기본 콘텐츠로 건너뛰기

항공기에서도 인공 위성을 발사할 수 있다면 ? - 페가수스 로켓





 일반적인 인공 위성 발사 장면을 상상해 보자. 제법 커다란 발사 로켓이 위성을 탑재하고 지상의 발사대에서 불을 뿜으며 날아오르는 장면이 우선 연상 될 것이다. 전통적이며 가장 입증이 된 위성 발사 방법이긴 하지만 이 방법은 비용이 많이 들 수 밖에 없는 문제가 있다. 1회용으로 사용할 수 밖에 없는 로켓이 너무 비싸기 때문이다.


 따라서 많은 이들이 이 비싼 1회용 로켓 발사 비용을 줄여보기 위해 갖은 노력을 다 들인 것은 충분히 이해할 수 있는 일이다. 사실 미래에 우주를 인류의 터전으로 만들기 위해서 무엇 보다 값싸고 안전한 우주 발사 방법을 확립하는 것이 중요하기 때문에 나사를 비롯한 전세계의 우수한 두뇌들이 지금도 이 문제에 매달리고 있지만 현재까진 뾰족한 방법이 없는 것도 사실이다.


 그러나 그렇다고 새로운 방법을 시도해 보지 않는 것은 오히려 퇴보나 정체를 스스로 받아들이는 것이나 다를 바 없는 법. 전통적인 발사 방식에서 탈피하기 위한 노력 중 한가지는 로켓을 지상에서 발사하지 않고 공중에서 발사하는 방법이다. 이 방식은 사실 기본적으로 지상 발사 로켓과 큰 차이가 있지는 않지만 그래도 아무래도 좀 더 높은 고도에서 발사하므로써 작은 로켓으로도 더 많은 물체를 지구 저궤도 (LEO : Low Earth Orbit) 로 발사할 수 있는 장점이 있다.


 사실 과거 냉전 시절 부터 로켓이나 미사일을 장거리 발사할 목적으로 풍선을 이용해서 공중에서 로켓을 발사하는 방식이 연구된 바는 있다. 그러나 아무래도 이런 방식은 안정성이나 정확성 문제가 있게 마련이고 오히려 로켓의 성능이 향상되면서 절차가 거추장 스러운 방식이 되어 사실상  현재는 거의 사라진 상태이다.


 오늘 이야기할 페가수스 로켓은 풍선 대신 항공기를 이용해서 공중에서 저지구 궤도로 (Air Launch to Orbit) 위성을 발사하는 로켓이다. 사실 페가수스 로켓 (Pegasus Rocket) 자체는 개발된지 오래된 로켓이다 첫 발사 성공은 1990년 이었으니 말이다.




( 페가수스 로켓  This file is in the public domain because it was created by NASA. )




(페가수스 로켓을 12000미터 상공으로 실어나르는 L 1011 비행기의 모습  This file is in the public domain because it was created by NASA. )



 페가수스 로켓은 3단 고체 로켓으로 안토니오 앨리아스 박사 (Dr. Antonio Elias) 가 이끄는 연구팀에 의해 개발되었다. 기본형 페가수스 로켓의 길이는 16.9m 이고 지름은 1.27m 이며 무게는  18,500 kg 이다. 확장형인 페가수스 XL (Pegasus XL) 로켓은 길이 17.6m 에 지름 1.27m 이며 무게는 23,130 kg 이다. 저지구 궤도 (LEO)까지 페이로드는 443kg 이고 1.18 m x 2.13 m의 화물 적재 공간을 가진다.


 사실 위의 사진에서 볼 수 있듯이 로켓 자체는 상당히 작은 편이다. 거대한 로켓에 익숙해져 있는 우리들로써는 이게 과연 우주 공간으로 갈 수 있을 까 의심되는 정도인데, 당연히 로켓 혼자로는 LEO 까지 갈 수 없으며 L 1011 이라는 전용 수송기의 도움을 받아 고도 12000m 에서 발사되야 LEO 까지 위성을 실어나를 수 있다.


 페가수스 로켓의 장점은 상대적으로 값싸고 작은 로켓으로 위성을 쏘아 올릴 수 있는데다 항공기는 계속 재활용할 수 있으니 버리는 부분이 적은 친환경적이고 경제적인 로켓이라는 점이다.









(클린 룸에서 IBEX 위성을 탑재 중인 페가수스 로켓, 소형 로켓만 탑재 가능하다.  This file is in the public domain because it was created by NASA. )




(실제 발사 중인 페가수스 로켓 This file is in the public domain because it was created by NASA )




(발사되고 있는 페가수스 로켓 - 이 때는 B 52 에서 시험 발사한 사진이다.  This file is in the public domain because it was created by NASA )



 페가수스 로켓은 1990년 처음 발사된 이후 현재까지 총 40회 발사되었으며 5회의 실패와 35회의 성공을 기록했다. 발사 실패는 주로 초기에 있었으며 1996년 마지막 실패 이후 더 이상의 실패는 보고되지 않고 있다.


 처음 계획했을 때는 1회 발사 비용이 모든 옵션을 제거하고 6백만 달러 정도로 예상했다. 그러나 초기에 거듭되는 실패와 이후 여러 옵션이 붙게 되면서 1회당 총 발사 비용이 3천만 달러 정도로 급상승하여 예상보다 훨씬 비싼 발사체가 되고 말았다.


 사실 바로 이 점이 가장 중요한 이야기라 할 수 있는데 예상보다 저렴하지 않은 가격 덕분에 현재 이러한 항공기 발사형 로켓이 대세로 자리잡지 않았기 때문이다. 물론 아이디어 자체는 괜찮았다. 그러나 이상과 현실은 분명히 차이가 있는 법이다.


 여기까지는 사실을 나열한 것이지만 여기서 필자의 주관적인 의견을 일부 적어보고 싶다. 솔직히 페가수스의 경우 작은 로켓을 발사하기 위해 상대적으로 많은 비용이 들어가므로써 결과적으로 비용이 제법 비싸진 케이스라고 생각된다. 좀더 큰 항공기에 보다 큰 로켓을 사용한다면 상대적으로 페이로드 당 비용을 감소시킬 수 있지 않을 까?


 그러나 예상보다 많이 드는 비용 문제로 인해서인지 현재까지는 향후 페가수스 보다 더 크고 강력한 Air launch to orbit 계획은 구체적으로 없는 것으로 알고 있다. 또 현재 페가수스가 실용화된 유일한 Air launch to orbit 방식이다. (만약 다른 것도 있다면 필자에게 알려주시면 감사하겠다. 솔직히 필자가 아는 것은 아주 단편적인 지식 뿐이다)



 페가수스 로켓은 분명 흥미로운 로켓이기는 하지만 현재까지는 미래 우주 발사를 책임질 차세대 로켓으로 자리매김하기에는 다소 어려운 부분이 있는 것 같다. 만약 미래에 크고 강력한 초음속 항공기가 등장한다면 그 때 Air launch to orbit 방식이 다시 빛을 볼 수 있지 않을까? 솔직히 필자에 머리속에서도 몇가지 상상이 떠오른다. 미래에 필자의 상상을 초월하는 차세대 우주 로켓이 발사되기를 기대해 본다.




출처 : Wiki/NASA
 

댓글

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율

R 스튜디오 설치 및 업데이트

 R을 설치한 후 기본으로 제공되는 R 콘솔창에서 코드를 입력해 작업을 수행할 수도 있지만, 보통은 그렇게 하기 보다는 가장 널리 사용되는 R 개발환경인 R 스튜디오가 널리 사용됩니다. 오픈 소스 무료 버전의 R 스튜디오는 누구나 설치가 가능하며 편리한 작업 환경을 제공하기 때문에 R을 위한 IDE에서 가장 널리 사용되어 있습니다. 아래 링크에서 다운로드 받습니다.    https://www.rstudio.com/  다운로드 R 이나 혹은 Powerful IDE for R로 들어가 일반 사용자 버전을 받습니다. 오픈 소스 버전과 상업용 버전, 그리고 데스크탑 버전과 서버 버전이 있는데, 일반적으로는 오픈 소스 버전에 데스크탑 버전을 다운로드 받습니다. 상업 버전의 경우 데스크탑 버전의 경우 년간 995달러, 서버 버전은 9995달러를 받고 여러 가지 기술 지원 및 자문을 해주는 기능이 있습니다.   데스크탑 버전을 설치하는 과정은 매우 쉽기 때문에 별도의 설명이 필요하지 않을 것 같습니다. 인스톨은 윈도우, 맥, 리눅스 (우분투/페도라)에 따라 설치 파일이 나뉘지만 설치가 어렵지는 않을 것입니다. 한 가지 주의할 점이라면 R은 사전에 반드시 따로 설치해야 한다는 점입니다. R 스튜디오만 단독 설치하면 아무것도 할 수 없습니다. 뭐 당연한 이야기죠.   설치된 R 스튜디오는 자동으로 업데이틀 체크하지 않습니다. 따라서 업데이트를 위해서는 R 스튜디오에서 Help 로 들어가 업데이트를 확인해야 합니다.     만약 업데이트 할 내용이 없다면 최신 버전이라고 알려줄 것이고 업데이트가 있다면 업데이트를 진행할 수 있도록 도와주게 됩니다. R의 업데이트와 R 스튜디오의 업데이트는 모두 개별적이며 앞서 설명했듯이 R 업데이트는 사실 기존 버전과 병행해서 새로운 버전을 새롭게 설치하는 것입니다. R 스튜디오는 실제로 업데이트가 이뤄지기 때문에 구버전을 지워줄 필요는

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만 신생대에 박쥐가 등장하면서 플로팔랑곱