한국항공우주연구원

NASA는 2015년 발사를 목표로 보다 안전하고 효율적인 추진제 시연을 후원하고 있으며, 이와 관련하여 소형 추력기에 대한 친환경 연료의 지상시험이 임무에 기반하여 수행되었다.

NASA의 GPIM(Green Propellant Infusion Mission) 프로그램의 주 계약자인 Ball Aerospace & Technologies社를 위해 추진기술개발을 담당하는 Aerojet Rocketdyne社의 Roger Myers 전무에 따르면 필요한 데이터는 모두 확보한 상태이며, 현재 약간의 추가 시험을 더 진행하고 있지만 비행모델 설계준비가 된 상태라고 한다.

GPIM은 매우 독성이 강한 하이드라진 연료를 대신해 다루기 안전하고, 덜 비싸며, 보다 효율적인 친환경 연료를 시연하는 것을 목표로 한다. HAN(AF-M315E)과 같은 친환경 연료가 수십 년 동안 존재하였지만 높은 작동 온도로 인해 추력기 운용에 문제가 있었다. 약 2년 전 Aerojet社는 이 문제를 해결한 새로운 촉매를 개발하였으며, NASA가 4천 2백만 달러 상당의 GPIM 비행 시연 프로그램을 시작하게 하였다.

Ball Aerospace社의 GPIM 프로그램 관련 연구자 Christopher McLean의 7월 9일 인터뷰에 따르면 새로운 촉매 개발 전에는 추력기 손상을 방지하기 위해 10초 이상 연소시험을 할 수 없었다고 한다. 연구팀은 최근 연속 11 시간의 추력기 펄스모드 연소시험을 완료하였으며, 연말 전 CDR(Critical Design Review)을 준비하고 있다.

비행 시연에 사용될 추력기는 시장 점유율이 높은 1N 및 22N 추력기가 될 것이다. 두 추력기는 Ball Aerospace社의 위성에 조립되어 2015년 9월 미 공군의 Space Test Program-2를 발사하는 Space-X社의 Falcon Heavy 발사체의 두 번째 탑재물로 발사될 예정이다. GPIM의 계획된 81일 동안의 비행 중 추력기는 우주비행체의 전형적인 궤도 상 운용모드 및 대기권 재돌입을 모사하게 될 것이다. NASA와 미 공군은 그들의 임무에 대한 친환경 연료 기술에 관심이 있지만, GPIM 프로그램의 실질 목적은 상업 시장이다.

NASA의 Michael Gazarik은 “오늘날 우주비행체에 하이드라진 연료를 충진하고 옮기는 일은 매우 위험한 작업이지만, 친환경 연료는 그렇지 않다. 이는 우리가 우주비행체에 연료를 충진하고 발사장으로 옮기는 게임을 법칙을 바꿔버린다”라고 말했다. “만약 친환경 연료가 손에 묻으면 씻으면 된다. 이 연료가 당신을 사망에 이르게 하지는 않는다. 나는 이것을 마시고 싶지는 않지만, 친환경 연료의 치사량은 이전에 사용한 하이드라진에 비해서 매우 뛰어나다”고 추가 언급하였다.

테스트에서 친환경 연료 HAN(AF-M315E)의 부스트 성능은 하이드라진 대비 50% 이상이며, 지상 운용, 저장, 취급 등의 용이성에 따른 비용 절감으로 인해 하이드라진 보다 저렴하다.

[그림] Michael Gazarik, NASA associate administrator for space technology,

holds up a model thruster at the GPIM press conference

with an inset of the flight demonstration configuration.

Credit: NASA photo by Carla Cioffi (main) and Aerojet Rocketdyne image (inset).

※ 이 글은 아래의 링크 기사를 참조하여 작성하였습니다.
   출처:http://www.spacenews.com/article/launch-report/36220green-fuel-thruster-passes-key-preflight-test

작성 : 한국항공우주연구원 원수희 (선임연구원)