될 자격을 얻게 된다.[66] 2020년 8월 당시, 벌컨은 2022년부터 2027년까지 ULA가 수주한 국가 안보 우주 발사 페이로드의 60%를 발사할 예정이었지만[67] 지연이 발생했다. 미국 우주군의 USSF-51 발사는 2022년 말에 첫 번째 국가 안보 기밀 임무가 될 예정이었지만, 2021년 5월에 우주선은 "벌컨 센타우르의 비반복 설계 검증과 관련된 일정 위험을 완화"하기 위해 아틀라스 V로 재할당되었다.[68] 유사한 이유로, 카이퍼 시스템 프로토타입 비행은 아틀라스 V 로켓으로 옮겨졌다.[69]

2024년 1월 벌컨의 첫 발사 이후, 드림 체이서의 개발 지연으로 인해 ULA는 벌컨이 공군 계약에 따라 필요한 인증을 계속 진행할 수 있도록 질량 시뮬레이터를 드림 체이서 대신 사용할 것을 고려하게 되었다.[70] 블룸버그 뉴스는 2024년 5월, 유나이티드 런치 얼라이언스가 군사 발사 계약 지연으로 인해 금전적 벌금을 부과받고 있다고 보도했다.[71] 5월 10일, 공군 차관보 프랭크 칼벨리는 보잉 및 록히드 임원들에게 편지를 보냈다. "ULA가 벌컨 로켓의 제조 규모를 늘리고 우리의 요구에 부응하기 위해 발사 주기를 늘릴 수 있는지 점점 더 우려하고 있습니다."라고 칼벨리는 편지에서 썼는데, 이 편지는 ''워싱턴 포스트''가 입수했다. "현재 벌컨 지연으로 인해 군사 위성 기능이 지상에 방치되어 있습니다."[72] 2024년 6월, 브루노는 벌컨이 센타우르 상단을 위한 미래 기술 개발을 돕기 위해 "실험 및 시연"을 포함하는 질량 시뮬레이터를 사용하여 9월에 두 번째 비행을 할 것이라고 발표했다.[73]

2019년 8월, ULA는 NASA의 국제 우주 정거장(ISS)에 무인 보급 임무로, 드림 체이서 발사를 벌컨으로 최소 6회 수행하는 계약을 시에라 네바다 코퍼레이션과 체결했다[103]

2022년, 아스트로보틱 테크놀로지가 개발 중인 달 착륙선 페레그린 미션 원을 벌컨으로 발사할 예정이었으나 연기되었다[104][105]

2022년 4월, ULA와 아마존은 벌컨을 이용하여 "프로젝트 카이퍼"의 저궤도 위성을 38회 발사하는 계약을 발표했고[106][107], 이후 47회 발사로 증가시켰다.[108]

2022년 10월 18일, ULA의 CEO 토리 브루노는, 2번째 BE-4를 받았다고 트윗했다.[109] 그러나, 2023년 6월 30일 BE-4 시험 연소 중에 폭발 사고가 일어나 발사 시기가 미정으로 되었다.

첫 발사는 2023년 11월에 같은 해 12월 24일로 예정되었지만[110] 연기되어, 2024년 1월 8일에 달 착륙선 페레그린 미션 원이 발사되었다.[111]

번호발사 일시
(UTC)		구성발사장탑재물탑재물 무게궤도화주성공 여부
성공
미션명 Certification-1. 벌컨의 첫 발사.
[112]성공


7. 향후 발사



2024년 1월 8일, 벌컨이 처음으로 발사되었다. 이 비행에는 고체 로켓 부스터 2개와 표준 길이의 페어링을 갖춘 VC2S 구성이 사용되었다. 4분간의 달 전이 궤도 연소 후 페이로드 분리를 통해 페레그린 착륙선을 달 궤도로 진입시켰다. 비행 1시간 18분 후, 센타우르 상단은 세 번째 점화를 하여 태양 중심 궤도로 진입, 정지 궤도로 페이로드를 보내는 데 필요한 장거리 임무에서 어떻게 작동하는지 테스트했다.[61][62]

분리 직후 ''페레그린''의 추진 시스템에 고장이 발생하여 달 착륙이 실패했다. 아스트로보틱은 벌컨 센타우르 로켓이 문제없이 작동했다고 밝혔다.[63]

2019년 8월, ULA는 시에라 네바다 코퍼레이션과 드림 체이서 발사를 벌컨으로 최소 6회 수행하는 계약을 체결했다.[103] 국제우주정거장(ISS)에 무인 보급 임무를 수행할 예정이다.

2019년 8월 14일, ULA는 두 번째 벌컨 인증 비행이 NASA의 상업 재보급 서비스 프로그램에 따른 7번의 드림 체이서 CRS-2 비행 중 첫 번째인 SNC Demo-1으로 명명될 것이라고 발표하면서 상업 경쟁에서 승리했다. 이 비행에는 4개의 SRB를 사용하는 VC4 구성이 사용될 것이다.[64] SNC Demo-1은 2024년 4월 이후에 발사될 예정이었다.[65]

벌컨 센타우르의 두 번째 인증 임무 후, 이 로켓은 미국 군사 임무에 사용될 자격을 얻게 된다.[66] 2024년 6월, 브루노는 벌컨이 센타우르 상단을 위한 미래 기술 개발을 돕기 위해 "실험 및 시연"을 포함하는 질량 시뮬레이터를 사용하여 9월에 두 번째 비행을 할 것이라고 발표했다.[73]

2022년 4월, ULA와 아마존은 벌컨을 이용하여 "프로젝트 카이퍼"의 저궤도 위성을 38회 발사하는 계약을 발표했다.[106][107] 그 후, 47회 발사로 증가시켰다.[108]

8. 잠재적 업그레이드

ULA는 벌컨 센타우르를 지속적으로 개선할 계획이며, 2025년에 첫 번째 업그레이드를 도입하고 이후 약 2~3년마다 개선을 진행할 예정이라고 밝혔다.[1]

2015년부터 ULA는 벌컨 발사체의 성능을 향상시킬 여러 기술을 언급해 왔는데, 여기에는 가장 비싼 부품을 재사용할 수 있도록 하는 1단계 개선과 로켓이 지구-달 궤도 공간에서 몇 달 동안 운용될 수 있도록 하는 2단계 개선이 포함된다.[78]

ULA는 엔진을 정지한 후 기체에서 분리하여 공력 가열로부터 보호하고, 낙하산으로 강하시켜 헬리콥터로 회수하기 위한 기술을 개발하여, 1단을 부분적으로 재사용할 계획이었다.[94] 2015년 4월, ULA는 재사용 가능한 엔진을 채택함으로써 1단의 비용을 90%, 1단의 제조비를 65% 절감할 수 있다고 추산했다.[96]

8. 1. 장기 운용 상단 (Long-endurance upper stages)

ACES 상단은 액체 산소(LOX)와 액체 수소(LH|엘에이치영어)를 연료로 사용하고 최대 4개의 로켓 엔진(엔진 유형은 아직 미정)으로 구동되며, 2015년 발표 당시 벌컨의 상단을 업그레이드하는 개념이었다. 이 단계를 업그레이드하여 통합 차량 유체 기술을 포함시킬 수 있었고, 이를 통해 상단이 몇 시간 대신 몇 주 동안 궤도에서 작동할 수 있었다. ACES 상단은 2020년 9월에 취소되었으며,[34][79] ULA는 벌컨 2단이 이제 센타우르 V 상단이 될 것이라고 밝혔다. 센타우르 V는 아틀라스 V N22에서 사용된 듀얼 엔진 센타우르 상단의 더 크고 강력한 버전이다.[20][78] ULA의 고위 임원은 센타우르 V 설계 또한 ACES의 영향을 크게 받았다고 말했다.[20][80]

하지만, ULA는 2021년에 상단이 우주 예인선 역할을 수행하는 등 상단에 더 많은 가치를 추가하기 위해 노력하고 있다고 밝혔다. CEO 토리 브루노는 ULA가 현재 사용 중인 상단의 수백 배에 달하는 내구성을 가진 상단을 개발하고 있다고 말한다.[80]

8. 2. SMART 재사용

센서블 모듈식 자율 귀환 기술(SMART)이라고 불리는 주 엔진 재사용 방법은 벌컨 센타우르의 제안된 업그레이드이다. 이 개념에서 부스터 엔진, 항공 전자 장치 및 추력 구조는 부스터 엔진 차단 후 추진제 탱크에서 모듈로 분리된다. 엔진 모듈은 이후 팽창형 열 보호막으로 보호받으며 대기권을 통과한다. 낙하산이 전개된 후, 엔진 부분은 열 보호막을 뗏목으로 사용하여 해상에 착수한다.[81] 2022년 이전에는 ULA가 헬리콥터를 사용하여 엔진 부분을 포획할 계획이었다.[81] ULA는 이 기술이 1단계 추진 비용을 90%, 전체 1단계 비용의 65%까지 절감할 수 있다고 추정했다.[35][81] SMART 재사용은 초기에 개발 자금을 지원받지 못했지만,[78] 2021년부터 프로젝트 카이퍼 메가 컨스텔레이션을 발사하는 데 필요한 높은 발사 빈도가 이 개념의 사업 타당성을 뒷받침했다.[82] 결과적으로 ULA는 위성 인터넷 컨스텔레이션 발사 중에 기술 테스트를 시작할 계획이며, 테스트 시기는 프로젝트 카이퍼 개발자인 아마존과 합의할 것이라고 밝혔다.[1]

8. 3. 벌컨 헤비 (Vulcan Heavy)

2020년 9월, ULA는 부스터 코어 3개를 갖춘 "벌컨 헤비(Vulcan Heavy)" 변형 모델을 연구하고 있다고 발표했다. 소셜 미디어에 해당 버전의 모형 사진이 공개된 이후, 새로운 변형 모델에 대한 추측이 수개월 동안 이어졌다. ULA 최고 경영자 CEO Tory Bruno영어는 이후 해당 모델의 더 선명한 이미지를 트윗하며, 현재 연구가 진행 중임을 밝혔다.[94]

2015년 5월, ULA의 CEO는 정지 천이 궤도로 23,000 kg의 발사 능력을 가진 벌컨 헤비의 잠재적인 3코어 발사체를 공개했다. 하지만, ACES 상단을 갖춘 단일 코어 벌컨 561은 동일 궤도에 15,100 kg의 발사 능력을 가질 예정이라고 밝혔다.[102]

참조

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