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탄소섬유 복합 소재 구조를 사용하는 "뉴트론" 로켓은 세계 최초의 대형 탄소섬유 복합 소재 발사체가 될 것입니다.

미국의 선도적인 발사체 및 우주 시스템 기업인 로켓랩 USA는 소형 발사체 "일렉트론" 개발에서 거둔 성공적인 경험을 바탕으로, 8톤의 탑재량을 실을 수 있는 대형 발사체 "뉴트론"을 개발했습니다. 이 로켓은 유인 우주 비행, 대형 위성군 발사, 심우주 탐사 등에 활용될 수 있으며, 설계, 소재, 재사용성 측면에서 획기적인 성과를 달성했습니다.

'뉴트론' 로켓은 탄소 섬유 복합 소재를 사용하는 세계 최초의 대형 발사체가 될 것입니다. 이 로켓은 가볍고 강도가 높은 새로운 특수 탄소 섬유 복합 소재를 사용하여 발사 및 재진입 시 발생하는 엄청난 열과 충격을 견딜 수 있어 1단 로켓을 반복적으로 사용할 수 있습니다. 신속한 제작을 위해 '뉴트론' 로켓의 탄소 섬유 복합 구조는 자동 섬유 배치(AFP) 공정을 통해 제작되며, 이를 통해 수 미터 길이의 로켓 외피를 단 몇 분 만에 생산할 수 있습니다.

 

2. 새로운 기지 구조는 이착륙 과정을 간소화합니다.

재사용성은 빈번하고 저렴한 발사의 핵심이므로, "뉴트론" 로켓은 설계 초기부터 착륙, 회수 및 재사용이 가능하도록 설계되었습니다. "뉴트론" 로켓의 형상을 보면, 테이퍼형 디자인과 크고 견고한 받침대는 로켓의 복잡한 구조를 단순화할 뿐만 아니라 착륙 다리와 부피가 큰 발사대 기반 시설의 필요성을 없애줍니다. "뉴트론" 로켓은 발사대에 의존하지 않고 자체 받침대에서만 발사 활동을 수행할 수 있습니다. 궤도에 진입하여 2단 로켓과 탑재체를 분리한 후, 1단 로켓은 지구로 귀환하여 발사대에 연착륙합니다.

3. 새로운 페어링 콘셉트는 기존 디자인의 틀을 깨뜨립니다.

 

"뉴트론" 로켓의 독특한 설계는 "헝그리 히포(Hungry Hippo)"라는 이름의 페어링에도 반영되어 있습니다. "헝그리 히포" 페어링은 로켓 1단에 통합되어 완전히 일체화됩니다. 기존의 페어링처럼 로켓에서 분리되어 바다에 떨어지는 것이 아니라, 마치 하마처럼 입을 벌려 2단 로켓과 탑재체를 방출하고, 다시 입을 닫아 1단 로켓과 함께 지구로 귀환합니다. 발사대에 착륙하는 로켓은 페어링이 장착된 1단 로켓이며, 이를 단시간 내에 2단 로켓에 통합하여 재발사할 수 있습니다. "헝그리 히포" 페어링 설계를 채택함으로써 발사 빈도를 높이고 해상에서 페어링을 재활용하는 데 드는 높은 비용과 낮은 신뢰성 문제를 해결할 수 있습니다.

4. 로켓의 2단계는 고성능 특성을 가지고 있습니다.

 

"헝그리 히포" 페어링 설계 덕분에 로켓 2단은 발사 시 로켓 본체와 페어링 내부에 완전히 밀폐됩니다. 따라서 "뉴트론" 로켓의 2단은 역사상 가장 가벼운 2단이 될 것입니다. 일반적으로 로켓 2단은 발사체의 외부 구조물의 일부로, 발사 시 대기 하층의 가혹한 환경에 노출됩니다. 하지만 "헝그리 히포" 페어링을 장착함으로써 "뉴트론" 로켓의 2단은 발사 환경의 압력을 견딜 필요가 없어 무게를 크게 줄일 수 있으며, 결과적으로 더 높은 우주 성능을 달성할 수 있습니다. 현재 로켓 2단은 일회용으로 설계되고 있습니다.

5. 신뢰성과 반복 사용을 위해 설계된 로켓 엔진

 

"뉴트론" 로켓은 새로운 아르키메데스 로켓 엔진으로 추진될 예정입니다. 로켓랩에서 설계 및 제작한 아르키메데스 엔진은 재사용 가능한 액체 산소/메탄 가스 발생기 사이클 엔진으로, 1메가뉴턴의 추력과 320초의 초기 비추력(ISP)을 제공할 수 있습니다. "뉴트론" 로켓은 1단에 7개의 아르키메데스 엔진을, 2단에 진공 버전의 아르키메데스 엔진 1개를 사용합니다. "뉴트론" 로켓은 경량 탄소 섬유 복합재 구조 부품을 사용하기 때문에 아르키메데스 엔진의 성능과 복잡성이 지나치게 높을 필요가 없습니다. 적당한 성능의 비교적 단순한 엔진을 개발함으로써 개발 및 시험 기간을 크게 단축할 수 있습니다.