초록 ▼

Ⅳ. 연구 결과
전 세계 발사체기술 보유 국가와 기관들은 재사용 기술을 확보하기 위해서 다양한 수준의 기술검증용 시연체를 개발해온 것으로 분석된다. 이 과정에서 양성된 전문 인력과 기술 노하우를 기반으로 SpaceX와 Blue Origin 같은 민간 기업이 등장해서 재사용 상용 발사서비스를 성공적으로 만들어낸 것으로 보이며, 이들의 수직이착륙 방식은 1단 재사용을 대표하는 접근법으로 인식된다. 기술 시연체를 통해서 재사용 핵심기술의 성숙도를 끌어올리고 이러한 시연체 개발이 미래 체계와 직접 연계되도록 계획한 것이 성공의 직접적

Ⅳ. 연구 결과
전 세계 발사체기술 보유 국가와 기관들은 재사용 기술을 확보하기 위해서 다양한 수준의 기술검증용 시연체를 개발해온 것으로 분석된다. 이 과정에서 양성된 전문 인력과 기술 노하우를 기반으로 SpaceX와 Blue Origin 같은 민간 기업이 등장해서 재사용 상용 발사서비스를 성공적으로 만들어낸 것으로 보이며, 이들의 수직이착륙 방식은 1단 재사용을 대표하는 접근법으로 인식된다. 기술 시연체를 통해서 재사용 핵심기술의 성숙도를 끌어올리고 이러한 시연체 개발이 미래 체계와 직접 연계되도록 계획한 것이 성공의 직접적인 요인으로 보인다.
국내에서는 독자적인 우주수송 능력을 확보하는 사업이 진행 중이기 때문에 발사체 재사용 기술에 대한 본격적인 투자가 이루어지지 않은 상태이다. 학계에서 한국형발사체의 위탁연구 형태로 수행한 재사용 기초기술 연구(2019-2021), 한국항공우주연구원이 내부과제로 수행 중인 재사용 요소기술 선행 연구(2020-2022), 스페이스챌린지사업의 재사용 관련 유도항법제어 기술 개발(2022~2025) 등의 연구 활동이 있으나, 미래 체계와 직접 연계된 기술 시연체를 통해 재사용 기술을 확보하는 사업은 부재한 상태이다.
국외 개발 트렌드에 의하면 귀환비행용 유도제어기술, 그리드 핀 기술, 착륙장치 기술, 재사용추진기관 기술, 열보호 기술, 페어링재사용 기술, 착륙지원 지상시스템 기술, 재사용운용 기술, 구조비 절감 기술 등이 발사체 재사용 핵심기술로 식별된다. 전문가 설문에 의하면 유도제어기술과 재사용추진기관 기술의 우선순위가 높은 것으로 나타난다. 재사용 핵심기술을 검증하기 위해서 다양한 수준의 시연체가 구성될 수 있으며, 이 때 필요한 선행기술 개발 과제를 분석해서 도출한 상태이다.
한국항공우주연구원 내부적으로 작성한 재사용 전략서와 국내에서 진행 중이거나 진행예정인 발사체 재사용 관련 개발 사업들을 검토한 결과, 재사용 개발에 성공한 국외 기업처럼 재사용발사체 체계 사업으로 연계되도록 개발 전략을 수립하고 당장 기술 시연체 개발에 나서기에는 재점화·추력조절 등 추진기관 기술이 충분히 성숙되지 않은 것으로 보인다. 한국형발사체 고도화사업 위탁연구(2022-2027)와 차세대발사체 개발 사업을 통해 재사용 요소기술의 기술성숙도가 충분히 확보된다면 이를 바탕으로 재사용 기술 검증용 고고도 귀환비행 연구(2028-2031)를 추진하고 이후 도전적인 미래 재사용발사체 체계로 확대 적용하는 전략을 수립하면 2035년 정도에 재사용발사체 비행시험을 수행하고 2040년 전에 재사용 발사서비스를 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 만약 차세대발사체의 방향을 재사용으로 전환하려면 다부처-연계 재사용발사체 체계개발 로드맵이 필요하다.

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

Ⅳ. Research Outcome
Our analysis shows that many space-faring nations and institutions have been actively developing technology demonstration vehicles for technology verification purpose at various levels in order to secure reusable launch vehicle technology. Based on the professional manpower an

Ⅳ. Research Outcome
Our analysis shows that many space-faring nations and institutions have been actively developing technology demonstration vehicles for technology verification purpose at various levels in order to secure reusable launch vehicle technology. Based on the professional manpower and technical know-how cultivated from these activities, private companies such as SpaceX and Blue Origin appear to have successfully created reusable commercial launch services. Raising the maturity of the core technology through the technology demonstration and, more importantly, planning the development of this demonstration to be directly linked to the future system seems to be the key factor of success.
In Korea, since the national program to secure independent space transport capability is in progress, full-scale investment in reusable launch vehicle technology has not been initiated. One can find research works on basic technology conducted in the form of consignment research of the Korea Space Launch Vehicle-II program in academia (2019-2021), preceding projects on reusable elements that is being carried out as an internal R&D project by the Korea Aerospace Research Institute(2020-2022), and guidance-navigation-control projects of the Space Challenge program(2022-2025). But there is no full-fledged program to incubate reusable system technology through developing technology demonstrators directly linked to future space transportation system.
According to the overseas development trend, guidance and control technology for return flight, grid fin technology, landing device technology, reusable engine technology, thermal protection system technology, reusable fairing technology, landing support ground system technology, operationally reusable system technology, and lightweight structure technology are identified as the core technologies. According to the expert survey, guidance and control technology and reusable engine technology appear to have a high priority. Demonstrators of various levels can be configured to verify the core technology for future reusable system, and in this study, the necessary preceding technology development projects have been analyzed and derived.
As a result of reviewing the strategy report prepared internally by the Korea Aerospace Research Institute and development projects related to reusable launch vehicle technology that are in progress or expected in Korea, we reach a conclusion that we cannot immediately pursue what those successful overseas companies did, say, establishing a development strategy that links the future reusable system development to the immediate development of a technology demonstrator, as the propulsion technology such as re-ignition and throttling is not sufficiently mature. If the technological maturity of the reuse element technology can be secured through the KSLV-II advancement program consignment research(2022-2027) and the next-generation launch vehicle development project, based on this, a high-altitude return flight research program for verification of reusable technology(2028-2031) can be pursued in the future. If this challenging strategy to expand and apply this development roadmap is implemented, it is expected that the reusable flight test will be conducted around 2035 and the reusable launch service will be secured before 2040. If the next generation launch vehicle were to be developed as a reusable system, a new roadmap should take into account the multi-ministerial joint research and development project planning.

(source : Summary 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• Contents ... 10
• 목차 ... 11
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 13
• 제1장 연구과제의 개요 ... 15
• 제1절 탐색 연구의 필요성 ... 15
• 제2절 탐색 연구의 목적 ... 16
• 제2장 연구과제의 내용 및 범위 ... 17
• 제1절 국외 재사용 발사체 개발 동향 ... 18
• 제2절 발사체 재사용을 위한 기술 식별 방법 ... 24
• 제3절 커뮤니티 의견 수렴 및 결과 분석 방법 ... 27
• 제3장 탐색 연구의 결과 ... 33
• 제1절 국내외 환경 및 동향 분석 결과 ... 33
• 1. 국외 발사체 재사용 기술 확보를 위한 기술 시연체 개발 동향 분석 ... 33
• 2. 국내 발사체 재사용 기술 연구 환경 분석 ... 65
• 제2절 발사체 재사용 기술 확보를 위한 핵심 기술 식별 ... 69
• 1. 커뮤니티 의견 수렴 결과 ... 69
• 2. 발사체 재사용 기술 확보를 위한 핵심 기술 ... 81
• 제3절 발사체 재사용 기술 확보를 위한 연구개발 과제 도출 ... 83
• 제4장 발사체 재사용 기술 확보 전략 ... 122
• 제1절 기존 개발 전략의 시사점 ... 122
• 제2절 커뮤니티 의견의 시사점 ... 124
• 제3절 발사체 재사용 기술확보 로드맵 ... 126
• 제4절 재사용발사체 체계 개발 로드맵 ... 130
• 제5장 탐색 연구 결과의 활용 ... 134
• 제1절 기술적 관점 ... 134
• 제2절 산업적 관점 ... 134
• 제3절 사회적 관점 ... 135
• 참고문헌 ... 136
• 부록I. 재사용발사체 관련 커뮤니티 의견 조사 분석 ... 144
• 부록II. 재사용우주발사체 포럼 발표 자료 ... 195
• 부록III. 재사용발사체 기술개발 전략서 ... 221
• 부록IV. 소형재사용발사체 개념연구 ... 310
• 부록V. 주요사업 상세 기획연구 보고서 - 재사용 우주발사체 선행기술 연구 ... 312
• 부록VI. 한국형발사체 고도화 사업 - 재사용발사체 핵심기술 확보 추진 ... 422
• 부록VII. 차세대발사체 개발 사업 - 재사용 기반 기술을 적용한 발사체 ... 424
• 끝페이지 ... 429