아리안 로켓
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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.
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)
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.
| 발사체 | 발사: 성공 / 전체 | 변종 | GTO로의 탑재량 | LEO로의 탑재량 | 높이 | 질량 | 단 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 아리안 2 | 5 / 6 | - | 2180kg | - | 49.13m | 220950kg | 3 |
| 아리안 4 | 113 / 116 | 40, 42P, 42L, 44P, 44LP, 44L | 2000kg 에서 4300kg | 5000kg 에서 7600kg | 58.72m | 240ton 에서 470ton | 3 |
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.[1]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.[6] 아리안 3은 11번 발사하여 10번 성공했다.
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.
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.
3. 아리안 4
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.형식 PAP[11] PAL[12] 최대 페이로드(kg)[13] 발사 횟수(성공 횟수) 아리안 40 0 0 2,800[14] 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)
4. 아리안 5
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.
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.[13]
아리안 5는 여러 파생형이 존재한다.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.[13] 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.
4. 5. 아리안 5 ES-ATV
국제 우주 정거장으로 물자 보급을 하는 ATV(유럽 보급선) 발사 전용으로 개발된 아리안 5 ES-ATV는 저궤도 특화형으로 21톤의 발사 능력을 가지고 있다.[13] 2008년 이후 유럽 보급선(ATV)의 고도 260km 원궤도 발사에 5번 사용되었다.
5. 아리안 6
아리안 6은 아리안 5의 후속 모델로, 2024년 7월에 처음 발사되었다.[17] 1단과 2단은 액체 연료 로켓이며, 1단에는 벌컨 II 엔진을, 2단에는 빈치 엔진을 사용한다. 고체 연료 보조 로켓은 베가 C 로켓과 공용한다.[17]
아리안 6는 다음과 같이 두 가지 버전으로 나뉜다.
| 버전 | 부스터 개수 |
|---|---|
| 아리안 62 | 2개 |
| 아리안 64 | 4개 |
참조
[1]
간행물
Ariane Next, a vision for a reusable cost efficient European rocket
https://www.eucass.e[...]
2019-07
[2]
웹사이트
Aestus Rocket Engine
http://cs.astrium.ea[...]
[3]
뉴스
European rocket powers to record
http://news.bbc.co.u[...]
BBC news
[4]
웹사이트
SPACEWARN Bulletin Number 501
http://nssdc.gsfc.na[...]
NASA
2009-08-26
[5]
잡지
Space Junk
http://www.newsweek.[...]
2009-08-26
[6]
뉴스
CO2 prolongs life of 'space junk'
http://news.bbc.co.u[...]
2005-05-05
[7]
웹사이트
Ariane 5 launches ATV-2 for journey to the ISS
https://www.nasaspac[...]
2011-02-15
[8]
웹사이트
Ariane's 250th mission is a success: TIBA-1 and Inmarsat GX5 are in orbit!
https://www.arianesp[...]
[9]
웹사이트
Ariane 5 launches NASA's James Webb Space Telescope
https://spacenews.co[...]
2021-12-25
[10]
웹사이트
Last Ariane 5 Mission Leaves Europe Without Launch Capacity
https://airspacenews[...]
2023-07-06
[11]
문서
2001年7月12日に打ち上げたV142（アリアン5型の10号機）は第2段ロケットの推力不足から二つの衛星の静止トランスファ軌道への投入に失敗した。ESAのARTEMISは運用寿命と引き換えに最終軌道への投入に成功したが、日本の（株）放送衛星システムのデジタル放送衛星BSAT-2bは静止軌道への投入ができないため放棄された。一応成功にはカウントしているが、部分的な成功とすべきか。
[12]
문서
2002年12月11日、能力向上型アリアン5 ECAの最初の打上げ(V157)は1段目のヴァルカン2型エンジンの不具合で失敗に終わった。
[13]
웹사이트
Past and Current Ariane Launchers
http://www.spacesafe[...]
[14]
웹사이트
Safran's role on the upcoming Ariane 5 ME and Ariane 6 launchers
http://www.safran-gr[...]
[15]
웹사이트
Une Ariane 6 dès 2019 et pas d'Ariane 5ME
http://www.usinenouv[...]
[16]
웹사이트
ESA Ministerial in Doubt as France, Germany Remain Far Apart on Future Launcher
http://spacenews.com[...]
[17]
웹사이트
Ariane 5 ME (Midlife Evolution) is dead: Long live Ariane 6
http://seradata.com/[...]
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