화학로켓을 대체하는 저궤도 진입 방식

cpt.kirk의 sci-fi 전문 서재 

 

화학 로켓을 대체하는 저궤도 진입 방식의 필요성

화학 로켓은 위험하다.(챌린저 호 사고, 나로호 2차 발사, 무인 화성 기후 탐사선 사고 등)

화학 로켓은 비싸다.(그 비싼 액체 산소와 수소를 허공에 뿌리며 날아가니 비쌀 수밖에 없다.)

∴ 좀 더 안전하고 일상적인 지구저궤도(LEO) 진입 방식이 필요하다.

 

 

1 우주 엘리베이터(궤도 엘리베이터)

적도 어딘가에 풀랫폼을 세우고 정지 궤도(약 3만 6000km고도)에 거대한 우주 정거장을 설치하여 케이블을 연결한다는 구상이다. 다만, 우주 정거장에서 케이블이 끝나면 물리적으로 불안정하게 되므로, 그 뒤로 더 길게 나아가야 한다. (약 8만km 고도에 균형추가 위치해야 한다.)

우주 엘리베이터는 매우 저렴하고 안전하게 우주로 물체를 실어 보낼 수 있지만 아직 케이블 재질이 상용화되지 않아 실현이 불가능하다. 우주 엘리베이터의 케이블 재질로 가장 각광받는 탄소 나노튜브의 경우, 강도는 강철보다 100배 이상 강하지만 현재 만들 수 있는 최대 길이는 1인치(2.5cm)도 되지 않는다. 만약 탄소 나노튜브가 상용화된다면, 스타킹 두께로 3세대 전차의 120mm 날탄을 거뜬히 막을 수 있다.

실현 가능성: 1.0(5점 만점)

예상 제작 비용: 4.0

 

 

2 고속 추진 발사체(매스 드라이버)

레일건 기술을 활용하여 물체를 지표에서 우주로 쏘아버린다는 개념이다. 다만 무기인 레일건과의 차이점은 커다란 발사체를 비교적 느린 속도로 가속한다는 점이다. 가장 큰 문제점은 일단 레일건 기술이 완벽하지 않다는 점이다. 두 번째 문제점은 레일이 충분히 길지 않다면(적어도 1km쯤 되어야 할 듯) 가속도가 너무 커 탑재체가 파손될 우려가 있다. 사람이 장기간 견뎌도 문제가 없는 6G 이상의 중력 가속도가 가해진다면 무인 시스템 밖에는 발사할 수 없다. 그런데 6G의 가속도로 제2 우주 속도에 도달하려면, 레일의 길이가 대체 얼마가 되야 하지?

실현 가능성: 1.5

예상 제작 비용: 2.0

 

 

3 초음속 스카이후크

우주에서 돌아가는 후크(일종의 초대형 밧줄)가 고고도/초고속 항공기를 낚아 채 저궤도로 운반해준다는 아이디어이다. 후크의 모멘텀을 항공기(또는 우주선)에 전달한다는 뜻으로 추정된다. 예전에 그리핀 계획(정확한 이름인지 모르겠다)으로 비슷한 개념을 나사에서 고려한 적이 있었던 것 같은데, 솔직히 무슨 소리인지 잘 모르겠다.

실현 가능성: 1.0

예상 제작 비용: 1.5

 

 

4 램 가속

스크램제트 형태의 엔진을 가진 발사체를 총(gun) 형태의 배럴에서 가속시켜 배럴 내부의 연료-산소 혼합 기체를 압축시키는 힘으로 연소하여 추력을 얻는 방식이다. 이론상 배럴 내부에서 마하 8 이상으로 가속할 수 있다.

실현 가능성: 3.0

예상 제작 비용: 1.5

 

 

5 기타

스타트램, 우주대포 등.

한결같이 실현 가능성이 매우 희박하다.

 

[레몬티한잔]

2번 계산해보니 최소 반지름이 2.13*10^6m니까 2130km는 되어야 하네요.

[통통배함장]

그렇게 기나요?
우주왕복선의 가속 거리가 200km가 안될텐데...

[통통배함장]

아 정말 계산해보니 1000km를 훌쩍 넘네요...;;
아무래도 LEO까지는 자체 엔진으로 추진하고 매스 드라이버는 대기권 탈출시키는 용도 정도로만 쓰는 게 좋을듯;;

[레몬티한잔]

물론 이것도 각종 저항력을 제외한 힘이죠

[최저존엄]

스타트램이 뭐죠?

[통통배함장]

오래돼서 잘 기억이 안나는데...
자기부상열차 트랙을 수직으로 올려서 기차(+우주선)를 우주로 쏘아보낸다는 그런 개념이었던 걸로...