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논문 상세정보

SpaceX의 발사체 개발 전략 분석

An Analysis of Launch Vehicle Development Strategy of SpaceX

초록

SpaceX는 현재 Falcon 9 v1.2 Block 5의 성공적인 발사 및 회수로 세계 발사 시장을 주도하고 있다. SpaceX는 케로신 가스 발생기 엔진인 Merlin 엔진을 개발하였고, Falcon 1에서 Falcon Heavy까지 엔진을 지속적으로 업그레이드하여 탑재 중량을 증가시켰다. SpaceX는 초기에 많은 실패를 겪었지만 NASA의 도움으로 많은 위기를 극복하고 발사체를 개발할 수 있었다. 또한 재사용 발사체를 성공적으로 개발하여 운용비용을 크게 절감했다. 한국의 후속 발사체도 이러한 SpaceX의 개발 전략을 참고하여 개발할 필요가 있다.

Abstract

SpaceX is currently leading the global launch market with the successful launch and recovery of Falcon 9 v1.2 Block 5. SpaceX developed Merlin engine, a kerosene gas generator engine, and continuously upgraded the engine from Falcon 1 to Falcon Heavy to increase payload weight. SpaceX suffered a lot of failures early on, but with the help of NASA, it was possible to overcome many crises and develop vehicles. In addition, it successfully developed reusable vehicles, which drastically reduced operating costs. Subsequent launch vehicles in Korea also need to be developed with reference to SpaceX's development strategy.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Falcon 9
Falcon 9의 특징은 무엇인가?
1단에 9개의 Merlin 1D 엔진을 탑재하고 있으며, 2단에 하나의 Merlin 1DV 엔진을 탑재하여 거의 비슷한 10 개의 엔진을 발사체에 사용함으로 대량 생산에 의한 경제성을 확보하였다

Falcon 9는 1단에 9개의 Merlin 1D 엔진을 탑재하고 있으며, 2단에 하나의 Merlin 1DV 엔진을 탑재하여 거의 비슷한 10 개의 엔진을 발사체에 사용함으로 대량 생산에 의한 경제성을 확보하였다. 또한 동일한 규격의 부스터 코어를 탑재한 Falcon Heavy를 개발하여, 1단의 3개의 부스터를 재사용함으로써 초대형 발사체의 발사 비용을 절감 할 수 있다는 것을 보여주었다[1].

재 사용 발사체
Falcon의 재 사용 발사체는 성공하였는가?
SpaceX는 Falcon 9 v1.1을 개발하는 동안 재 사용 발사체에 대한 1단 부스터 착륙시험을 계속 수행하였으며, 결국 Falcon 9 v1.2에서 안정 적인 부스터 착륙 및 재사용을 달성할 수 있었다. SpaceX에서 처음 계획한대로 2단까지 재사용하는 것은 성공하지 못했지만, 1단 부스터의 재사용만으로도 상당한 비용 절감을 가져 왔으며 발사 비용을 낮추고 다른 업체들에 비해 경쟁력을 확보할 수 있었다.

SpaceX는 Falcon 9 v1.1을 개발하는 동안 재 사용 발사체에 대한 1단 부스터 착륙시험을 계속 수행하였으며, 결국 Falcon 9 v1.2에서 안정 적인 부스터 착륙 및 재사용을 달성할 수 있었다. SpaceX에서 처음 계획한대로 2단까지 재사용하는 것은 성공하지 못했지만, 1단 부스터의 재사용만으로도 상당한 비용 절감을 가져 왔으며 발사 비용을 낮추고 다른 업체들에 비해 경쟁력을 확보할 수 있었다. 또한, 최근에는 페어링을 바다에서 Ms.

한국의 후속 발사체 개발에 고려해야 할 점
한국의 후속 발사체 개발에 고려해야 할 점에대해 설명해보자
(1) SpaceX는 초기에 CRS와 같이 ISS용화물을 발사하는 미션을 통해 경험을 많이 쌓 았고, 이로 인해서 상업 위성 발사 시장에 진출할 수 있었다. 후속 발사체 개발에 있어서도 고가의 위성 발사외의 다양한 미션을 발굴하여 정책적으로 뒷받침 할 때 신뢰성 높은 발사체 개발이 가능하다.(2) SpaceX는 현재 발사체 시장을 재편하였고, 저가로 급속히 인공위성 수요를 끌어들이고 있기 때문에, 후속 발사체의 개발은 발사 서비스 시장을 고려해야 하며, 현재 Falcon 9보다는 낮은 가격으로 개발해야 경쟁력을 가질 것으로 보인다.(3) 1단을 재사용 하는 것을 통해 발사비용을 많이 낮추는데 성공한 SpaceX와 같이 후 속 발사체는 재사용 발사체를 고려하여 비용을 낮출 필요가 있다.(4) 한국의 대형 발사체를 개발하고자 할 때, SpaceX의 Falcon Heavy 모델을 적극 참 고할 필요가 있으며, 동일 부스터를 병렬로 묶어서 발사하는 것을 통해 개발 비용을 절감할 수 있다.(5) 현재 한국이 개발한 가스발생기 사이클 엔진을 개량하여 고압형 가스발생기 사이클 부스터 엔진을 개발하는 것을 통해 엔진의 무게 당 추력비를 늘리고 경쟁력을 늘리는 방향을 검토할 필요가 있다.(6) 현재 활발히 연구되고 있는 적층 제조 기술을 개발하여 발사체 부품의 제작비용을 절감하고 제작 시간을 단축하여 경쟁력 있는 후속 발사체를 개발해야 한다.

(1) SpaceX는 초기에 CRS와 같이 ISS용화물을 발사하는 미션을 통해 경험을 많이 쌓 았고, 이로 인해서 상업 위성 발사 시장에 진출할 수 있었다. 후속 발사체 개발에 있어서도 고가의 위성 발사외의 다양한 미션을 발굴하여 정책적으로 뒷받침 할 때 신뢰성 높은 발사체 개발이 가능하다. (2) SpaceX는 현재 발사체 시장을 재편하였고, 저가로 급속히 인공위성 수요를 끌어들이고 있기 때문에, 후속 발사체의 개발은 발사 서비스 시장을 고려해야 하며, 현재 Falcon 9보다는 낮은 가격으로 개발해야 경쟁력을 가질 것으로 보인다. (3) 1단을 재사용 하는 것을 통해 발사비용을 많이 낮추는데 성공한 SpaceX와 같이 후 속 발사체는 재사용 발사체를 고려하여 비용을 낮출 필요가 있다. (4) 한국의 대형 발사체를 개발하고자 할 때, SpaceX의 Falcon Heavy 모델을 적극 참 고할 필요가 있으며, 동일 부스터를 병렬로 묶어서 발사하는 것을 통해 개발 비용을 절감할 수 있다. (5) 현재 한국이 개발한 가스발생기 사이클 엔진을 개량하여 고압형 가스발생기 사이클 부스터 엔진을 개발하는 것을 통해 엔진의 무게 당 추력비를 늘리고 경쟁력을 늘리는 방향을 검토할 필요가 있다. (6) 현재 활발히 연구되고 있는 적층 제조 기술을 개발하여 발사체 부품의 제작비용을 절감하고 제작 시간을 단축하여 경쟁력 있는 후속 발사체를 개발해야 한다.

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저자의 다른 논문

참고문헌 (12)

  1. 1. World Wide Web location, https://www.spacex.com 
  2. 2. "Space Launch Report: SpaceX Falcon 9 v1.2 Data Sheet," World Wide Web location_ http://www.spacelaunchreport.com/falcon9ft.html, updated May 04, 2019 
  3. 3. "Space Launch Report: SpaceX Falcon Data Sheet," World Wide Web location http://www.spacelaunchreport.com/falcon.html, updated Jan 08, 2014. 
  4. 4. "Space Launch Report: SpaceX Falcon 9 Data Sheet," World Wide Web location http://www.spacelaunchreport.com/falcon9.html, updated May 01, 2017 
  5. 5. "Space Launch Report: SpaceX Falcon 9 v1.1 Data Sheet," World Wide Web location_http://www.spacelaunchreport.com/falcon9v1-1.html, updated Sep 08, 2017 
  6. 6. World Wide Web location https://spaceflightnow.com/2018/08/05/spacex-set-to-refly-first-falcon-9-block-5-booster-tuesday/ 
  7. 7. "Falcon 9 v1.1," World Wide Web location https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9_v1.1, updated Apr 15, 2019 
  8. 8. "With Block 5, SpaceX to increase launch cadence and lower prices," World Wide Web_location_https://www.nasaspaceflight.com/2018/05/block-5-spacex-increase-launch-cadence-lower-prices/, updated Apr 15, 2019 
  9. 9. "Space Launch Report: SpaceX Falcon Heavy Data Sheet," World Wide Web location, http://www.spacelaunchreport.com/falconH.html, updated Apr 15, 2019 
  10. 10. World Wide Web location, https://www.teslarati.com/spacex-falcon-heavy-block-5-launch-photos/ 
  11. 11. Yoo, D.S., Kim, H.R., Choi, J.K., and Chang, Y.K., “Estimation of Production and Operation Cost of KSLV-II using TRANSCOST,” Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol. 39, No. 6, pp. 567-575, 2011. 
  12. 12. "Kakao Map," World Wide Web location, https://map.kakao.com 

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