설명: Chandrayaan-2의 GSLV Mk-III 로켓에 결함이 발생한 이유

오늘 찬드라얀-2 발사: ISRO는 2022년 이전에 발사될 예정인 인도 최초의 인간 임무인 가간얀(Gaganyaan)을 포함하여 미래의 모든 심우주 탐사 임무에 30년 이상의 연구 개발 산물인 로켓을 사용할 계획입니다.

인도 우주 연구 기구(ISRO)의 지구동기위성발사체(GSLV) MkIII가 찬드라얀-2를 탑재하고 스리하리코타에서 임무가 마지막 순간에 중단된 후 사티시 다완 우주센터에 서 있다.

달에 우주선을 착륙시키려는 인도의 첫 시도인 찬드라얀 -2의 발사는 과학자들이 발사체 시스템에서 기술적 결함을 감지한 후 월요일 아침 이륙한 지 한 시간도 채 되지 않아 중단되었습니다. 임무 차량은 GSLV Mk-III 로켓으로, ISRO의 미래 임무에 매우 중요한 비교적 새로운 획득품입니다.

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새로운 로켓이 중요한 이유는 무엇입니까?

ISRO는 2022년 이전에 발사될 예정인 인도 최초의 인간 임무인 가간얀(Gaganyaan)을 포함하여 미래의 모든 심우주 탐사 임무에 30년 이상의 연구 개발 산물인 로켓을 사용할 계획입니다. 이 차량은 더 무거운 상업용 위성을 발사할 수 있습니다. , 또한 ISRO의 큰 수익 창출원이 될 것으로 예상됩니다.

그러나 지난 30년 동안 ISRO의 발사의 중심은 극지 위성 발사체(PSLV)였습니다. 이 로켓은 1990년대 초 이후 48번의 발사 중 2번만 실패한 로켓입니다. Chandrayaan-1과 Mangalyan도 PSLV에 의해 발사되었습니다.

찬드라얀에 PSLV가 사용되지 않은 이유- 둘?

PSLV에는 한계가 있습니다. 더 무거운 위성을 운반하거나 우주 깊숙이 들어갈 수 있는 충분한 전력이 없습니다. PSLV는 지구 표면에서 최대 600km 고도까지 낮은 지구 궤도에 약 1750kg의 탑재량을 전달할 수 있습니다. GTO(Geostationary Transfer Orbit)에서는 수백 킬로미터 더 높이 올라갈 수 있지만 페이로드가 줄어듭니다. Chandrayaan-1의 무게는 1380kg인 반면 Mangalyaan의 이륙 질량은 1337kg입니다.

원격 감지, 방송 또는 항법에 사용되는 일반적인 상업용 위성의 대부분은 1,500kg 미만이며 지구 저궤도에 넣어야 합니다. PSLV는 인도 및 외국의 상업용 위성 모두에 대해 이를 수행하는 이상적인 수단임이 입증되었습니다.

그러나 4,000-6,000kg 또는 그 이상의 범위에서 훨씬 더 무겁고 지구에서 30,000km가 넘는 정지 궤도에 올려야 하는 위성이 있습니다. 그러한 거대한 위성을 운반하는 로켓은 훨씬 더 많은 전력을 필요로 합니다.

ISRO가 점점 더 큰 탑재체를 탑재하고 우주 깊숙이 탐사하는 것을 목표로 미래를 위한 로켓으로 제작된 GSLV Mk-III는 극저온 기술을 길들이기 위해 30년 동안 열심히 일한 흥미로운 역사와 이야기를 가지고 있습니다. (출처: ISRO)

그리고 GSLV 로켓에 그런 힘이 있습니까?

GSLV(지동기 위성 발사체) 로켓은 다른 연료를 사용하며 PSLV보다 훨씬 더 큰 추진력을 가지고 있습니다. 따라서 그들은 더 무거운 페이로드를 운반하고 더 깊은 우주로 여행할 수 있습니다. 예를 들어 찬드라얀-2의 총 질량은 4,000kg에 가깝습니다.

ISRO의 GSLV 로켓 중 GSLV Mk-III는 가장 강력하고 최신형입니다. 2017년 6월 5일 GSAT-19 통신위성을, 지난해 11월 14일 GSAT-29 통신위성을 탑재해 지금까지 두 차례 성공적으로 비행했다. 2014년에는 실험 비행을 했다.

GSLV Mk-III는 핵심 액체 엔진으로 구동되며, 이륙 중에 필요한 막대한 추력을 제공하는 데 사용되는 2개의 솔리드 부스터와 상단 단계에 극저온 엔진이 있습니다.

극저온 엔진이란 무엇입니까?

극저온은 매우 낮은 온도에서 재료의 거동과 관련된 과학입니다. 극저온 기술은 마스터하기 어렵지만 GSLV Mk-III와 같은 로켓에 필수적입니다. 모든 로켓 연료 중에서 수소가 가장 큰 추진력을 제공하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 천연 가스 형태의 수소는 다루기 어렵기 때문에 PSLV와 같은 로켓의 일반 엔진에는 사용되지 않습니다. 수소는 액체 형태로 사용될 수 있지만 영하의 거의 250°C인 매우 낮은 온도에서 액체로 변합니다. 이 연료를 태우려면 산소도 액체 형태여야 하며 영하 90°C에서 발생합니다. 로켓에서 이렇게 낮은 온도의 대기를 만드는 것은 어렵습니다. 다른 재료에 문제를 일으킵니다.

스리하리코타에서 찬드라얀-2 임무가 중단된 후 관중들이 떠나고 있다(AP)

인도는 언제, 어떻게 그러한 기술을 발전시켰습니까?

GSLV Mk-III의 개발은 극저온 기술에 대한 30년의 노력에 대한 이야기입니다. 이 기술은 1990년대 초 미국에 의해 인도에 거부되어 토착화해야 했습니다.

ISRO는 1980년대 중반에 극저온 엔진의 개발을 계획했는데, 당시 미국, 과거 소련, 프랑스, ​​일본 등 소수의 국가만이 이 기술을 보유하고 있었습니다. GSLV 프로그램은 이미 구상된 차세대 발사체 개발을 가속화하기 위해 ISRO는 이러한 엔진 중 일부를 수입하기로 결정했습니다. 일본, 미국, 프랑스와 협의를 거쳐 러시아 엔진에 합의했다. 1991년 ISRO와 러시아 우주국인 Glavkosmos는 기술 이전과 함께 이 엔진 중 2개를 공급하기로 계약을 체결하여 인도 과학자들이 미래에 이를 제작할 수 있도록 했습니다.

그러나 엔진 계약을 놓친 미국은 인도도 러시아도 가입하지 않은 미사일기술통제체제(MTCR) 조항을 인용해 러시아 판매를 반대했다. MTCR은 미사일 기술의 확산을 통제하려고 합니다. 소련 붕괴에서 여전히 회복 중인 러시아는 미국의 압력에 굴복하여 1993년 거래를 취소했습니다. 대안으로 러시아는 원래 2개의 극저온 엔진 대신 7개의 초저온 엔진을 판매하는 것이 허용되었지만 기술을 이전할 수 없었습니다. 인도로. 이 러시아 엔진은 1세대 및 2세대 GSLV(Mk-I 및 Mk-II)의 초기 비행에 사용되었습니다. 이 중 마지막은 2007년 9월 INSAT-4CR 출시에 사용되었습니다.

원래 러시아 거래가 취소된 후 ISRO는 Thiruvananthapuram에 있는 액체 추진 시스템 센터에서 자체 극저온 기술을 개발하기 시작했습니다. 엔진을 만드는 데 10년 이상이 걸렸습니다. 2010년에 2세대 GSLV 로켓의 두 번의 발사(하나는 러시아 엔진과 다른 하나는 자체 개발)가 실패로 끝났습니다.

큰 성공은 2014년 12월에 고유한 극저온 엔진을 탑재한 3세대(Mk-III) GSLV의 실험 비행으로 이루어졌습니다. 이 임무는 또한 126km의 높이에 도달한 후 방출된 실험적인 재진입 페이로드를 실어 벵골만에 안전하게 착륙했습니다.

GSLV Mk-III가 두 차례 더 성공적으로 출시되었습니다. Chandrayaan-2는 가장 크고 가장 기다려온 발사였습니다.

무슨 문제가 있었나요?

ISRO는 아직 로켓의 기술적 결함의 특성이나 세부 사항을 제공하지 않았습니다. 모든 주요 작업이 완료된 후 글리치가 관찰되었습니다. 발사 전 마지막 작업 중 하나는 극저온 연료, 수소 및 산소의 로딩입니다. 이것은 월요일 아침 카운트다운이 중단되기 약 30분 전에 완료되었습니다. 문제의 심각성을 평가하는 데 며칠이 걸릴 수 있습니다.

이 얼마나 큰 좌절입니까?

즉각적인 영향은 Chandrayan-2의 일정에 있습니다. ISRO는 Chandrayan-2를 발사할 수 있는 현재 기회가 7월 9일에서 16일 사이에만 가능하다고 밝혔습니다. 이제 그 기회는 사라진 것으로 보입니다. 이것은 잠재적으로 임무를 몇 개월 지연시킬 수 있습니다. ISRO는 다음 기회의 창이 언제 열릴지 밝히지 않았습니다.

ISRO가 문제에 대한 평가를 공개할 때까지 촉박한 마감일이 있는 Gaganyaan과 같은 향후 임무에 대한 영향을 예측하는 것은 불가능합니다.

그러나 우주 발사 실패는 드문 일이 아닙니다. 특히 달 탐사는 실패율이 높았다. 모든 달 임무의 52%가 성공하지 못했습니다. 가장 최근의 사례는 이스라엘의 베레시트 착륙선이 달 궤도에 진입한 후 문제가 발생하여 달 표면에 불시착한 것입니다.

기술적으로 Chandrayaan-2는 실패하지 않았습니다. 문제가 감지된 후 발사되기 전에 임무가 중단되었습니다.

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