팰컨 9은 스페이스X에서 제작한 로켓이다. 일반적인 로켓은 1회 사용 후 버려지지만 팰컨 9은 회수해서 재사용할 수 있는 특징이 있다.
우주 발사에 사용한 로켓을 재사용하는 것은 비용 절감을 위해서다. 팰컨9의 1회 발사 비용으로는 대략 5000만~6000만달러가 소요된다. 이 가운데 추진 연료 비용은 50만달러 수준이지만 반면 로켓 비용은 1000만달러가 넘는다. 로켓을 회수하는 것만으로도 많은 비용을 절감할 수 있는데 재활용이 가능하면 위성 발사 비용을 종전의 10분의 1로 줄일 수 있다. 여기에 스페이스X의 사주인 머스크식 혁신이 있다. 각국 정부는 '재사용'보다 로켓을 더 싸게 만드는 데에만 초점을 맞췄다. 그러나 머스크는 로켓을 재사용하기 위해 로켓을 다시 지상에 수직으로 착륙시키는 기술을 개발하는 발상의 전환을 만들어냈고 상용화에도 성공했다. 2006년 미국 NASA는 우주왕복선을 퇴역시키고, 상업용 궤도 운송 서비스를 통해, 민간 로켓 업체에 외부 위탁해서 국제 우주 정거장의 화물을 운반할 것이라고 밝혔다. 오비털 사이언스의 안타레스 로켓과 스페이스X의 팰컨 9이 선정되었다. NASA로부터 받은 돈으로 인해, 스페이스X 로켓 사업이 탄력을 받았다. 냉전 대결이 사라져 예산 삭감의 위협에 서 있던 나사도 스페이스X의 성공에 반색하고 있다. 우주 개발 과정에서 가장 많은 돈이 들지만 가치는 떨어지는 '추진(왕복)' 부분을 민간에 넘긴 뒤 경쟁 구도를 만들어 비용을 크게 줄이고 자신들은 본래의 업무인 연구개발과 우주인 선발, 우주 탐사 등에 집중할 수 있기 때문이다. 스페이스X의 팰컨 로켓의 시작은 2002년 머스크가 지구인 화성 이주 꿈을 내걸면서 시작됐다. 천문학적 비용이 드는 우주 개발에 민간이 뛰어든다는 생각을 그 누구도 하지 못하던 시기였다. 하지만 스페이스X는 불과 6년 만인 2008년 민간기업으로서는 최초로 액체연료 로켓 '팰컨1'을 지구 궤도로 쏘아 올려 모두를 놀라게 했다. 팰컨1을 지구 궤도에 쏘아 올리고 실력을 검증받은 스페이스X는 그해 말 나사와 우주 화물 운송 계약을 체결하면서 비즈니스로서의 가능성을 인정받기 시작했다. 이후 개발된 추진 로켓 '팰컨9'과 무인 캡슐 '드래건'을 통해 2012년 10월부터 화물을 ISS에 운반하고 있다. 지난 8월 14일에는 ISS로 보낸 드래건에 슈퍼컴퓨터와 바닐라 아이스크림, 생일 케이크가 실려 화제가 되기도 했다. 스페이스X의 팰컨 로켓은 다음과 같이 개발이 진행되었다. 2006년 3월 24일 : 팰컨 1을 최초로 발사 2008년 : NASA와 스페이스X가 12회의 국제 우주 정거장의 화물 운반계약을 체결 2010년 6월 4일 : 팰컨 1를 9개 묶은 팰컨 9 v1.0을 최초로 발사 2012년 10월 8일 : 팰컨 9 v1.0을 사용해 국제 우주 정거장의 화물을 최초로 운반 2013년 11월 4일: 엘론 머스크는 멀린 1D 엔진이 실제로는 85% 추력으로 사용되며 해면추력 730 kN (165,000 lbf, 74.8 톤힘)까지 추력을 낼 수 있다고 발표 2016년 5월 : 스페이스X는 멀린 1D 엔진을 진공추력 914 kN (205,500 lbf, 93.2 톤힘), 해면추력 845 kN(190,000 lbf, 86 톤힘)으로 업그레이드 할 것이라고 발표 * 팰컨 9 로켓으로 22톤의 화물을 지구 저궤도에 올릴 수 있는 추력임. 2016년 10월 : 누적발사 시도 28 중 27회 성공 1회 실패 * 발사시도 : v1.0 5회, v1.1 15회, v1.2 8회 * 발사실채 : v1.1 1회, v1.0 1회 부분실패 머스크는 올해(2017년) 11월로 예정된 팰컨 헤비 발사 때는 1단 로켓뿐만 아니라 2단 로켓 회수 계획을 발표하기도 했다. 달 탐사, 화성 탐사, 우주 여행 비용이 점차 절감되고 있다는 뜻이다. 스페이스X는 사람(우주인)이 타는 드래건 캡슐의 재사용도 추진 중이다. 내년 발사하는 세계 최초 상업용 우주선이 성공하면 선체, 낙하산 등 기능을 최다 10회 재사용할 수 있다.
우리나라 첫 달 궤도선 ‘다누리(KPLO)’가 곧 달을 향해 떠난다. 다누리의 발사를 눈앞에 둔 상황에서 다누리를 우주로 보낼 발사체인 ‘팰컨9’에도 관심이 쏠리고 있다. 다누리는 5일 오전 8시8분(한국시간)께 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 발사된다. 지난 한 달 동안 발사 사전 작업을 모두 마치고 미국의 민간 우주기업 스페이스X의 ‘팰컨9 블록5’에 탑재된 상태다. ◆액체연료 9개 탑재된 ‘팰컨9’…로켓 재활용 시대 열어 총 길이 70m의 2단 우주발사체인 팰컨9는 1단에만 액체연료를 사용하는 ‘멀린 1D’ 엔진 9개가 탑재됐다. ‘팰컨9’이라는 명칭 또한 이 9개의 엔진에서 비롯됐다. 특히 팰컨9 시리즈는 ‘로켓 재활용’이라는 개념을 본격적으로 실현한 기체다. 팰컨9은 지난 2017년 처음으로 1단 로켓 재활용에 성공한 바 있다. 그간 로켓과 같은 우주발사체는 위성 등 탑재체를 우주로 쏘아올린 뒤 그대로 버려지곤 했다. 우주까지 치솟았던 발사체를 회수해올 기술이 없어 울며 겨자먹기로 막대한 비용을 낭비해야만 했던 것. 하지만 팰컨9은 발사체가 탑재체를 우주로 쏘아 올린 뒤 스스로 비행해 다시 지상이나 해상(바지선)으로 착륙하는 방식으로 재활용 로켓의 시대를 열어 젖혔다. 팰컨9은 첫 로켓 재활용에 성공한 이후 약 4년 만인 지난 2021년 1단 로켓 10회 재활용 목표를 달성했다. ◆다누리 실린 ‘팰컨9 블록5’, 재활용 로켓 끝판왕…최대 100회까지 발사 가능 다누리가 탑재된 팰컨9 블록5는 이같은 팰컨9 시리즈의 ‘최종 완성형’으로 여겨진다. 팰컨9 시리즈가 1단 로켓을 재활용하는 데 성공하긴 했지만, 재활용을 위해서는 매번 분해 정비 및 부품 교체 과정을 거쳐야 해 수개월 간의 시간이 소요됐다. 이로 인해 앞선 팰컨9 모델들은 최대 10회까지 재활용이 가능함에도 같은 로켓이 3회 이상 발사되지 않았다. 하지만 팰컨9 블록5는 단순한 정비와 점검만 거치면 곧바로 재발사가 가능하고, 별도의 분해·부품 교체 없이 연속으로 10회까지 쏠 수 있다. 10회 이후부터 일부 부품을 교체해가며 최대 100회까지 재사용할 수 있는 것으로 알려졌다. 이처럼 로켓을 재활용할 경우에는 매 발사마다 비용이 10분의 1 수준으로 줄어든다. 스페이스X를 이끄는 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 “(팰컨9 블록5 재발사는) 탑재체를 새로 싣는 것 외에는 따로 할 일이 없다. 하나의 로켓이 퇴역하기까지 최대 100회까지 발사 가능할 것”이라고 자신하기도 했다. 실제로 팰컨9 블록5는 지난 2018년 최초 발사 및 재활용 발사에 성공한 이후 스페이스X의 핵심 우주 산업인 ‘스타링크’ 위성을 쏘아올리는 데 핵심적인 역할을 수행해왔다. ◆재활용 로켓인데 성능도 ‘탑급’…1단 추력만 누리호 2배↑ 팰컨9 시리즈는 ‘재활용 로켓’임에도 그 성능까지 출중하다. 1단의 추력(발사체를 쏘아올리는 힘)만 해도 775t으로 지난 6월 발사된 한국형 발사체 ‘누리호’(300t)의 2배를 훌쩍 뛰어넘는다. 누리호는 초속 7.5㎞로 탑재체를 지구 저궤도(600~800㎞)까지만 올려보낼 수 있다. 반면 팰컨9은 지구 궤도를 완전히 벗어나 심우주로 향하기 위한 최저 속력인 초속 11.2㎞를 넘기는 게 가능하다. 다누리의 목적이 지구를 벗어나 달 궤도에 진입하는 것인 만큼 누리호는 아직 힘이 부족한 셈이다. 이번 다누리 발사는 미국의 우주기업인 스페이스X의 도움을 받아 이뤄지지만, 정부는 달 궤도선에 이어 2031년 쏘아올릴 예정인 ‘달 착륙선’은 누리호를 통해 완전히 독자 발사하는 것을 목표로 하고 있다. 과학기술정보통신부는 누리호 성능 개선을 위한 ‘차세대 발사체 개발사업’을 추진 중이다. 지난 5월부터 예비타당성 조사를 받고 있으며, 예타가 통과될 경우 2024년부터 본격적으로 달 착륙선 개발사업에 착수한다는 계획이다. [서울=뉴시스]
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팰컨 9 추력 - paelkeon 9 chulyeog
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