VTVL

수직이착륙(VTVL)은 로켓용 이착륙의 일종이다.다수의 VTVL 우주선이 비행했다.가장 널리 알려지고 상업적으로 성공한 VTVL 로켓은 스페이스X의 팰컨 9 1단이다.^{[citation needed]}

VTVL 기술은 2000년 이후 소형 로켓으로 상당 부분 개발되었으며, 부분적으로는 달 착륙선 챌린지와 같은 인센티브 경진대회 때문에 개발되었다.성공적인 소형 VTVL 로켓은 마스틴 우주 시스템즈, 아르마딜로 에어로스페이스 등이 개발했다.

2010년대 중반부터 VTVL은 사람을 수송할 수 있을 만큼 큰 재사용 로켓 기술로서 치열한 개발 중에 있었다.스페이스X는 2013년 744m 상공 등반 후 팰컨 9 시제품에 수직 착륙하는 모습을 시연했다.^[1]이후 블루오리진(New Shepard)과 스페이스X(Falcon 9)는 모두 발사장(RTLS)에 복귀한 뒤 발사차량의 회수를 시연했고, 블루오리진의 뉴 셰퍼드 부스터 로켓은 2015년 11월 23일 우주에 도달한 비행에 이어 처음으로 수직착륙에 성공했다.대략 한 달 후인 2015년 12월 22일에 상업용 궤도 부스터의 첫 착륙스페이스X는 또한 스타쉽이라는 이름의 완전히 재사용 가능한 로켓을 계획하고 있다.^[2]

VTVL 로켓은 수직 이착륙 항공기인 헬리콥터, 점프 제트 등 지지와 추진에 공기를 사용하는 수직 이착륙 항공기와 혼동해서는 안 된다.

역사

• 1961년 벨 로켓 벨트, 개인용 VTVL 로켓 벨트가 시연되었다.^[3]
• VTVL 로켓 개념은 1960년대에 더글라스 항공사의 필립 보노에 의해 연구되었다.^[4]
• 아폴로 달 모듈은 1960년대 달 착륙과 이륙을 위한 2단 VTVL 차량이었다.
• 호주의 디펜스 과학기술 그룹은 1981년 5월 2일 사우스 오스트레일리아 포트 웨이크필드에서 열린 시험에서 호버록 로켓 발사에 성공했다.^[5]"수평면 내에서 제어된 비행 경로와 필요한 경우 제어된 하강으로 종단할 수 있었다."^[6]
• 소련은 1980년대 후반에 자리아라고 불리는 수직 착륙 승무원 캡슐을 개발했지만 결코 날지 못했다.^[7]
• 맥도넬 더글러스 DC-X는 1990년대에 여러 번의 시험 비행을 성공적으로 비행한, 나사 없는 시제품 VTVL 발사 차량이었다.1996년 6월, 이 차량은 수직 착륙을 하기 전에 3,140미터(10,300피트)의 고도 기록을 세웠다.^[8]
• 로터리 로켓은 1999년 로켓 팁 헬리콥터 시스템을 중심으로 로튼 설계의 수직 착륙 시스템을 시험하는 데 성공했지만, 풀 차량을 만들기 위한 자금을 마련하지 못했다.
• 2005년 6월 13일 블루 오리진 VTVL 수보르바이탈 재사용 발사체가 발표되었다.^[9]
• 2005 Blue Origin Charon 제트 엔진 추진 테스트 차량은 나중에 Blue Origins VTVL 로켓에서 사용되는 자율 지침 및 제어 기술을 검증했다.^[10]
• 2006년, 2007년 블루 오리진 고다드는 은퇴하기 전에 3번의 성공적인 비행을 한 후 뉴 셰퍼드 보조 차량의 하위 규모의 시승차량이다.^[11]
• 2006~2009년 아르마딜로 항공우주국의 스콜피우스 / 슈퍼모드, 마스틴 우주시스템즈의 썸비, 그리고 이치에 맞지 않는 로켓의 블루볼 비행 VTVL 로켓이 Nortrop Grumman / NASA의 달 착륙선 챌린지에 출전하였다.마스텐의 자에로, 아르마딜로의 스티그 등 후속 VTVL 디자인은 보다 높은 아등부 고도로의 고속 비행을 목표로 했다.^[12]
• 스페이스X는 2010년 결국 드래곤 우주선에 전개 가능한 착륙 기어를 장착하고 이 차량의 추진기를 이용해 육지 착륙을 실시하겠다는 계획을 발표했다.^[13]2017년에 취소되었다.^[14]
• 2010년, NASA의 비행 운영 프로그램에 따라 NASA의 보조 재사용 발사체(surbital resuse vehicle,^[15] sRLV)의 요청으로 3대의 VTVL 우주선이 NASA에 제공되었다: 블루 오리진 뉴 셰퍼드, 마스틴 사에로, 아르마딜로 슈퍼모드.
• 모르페우스는 새로운 녹색 추진체 추진 시스템과 자율 착륙 및 위험 감지 기술을 보여주는 수직 시험대를 개발하는 2010년대 NASA 프로젝트다.^[16]
• 마이티 이글은 NASA가 2012년 8월 현재 개발하고 있는 2010년대 초 로봇 프로토타입 착륙선이다.^[17]

• 스페이스X는 2011년 9월 VTVL 드래곤 캡슐을 탑재한 팰컨 9단계의 동력 강하와 회수를 시도한다고 발표했다.^[18][19]
• 2012: 스페이스X의 베짱이 로켓은 대형 재사용 로켓 기술의 다양한 저고도, 저속 공학적 측면을 검증하기 위해 개발된 VTVL 1단 부스터 시험 차량이었다.^[20]테스트 차량은 2012-2013년에 8번의 테스트^[21] 비행을 성공시켰다.베짱이 v1.0은 2013년 10월 7일 8번째이자 마지막 시험 비행을 했으며, 744m (2,441ft) (0.46마일)의 고도까지 비행한 뒤 8번째 VTVL 착륙에 성공했다.^[22]
• 2013-2017: DragonFly는 스페이스X 드래곤 우주 캡슐의 프로펠러식 착륙을 위한 저고도 로켓 추진 시험용 시제품이었다.이후 우주에서 귀환한 뒤 착륙하는 2세대 승무원 재사용 우주 캡슐인 드래곤 2의 기술뿐 아니라 발사 중단 시스템도 이용할 계획이다.드래곤플라이 시제품은 2014년과 2015년 저고도 추진 비행시험에 활용됐다.^[23]그러나 개발은 2017년 중반까지 포기했다.^[24]
• 2014: 스페이스X의 팰컨 9 재사용 가능 개발 차량은 베짱이보다 약 50피트 더 길었으며, 부스터 자세를 제어하기 위해 비행 설계 착륙 다리와 기체 질소 추진기가 장착된 풀사이즈 팰컨 9 v1.1 부스터 탱크에 제작되었다.F9R Dev1은 2014년 4월 공칭 수직착륙을 하기 전 고도 250m(820ft)까지 첫 시험비행을 했다.^[25]
• 2015년 11월 23일 블루오리진의 뉴 셰퍼드 부스터 로켓은 우주에 도달한 나사 없는 아관절 시험 비행에 이어 처음으로 수직 착륙에 성공했다.^[26]블루 오리진社는 현재 2021년 7월에 뉴 셰퍼드社의 승무원들을 태울 준비를 하고 있다.^[27]
• 2015년 12월 21일 스페이스X의 20번째 팰컨 9 1단계는 팰컨 9 비행 20에서 11개의 상업 위성을 지구 저궤도로 끌어올린 후 궤도급 부스터의 수직 착륙에 최초로 성공했다.^[28]
• 스페이스X의 팰컨9은 2016년 4월 8일 스페이스X CRS-8 화물의 국제우주정거장 재공급 임무의 일환으로 자사 무인 우주선 최초로 착륙에 성공했다.^[29]
• 2017년부터 DLR, CNES, JAXA는 재사용 가능한 VTVL 로켓 시승기 CALISTO(Stage Toss-back Operation에서 발사기 혁신을 이끄는 협력적 행동)를 개발하고 있다.^[30]
• 2018년 1월 중국 민간 우주기업 링크스페이스가 수직이착륙(VTVL)^[31] 성공으로 재사용 가능한 실험궤도 로켓 실험에 성공했다.
• 2018년 2월 6일 스페이스X는 팰컨 헤비 시승 비행 중 1단 부스터 2대를 성공적으로 착륙시켰다.^[32]
• ISRO는 2018년 시험·착륙장이 개발되고 있는 EXMENT 시험 차량에 대한 세부 사항을 공개했다.이 차량은 초음속 복고 추진력, 특수 접이식 착륙 다리를 갖게 되며 이는 조향 가능한 그리드 핀 역할을 할 것이다. 그리고 레이저 고도계와 NavIC 수신기를 갖춘 통합 항법 시스템에 의해 안내될 것이다.^[33]
• 스페이스X 스타쉽의 초기 시험 기사인 직경 9m(30ft)짜리 대형 스타호퍼의 저고도 VTVL 실험이 2019년 7~8월 텍사스주 브라운스빌 인근 스페이스X 사우스텍사스 발사장에서 발생해 최대 150m(490ft)의 비행이 이뤄졌다.^[34][35][36]
• 2020년 8월 스페이스X는 스타쉽 시제품 테스트를 시작했다.SN5, SN6, SN15는 모두 VTVL 발사와 착륙에 성공했으며, SN8, SN9, SN10, SN11은 착륙 실패로 각각 파괴되었다.^{[37][38][34][39]}
• 2021년 7월 20일 블루오리진의 뉴 셰퍼드 로켓이 승무원 탑승 후 최초로 수직 착륙에 성공했다.제프 베조스를 포함한 네 명의 승객이 NS-16 임무에 탑승했다.^[40]

수직착륙 기술

인간 우주 비행의 초기 수 십 년 동안의 표준 수직 이륙(VT) 기술에 수직 착륙 또는 "VL" 추가 착륙을 성공적으로 달성하는 데 필요한 기술은 몇 가지 부분으로 구성되어 있다.첫째, 추력은 중량보다 커야 하고 둘째, 추력은 보통 억제되어야 하며 어느 정도 조절이 필요하다.지침은 차량의 위치와 고도를 계산할 수 있어야 하며, 수직에서 작은 편차는 차량의 수평 위치에 큰 편차를 일으킬 수 있다.RCS 시스템은 일반적으로 차량을 올바른 각도로 유지하는데 필요하다.스페이스X는 또한 팰컨 9 부스터 착륙 시 자세 제어를 위해 그리드 핀을 사용한다.

또한 진공, 극초음파, 초음속, 트랜소닉, 아음속 등 잠재적으로 다양한 조건에서 엔진을 점화시킬 수 있어야 한다.^[41]

연료의 추가 중량, 대형 탱크, 착지 다리 및 이들의 전개 메커니즘은 대개 소모용 차량에 비해 연착륙 시스템의 성능을 저하시킬 것이며, 다른 모든 것이 동일하다.이 기술의 주요 이점은 VTVL 착륙에 성공한 후 로켓을 재사용할 수 있기 때문에 우주 비행 비용이 상당히 절감될 수 있다는 것이다.^[42]

대중문화

우주선의 수직 착륙은 우주 비행 전 시대에 구상된 로켓 착륙의 지배적인 방식이었다.대중문화에 대한 묘사뿐만 아니라 많은 공상과학 소설 작가들은 로켓이 수직으로 착륙하는 것을 보여주었는데, 일반적으로 로켓은 우주 자동차의 지느러미 위에 착륙한 후에 휴식을 취한다.이런 견해는 대중문화에 충분히 배어있어서 1993년, 프로토타입 로켓의 저고도 시험 비행에 성공한 후, 작가는 이렇게 말했다: "DC-X는 수직으로 발사되었고, 공중에서 맴돌았다...그 우주선은 다시 공중에서 멈춰서 엔진들이 속도를 줄이자, 성공적인 수직 착륙을 시작했다.벅 로저스처럼."^[43]2010년대에 스페이스X 로켓은 '벅 로저스' 재사용 로켓을 만드는 질문'에서 벅 로저스의 대중문화 개념에 대한 호칭을 보아왔다.^[44][45]

참고 항목

• 코로나
• 칸코마루 – VTVL^[46]
• 크라이슬러 서브

참조

외부 링크

무료 사전인 Wiktionary에서 VTVL을 찾아 보십시오.

위키미디어 커먼즈에는 VTVL과 관련된 미디어가 있다.

• Astronautix.com – 과거의 VTVL 로켓 개념 목록
• Hobbyspace.com – 전 세계 VTVL 로켓 개발