우주과학연구소
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목차
1. 개요
우주과학연구소(ISAS)는 일본의 우주 과학 연구를 담당하는 기관으로, 도쿄 대학 생산기술연구소 내 연구반에서 시작되어 1981년 문부성 우주과학연구소로 개편되었다. ISAS는 로켓 개발을 통해 인공위성 발사에 성공했으며, M-V 로켓 개발을 통해 소행성 탐사선 하야부사를 발사하는 등 주요 우주 탐사 임무를 수행했다. 2003년 우주 개발 사업단, 항공 우주 기술 연구소와 통합되어 JAXA의 우주과학연구본부로 운영되다가, 2010년 다시 우주과학연구소로 명칭이 변경되었다.
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| 우주과학연구소 - [우주센터]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 공식 명칭 | 우주과학연구소 |
| 로마자 표기 | Uju Gwahak Yeonguso |
| 영어 명칭 | Institute of Space and Astronautical Science |
| 약칭 | ISAS (아이사스) |
| 종류 | 대학 공동 이용 기관 |
| 국가 | 일본 |
| 소재지 | 가나가와현사가미하라시 주오구 유노다이 3-1-1 |
| 설립일 | 1981년 |
| 전신 | 도쿄대학 우주항공연구소 |
| 상위 조직 | 우주항공연구개발기구 |
| 웹사이트 | 공식 웹사이트 |
| 조직 규모 | |
| 직원 수 | 353명 (2018 회계 연도) |
| 예산 | ¥135억 (2018 회계 연도) (미화 약 $억 달러) |
| 주요 시설 | |
| 우주 센터 | 우치노우라 우주 공간 관측소 |
| 캠퍼스 | 사가미하라 캠퍼스 |
| 관측소 | 우수다 우주 공간 관측소 |
| 기타 시설 | 행성 물질 시료 수용 설비 |
| 주요 프로젝트 | |
| 탐사선 | 아카츠키 하야부사 2 미오 |
| 간행물 | |
| 정기 간행물 | ISAS 뉴스 우주과학연구소 보고 |
2. 역사
이토카와 히데오 교수의 주도로 시작된 일본의 우주 개발은 1950년대 펜슬 로켓과 베이비 로켓 실험을 통해 기초를 다졌다.[11] 1964년 도쿄 대학 내에 우주 항공 연구소가 설립되었고, 이는 이후 ISAS로 발전하게 된다. 1970년, ISAS는 일본 최초의 인공위성 '오스미' 발사에 성공했다.
1981년, 대학 시스템 개혁의 일환으로 ISAS는 도쿄 대학에서 분리되어 대학 간 국립 연구 기관인 우주 항공 과학 연구소가 되었다. 1980년대부터 ISAS는 하쿠초와 같은 X선 천문 위성, 핼리 혜성 탐사선 사키가케와 스이세이, 태양풍, 지구 자기권 관측 위성 등 우주 과학 분야에서 많은 성과를 거두었다.
1990년에는 150억엔을 투자하여 M-V 로켓을 개발하였다.
2003년, ISAS는 항공우주기술연구소, 우주 개발 사업단 등과 통합되어 우주항공연구개발기구(JAXA)가 되었다. 이후에도 영어명 'Institute of Space and Astronautical Science'는 계속 사용되고 있으나, 일본어 명칭은 '우주과학연구본부'로 변경되어 JAXA의 한 부서를 담당하게 되었다. 2010년 4월 1일 원래 명칭이었던 우주과학연구소로 개명되었다.
2. 1. 이토카와 히데오와 초기 로켓 개발
이토카와 히데오는 1935년 도쿄제국대학 공학부 항공학과를 졸업하고, 나카지마 비행기에서 전투기 설계에 참여했다.[11] 제2차 세계 대전 종전 후, 도쿄제국대학 조교수, 정교수를 역임하며 로켓 연구를 시작했다.[11] 1953년 미국을 방문한 후 도쿄대에 로켓연구클럽을 만들고 일본 정부에 로켓 개발 허용을 요구했다.[11]1954년, 이토카와는 '''도쿄 대학 생산기술연구소''' 내에 AVSA(항공 전자 공학 및 초음속 공기 역학 연구반)를 조직했다. 1955년에는 펜슬 로켓의 수평 발사 시험을 통해 데이터를 수집했고,[6] 이는 베이비 로켓 개발로 이어졌다.
| 1945년 (쇼와 20년) | 일본이 패전하여 GHQ로부터 항공 분야의 연구 개발이 금지되었다. |
|---|---|
| 1952년 (쇼와 27년) | 일본의 주권이 회복되어 항공 분야의 연구 개발이 일제히 재개되었다. |
| 1953년 (쇼와 28년) | 이토카와 히데오가 미국에서 귀국하였다. |
| 1954년 (쇼와 28년) | 2월 5일 도쿄 대학 생산기술연구소의 이토카와 히데오를 중심으로 AVSA (항공 전자 공학과 초음속 항공 공학 연합) 연구반이 발족되었다. |
| 1954년 (쇼와 29년) | 국제 지구 관측년 (IGY, 1957 - 58)에서의 관측 참가를 결정하였다. |
| 1955년 (쇼와 30년) | 3월 11일 도쿄도고쿠분지의 공장 부지에서 펜슬 로켓 (23센티미터)의 수평 시험 발사에 성공하였다. |
| 8월 문부성이 아키타현 미치카와 해안을 로켓 수직 발사 기지로 선정하고, "아키타 로켓 실험장"으로 하였다. | |
| 8월 6일 아키타 로켓 실험장에서 펜슬의 탄도 비행 시험을 시작하였다. 최초의 고도 기록은 펜슬 300 (30센티미터)의 600미터였다. | |
| 8월 23일 전장 1.3미터, 직경 8센티미터의 2단식 베이비 로켓의 비행 시험을 시작하였다. 베이비 S가 4킬로미터를 달성하였다. |
2. 2. 카파 로켓과 람다 로켓
1956년 ISAS는 국제지구물리관측년(IGY) 참가를 위해 카파 로켓 개발을 시작했다.[11] 카파 로켓은 지속적인 개량을 통해 고도 기록을 갱신했으며, 과학 실험 자료로 인도네시아와 유고슬라비아에 수출되기도 했다. 하지만 소형 고체 연료 로켓은 미사일로 전용될 가능성이 있어 미국으로부터 지적을 받았다. 이는 우주개발사업단이 H-II 로켓 탄생까지 미국에 의한 로켓 기술 관리를 받게 된 이유 중 하나가 되었다.[11]1961년, ISAS는 인공위성 발사를 목표로 람다 로켓 계획을 시작했다. 람다 로켓은 카파 로켓을 대형화한 것으로, 1970년 L-4S-5 로켓이 일본 최초의 인공위성 '오스미' 발사에 성공했다.[11]
; K (카파) 로켓 ( 1956년 - 1988년 )
국제 지구 관측년 참가를 위해 제작한 관측용 로켓으로, 목적 달성 후에도 개량을 거듭하여 잇달아 고도 기록을 갱신했다.
- K-6형: 2단식, 탑재량 15g, 고도 약 60km 도달 (1958년)
- K-8형: 2단식, 탑재량 50g, 8호기가 200km 도달 (1961년), 10호기에서 폭발.
- K-9L형: 3단식, 350km 도달 (1961년)
- K-9M형: 탑재량 75g, 350km 도달 (1962년). ISAS 관측 로켓의 표준형이 되어, 1988년까지 81기 발사.
- K-10형: (1965년) 기술 시험기로 계획되어, 이후 정식 관측기로서도 사용되었다. 1980년까지 14기 발사.
; L (람다) 로켓 ( 1963년 - 1979년 )
1961년에 시작된 계획으로 카파 로켓을 더욱 대형화한 것이다. 제2단에 직경 420mm의 카파 로켓 제1단을 그대로 유용할 수 있도록, 제1단의 직경 735mm로 결정되었다. 전기형(L-2, L-3, L-3H)은 내측 밴 앨런대에 도달하는 관측 로켓으로서 개발되었다. 후기형(L-4S, L-4T, L-4SC)은 뮤 로켓의 공학 실험기로 개발되었으며, L-4S형 5호기에서 최초의 인공위성 발사에 성공했다.
- L-2형 (1963년): 2단식, 제1단은 노즐을 4기 갖추고 있으며, 고체 로켓의 형태로는 드문 것이다.
- L-3형 (1964년): 3단식, 고도 1,000km 도달.
- L-3H형 (1965년): 고도 2,000km 도달 (3호기에서 2,150km)
- L-4S형 (1966년): 4단식, 4번의 실패 끝에 최초의 인공위성 발사에 성공했다.
- 전장: 16.5m
- 직경: 0.735m
- 무게: 9.4톤
- 저궤도 발사 능력: 26kg
- 발사 위성: 오스미
- L-4T형 (1969년): 람다 4S의 제4단의 능력을 줄인 것.
- L-4SC형 (1971년): 람다 4S에 유도 장치를 추가한 것. 주로 뮤 로켓의 개발 실험에 사용. 1979년까지 5기 발사. 일정한 궤도 투입 능력은 가지고 있지만, 당시에는 뮤 로켓을 사용한 위성 계획 밖에 존재하지 않았기 때문에 위성 발사에 사용되는 일은 없었다.
2. 3. 뮤 로켓과 M-V 로켓
1963년부터 우주 개발을 본격적으로 추진하기 위한 뮤 로켓 계획이 시작되었다. 이와 함께 위성 추적 센터와 대형 로켓용 발사장 정비, 런처 건설도 실시되었다.;M-1 (1966년)
;M-3D (1969년)
:M-4S의 예비 시험기. 기체 구성은 일부가 더미인 것을 제외하고 M-4S와 거의 같다.
;M-4S (1971년 - 1972년)
:본격적인 위성 발사 로켓. L-4S 로켓을 대형화했다. 발사 런처와의 관계상, 제2단에 꼬리 날개를 장착할 수 없었다. 이 때문에 L-4S보다 비행 안정성은 저하되었지만, 궤도 설계의 최적화를 통해 위성 궤도 투입 확률은 확보할 수 있었다.
:*전장 23.6미터, 직경 1.41미터, 중량 43.8톤, 저궤도 발사 능력 180킬로
:*발사 위성: 탄세이, 신세이, 덴파
;M-3C (1974년 - 1979년)
:3단식이 되었고, 2단에 자세 제어 장치가 달렸다.
:*전장 20.2미터, 직경 1.41미터, 중량 41.8톤, 저궤도 발사 능력 195킬로
:*발사 위성: 탄세이 2호, 타이요, 하쿠초
;M-3H (1977년 - 1978년)
:C형의 1단째 모터 케이스를 연장하여 발사 능력을 대폭 강화했다.
:*전장 23.8미터, 직경 1.41미터, 중량 48.7톤, 저궤도 발사 능력 300킬로
:*발사 위성: 탄세이 3호, 쿄코, 지키켄
;M-3S (1980년 - 1984년)
:M형의 1단에 자세 제어 장치를 장착했다.
:*전장 23.8미터, 직경 1.41미터, 중량 48.7톤, 저궤도 발사 능력 300킬로
:*발사 위성: 탄세이 4호, 히노토리, 텐마, 오조라
;M-3SII (1985년 - 1993년)
:S형의 1단을 이용하지만, 그 외는 완전히 신조. 발사 능력은 일거에 2배 이상이 되었다.
:*전장 27.8미터, 직경 1.41미터, 중량 61톤, 저궤도 발사 능력 770킬로
:*발사 위성: 사키가케, 스이세이, 긴가, 아케보노, 히텐, 요코, 아스카
;J-I (1996년)
:NASDA와 공동 개발. 1단에 H-II의 SRB, 2단에 M-3SII의 M-23을 사용하고 있다. 시험 1호기만으로 계획이 동결.
:*전장 33.1미터, 직경 1.8미터, 중량 88.5톤
:*발사 적재물: 고속 재돌입 실험기 (HYFLEX)
;M-V (1997년 - 2006년)
:직경 1.41미터 틀이 없어지고 굵어졌다. 발사 능력도 2배 이상으로. M-V-5 이후는 2단이 CFRP화되어, 더욱 발사 능력이 50킬로그램 상승. 연구소 마지막 로켓. 고체 연료 로켓으로는 세계 최대급.
:*전장 30.7미터, 직경 2.5미터, 중량 139톤, 저궤도 발사 능력 1,850킬로
:: (M-V-4 이전은 저궤도 발사 능력 1,800킬로)
:*발사 위성: 하루카, 노조미, 하야부사, 스자쿠, 아카리, 히노데
::"스자쿠", "아카리", "히노데"는 JAXA 통합 후에 발사.
1990년, ISAS는 150억엔을 투자해 M-V 로켓 개발을 시작했다. M-V 로켓은 3단 로켓으로, 높이 30.7m, 직경 2.5m, 중량 140t이며, 1800kg의 인공위성을 발사할 수 있었다. M-V 로켓은 하야부사, 스자쿠, 아카리 등 다양한 과학위성을 발사했다.[11]
2. 4. JAXA 통합 이후
2003년, ISAS는 항공우주기술연구소(NAL), 우주 개발 사업단(NASDA)과 통합되어 우주항공연구개발기구(JAXA)가 되었다.[11] 통합 이후에도 ISAS는 영어 명칭(Institute of Space and Astronautical Science)을 유지하며, 우주 과학 연구를 주도하고 있다. 2010년, ISAS는 원래 명칭인 우주과학연구소로 개명되었다.[11]JAXA 산하에서 ISAS는 우주 기반 천문학, 달 및 행성 탐사 임무를 계속 담당하고 있다.
3. 주요 우주 탐사 임무
ISAS는 1970년 오스미를 시작으로, M-4S 로켓으로 신세이를 발사하여 전리층, 우주선, 태양 전파를 관측하거나, 하쿠초를 발사하여 X선 천문학 연구를 수행하는 등 다양한 과학위성 및 탐사선을 개발하여 우주 과학 연구에 기여해 왔다. 1985년에는 사키가케와 스이세이를 발사하여 핼리 혜성 탐사를 진행했다.
1990년에는 일본 최초의 달 탐사선 히텐을 발사했고, 1998년에는 노조미 탐사선을 발사하여 화성 궤도 진입을 시도했으나 실패했다. 2003년에는 세계 최초의 소행성 샘플 귀환 임무인 하야부사 우주선을 발사했다.
2003년 우주항공연구개발기구(JAXA)가 발족하면서, 우주 개발 사업단(NASDA), 항공 우주 기술 연구소(NAL)와 통합되었다. 이에 우주과학연구소는 '''우주과학연구본부'''로 개편되었다가, 2010년 '''우주과학연구소'''라는 명칭으로 복귀했다. 1981년부터 사용된 "ISAS"라는 약칭은 계속 사용되고 있다.
3. 1. JAXA 설립 이전
宇宙航空研究所일본어는 1964년 도쿄 대학 내에 설치되었으며, 람다 로켓 개발과 오스미 발사 등의 성과를 냈다.1970년 2월 11일, L-4S-5 로켓을 통해 일본 최초의 인공위성 오스미 발사에 성공했다. 이는 기술 시연을 위한 것이었다.[11] 1971년 9월 28일에는 M-4S 로켓으로 신세이를 발사하여 전리층, 우주선, 태양 전파를 관측했다.
1979년에는 하쿠초를 발사하여 X선 천문학 연구를 수행했다. 1985년에는 사키가케와 스이세이를 발사하여 핼리 혜성 탐사를 진행했다.
1990년에는 일본 최초의 달 탐사선 히텐을 발사했다. 1998년에는 노조미 탐사선을 발사하여 화성 궤도 진입을 시도했으나 실패했다.
2003년에는 세계 최초의 소행성 샘플 귀환 임무인 하야부사 우주선을 발사했다.
| 발사일 | 발사 전 명칭 | 발사 후 명칭 | 임무 |
|---|---|---|---|
| 1970년 2월 11일 | 오스미 | 기술 시연 | |
| 1971년 2월 16일 | MS-T1 | 탄세이 | 기술 시연 |
| 1971년 9월 28일 | MS-F2 | 신세이 | 전리층/우주선/태양 전파 관측 |
| 1972년 8월 19일 | REXS | 덴파 | 전리층/자기권 관측 |
| 1974년 2월 16일 | MS-T2 | 탄세이–2 | 기술 실험 |
| 1975년 2월 24일 | SRATS | 타이요 | 열권 및 태양 |
| 1977년 2월 19일 | MS-T3 | 탄세이–3 | 기술 실험 |
| 1978년 2월 4일 | EXOS-A | 교쿠코 | 오로라 및 전리층 |
| 1978년 9월 16일 | EXOS-B | 지키켄 | 자기권 및 열권 관측 |
| 1979년 2월 21일 | CORSA-b | 하쿠초 | X선 천문학 |
| 1980년 2월 17일 | MS-T4 | 탄세이–4 | 기술 실험 |
| 1981년 2월 21일 | ASTRO-A | 히노토리 | 태양 X선 관측 |
| 1983년 2월 20일 | ASTRO-B | 텐마 | X선 천문학 |
| 1984년 2월 14일 | EXOS-C | 오조라 | 중간권 관측 |
| 1985년 1월 8일 | MS-T5 | 사키가케 | 기술 실험 / 혜성 관측 |
| 1985년 8월 19일 | PLANET-A | 스이세이 | 혜성 관측 |
| 1987년 8월 19일 | ASTRO-C | 긴가 | X선 천문학 |
| 1989년 2월 22일 | EXOS-D | 아케보노 | 오로라 관측 |
| 1990년 1월 24일 | MUSES-A | 히텐 | 달 플라이바이 / 행성간 기술 실험 |
| 1991년 8월 30일 | SOLAR-A | 요코 | 태양 X선 관측 (NASA / 영국과 공동) |
| 1992년 7월 24일 | GEOTAIL | GEOTAIL | 자기권 관측 (NASA와 공동) |
| 1993년 2월 20일 | ASTRO-D | ASCA | X선 천문학 (NASA와 공동) |
| 1995년 3월 18일 | SFU | SFU | 다목적 실험 비행기 (NASDA / NEDO / USEF와 공동) |
| 1997년 2월 12일 | MUSES-B | HALCA | 우주 VLBI 기술 개발 |
| 1998년 7월 4일 | PLANET-B | 노조미 | 화성 대기 관측 |
| 2003년 5월 9일 | MUSES-C | 하야부사 | 행성 샘플 귀환 기술 개발 |