Artemis 1 발사과정과 SLS

Artemis 1 발사과정과 SLS

달에 가려면 지구의 중력을 극복하고 목적지까지 정확한 궤적을 설정하기에 충분히 빠른 속도로 우주선을 가속할 수 있는 강력한 로켓 우주선이 필요합니다. NASA의 차세대 우주 로켓인 Space Launch System은 이를 위해 만들어졌습니다.

 

2022년 11월 Artemis 1을 위해 플로리다 케네디 우주센터에서 SLS가 발사되었고, 최대 880만 파운드의 추진력을 발휘하여 지금까지의 어떤 로켓보다 더 강력한 힘을 발휘였습니다. 현재까지 대부분의 로켓과 마찬가지로 로켓의 추진력은 단계적으로 전달되었습습니다. 

Artemis 1의 SLS와 Orion 우주선 / 사진=NASA

 

SLS 구성 및 작동

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2022년 11월 무인 오리온 우주선을 태운 SLS는 코어 스테이지와 트윈 고체 로켓 부스터가 점화되면서 약 2,600톤의 로켓을 플로리다 케네디 우주 센터의 발사대에서 발사되었습습니다.

 

단 8분 만에 SLS의 RS-25 엔진 4개는 735,000갤런의 액체 추진제를 연소하여 200만 파운드의 추진력을 생성하고 트윈 로켓 부스터는 200만 파운드 이상의 고체 연료를 연소하여 700만 파운드 이상의 추진진력을 생성합니다.

 

상승하는 동안 로켓 엔지니어들은 종종 로켓이 오르막길을 가고 있다고 말하며, 이 발사 단계는 지구 중력이 계속해서 뒤로 밀리는 등산을 하면서 거대한 무게를 싣고 가는 것에 비유합니다.

 

로켓이 부스터와 코어 스테이지의 연료를 연소한 후 로켓을 떨어뜨립니다. 등산객이 산 정상까지 마지막 몇 마일을 오르기 위해 무거운 배낭을 내려 놓는 것과 같습니다. SLS는 로켓이 달에 보낼 수 있는 화물을 최대화하기 위해 그 힘을 사용합니다. 때문에 SLS는 재사용을 위해 지구로 귀환하는 데 필요한 추가 연료 또는 추진 시스템이 없습니다. 고체 로켓 부스터는 비행 2분후 분리되고, Core Stage는 발사 약 8분 후에 분리됩니다.

 

임시 극저온 추진단계

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우주 발사 시스템은 2개의 고체 로켓 부스터와 4개의 RS-25 엔진이 있는 Core Stage로 지구 궤도에 도달하게 됩니다. 여기에서 임시 극저온 추진 단계는 RL10 엔진을 발사하여 승무원이 없는 오리온을 아르테미스 1호를 위해 달로 보냅니다.

 

SLS가 1단계 추진 시스템과 연료의 무게를 뺀 후에도 오리온 우주선을 달로 보내려면 더 많은 동력이 필요합니다. 이 시점에서 로켓의 윗부분과 오리온은 지구에서 거의 100마일 위로 치솟아 시속 17,500마일 이상으로 가속하고 지구 주위의 LEO라고 하는 저궤도를 원형으로 돌기 시작합니다.

 

SLS는 블록 I 구성으로 이 궤도에 95미터톤(209,439파운드) 이상의 추진력을 전달할 수 있습니다.

 

그러나 깊은 우주 임무에는 지구 중력의 인력을 극복하고 우주선을 달에 도달하기 위해 더 멀리 보낼 수 있는 충분한 힘과 속도로 LEO 너머로 이동할 수 있는 로켓이 필요합니다. 로켓의 윗부분은 지구 전체 궤도를 완료하지 않고 Orion을 LEO에서 내보내는 추진력을 제공합니다.