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기술공학/저멀리 우주로

[저멀리 우주로: 우주를 향한 꿈] V2 로켓, 전쟁으로 주목받은 로켓

by 롱카이 2024. 8. 9.
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  • 필립 디트베르너 - 너의 작은 세상에서In deiner kleinen welt

https://www.youtube.com/watch?v=qnU2ZTXlKYY

In deiner kleinen Welt

 
 
 

  • 로켓을 사랑한 베르너 폰 브라운
베르너 폰 브라운(가운데)
베르너 폰 브라운(가운데)

1912년 비르지츠에서 태어난 베르너 폰 브라운은 제1차 세계대전이 끝나고 비르지츠가 폴란드 제2공화국 영토가 되자 베를린으로 이주해 유년시절을 보냈습니다. 당시에는 로켓 개념과 연구가 꽤 진행된 시점이었고 일반인들도 로켓이라는 도구에 대해 대충 알던 시기였으며 베르너 폰 브라운은 사제 로켓 장난감을 만들며 놀았습니다. 그리고 망원경으로 밤하늘을 보며 우주를 탐구했고 김나지움 학생으로 베를린 공과대학에 입학했습니다.

바이마르 공화국 로켓공학 선구자 헤르만 오베르트
바이마르 공화국 로켓공학 선구자 헤르만 오베르트

그곳에서 그는 바이마르 공화국의 로켓공학 선구자인 헤르만 오베르트의 제자로 로켓을 연구했습니다. 헤르만 오베르트는 바이마르 공화국 중 처음으로 로켓을 연구하고 대중에게 로켓을 설명하는 서적을 편찬해 바이마르 공화국에 로켓 유행을 일으킨 장본인으로 베르너 폰 브라운 역시 그의 영향을 많이 받았습니다.
 
 
 

  • 독일국에 로켓 인재가 모이다
발터 도른베르거(우)
발터 도른베르거(우)

한편 제1차 세계대전 때 포병장교로 일하다 제1차 세계대전 패전 이후 살로텐베르크 대학에서 공학을 수학한 발터 도른베르거는 장갑차와 전차, 야포 등 각종 병기 개발이 심히 제약된 베르사유 조약에 대한 해결책으로 아예 생각도 못한 신무기를 만들라는 명령을 받고 로켓에 집중했습니다. 그러던 중 대학에 재학하며 로켓 동아리에서 활동하던 베르너 폰 브라운을 우연히 발견했고 그는 1934년 베르너 폰 브라운이 학사 학위를 받자마자 일자리를 제공해 함께 로켓 개발에 착수했습니다. 그의 스승 헤르만 오베르트 역시 후에 연구소 소속이 되어 로켓 개발에 착수했습니다.

고다드 A 시리즈 로켓 카피
고다드 A 시리즈 로켓 카피

1935년 독일국이 점차 전쟁을 준비하면서 아돌프 히틀러는 신무기 개발을 적극 지원했고 발터 도른베르거와 베르너 폰 브라운, 그리고 각종 로켓공학 인재들이 모여 로켓을 개발했습니다. 독일국 로켓 개발진은 콘스탄틴 치올콥스키의 이론과 로버트 고다드 연구를 종합해 1937년 로버트 고다드의 A시리즈 로켓을 그대로 따라 개발했습니다.
 
 
 

  • 아돌프 히틀러와 Vergeltungswaffe2
점점 약해진 독일국 공군력
점점 약해진 독일국 공군력

한편 1939년 아돌프 히틀러는 제2차 세계대전을 일으켰고 전차 등 혁신병기에 집중했습니다. 반면 로켓병기는 가능성이 입증이 되지 않았기에 별다른 관심을 보이지 않았습니다. 허나 1940년 공군전력을 상실하고 후퇴하던 독일국 상황에 아돌프 히틀러는 보복병기Vergeltungswaffe에 집착했습니다. 아돌프 히틀러는 제공권을 상실한 상황에서 공중전 없이 바로 대영제국 본토를 공격하는 보복병기Vergeltungswaffe를 찬양했고 로켓 역시 보복병기Vergeltungswaffe로 불렀습니다.

V2 로켓
V2 로켓

이에 따라 발터 도른베르거와 로켓 공학자들은 1942년 급히 A4 로켓을 개발했는데 이를 아돌프 히틀러는 V2로 부르며 대영제국 포격을 명했습니다. V2 로켓은 급히 개발한 로켓이었으며 노동수용소의 수감자들을 억지로 끌고와 V2 로켓 제작을 강요했기에 품질이 좋지 않았습니다. 하지만 V2 로켓은 당시로서 놀라운 기술을 보유했습니다.
 
 
 

  • 기술의 집합체, V2 로켓
2단 사운딩
2단 사운딩

V2 로켓은 현대적인 로켓 기술을 시작한 첫 로켓이었습니다. 바이마르 공화국 시절 로켓 붐을 일으킨 헤르만 오베르트는 액체연료를 효율적으로 소모하는 구조를 구상했는데 2단 사운딩이라는 구조였습니다. 1단은 연료탱크이며 2단은 산화제탱크로 연료탱크에서 나오는 연료와 산화제탱크에서 나오는 산화제가 로켓엔진에서 만나 한번에 연소되며 출력을 극대화하는 방식이었습니다. V2 로켓은 연료로 에탄올을 사용하고 산화제로 액화산소와 액화수소를 혼합해 사용했습니다.

펌프와 엔진
펌프와 엔진

그리고 액체연료가 빠르게 소모되어야 높은 추진력을 유지하기에 액체를 빠르게 밀어내는 펌프를 설치해 연료를 밀어냈습니다. 그래서 펌프를 빠르게 작동해 액체연료가 기화되기 전에 빠르게 연소실로 밀어넣었고 덕분에 액체연료는 중간에 끊기지 않고 빠른 추진력을 유지했습니다. 이는 어느 나라도 설계하지 못한 기술로 독일국을 제외한 나라들은 이 기술이 없어 고체로켓에 의존했습니다.

가속도계
가속도계

마지막으로 자이로스코프와 가속도계를 도입해 V2 로켓 위치를 스스로 계산하고 로켓엔진을 조절했습니다. 로켓 상부에 위치한 자이로스코프에서 수직과 수평 균형을 잡으며 상승하면서 가속도계로 아날로그 계산을 해 위치와 방향을 계산하고, 목표 위치에 도달하면 로켓 엔진을 꺼 대영제국 영토로 추락하게 했습니다. 허나 가속도계는 원체 계산오차가 컸기에 나중에는 원격조종으로 로켓을 조절했습니다.

V2 로켓 구조
V2 로켓 구조

이렇게 등장한 V2 로켓은 비록 조준점이 명확하지 않아 런던 포격이 비효율적이었지만 적지않은 충격을 주었고 통제가 매우 힘든 고체연료 로켓에 의존하던 소련과 미국은 V2 로켓을 탐냈습니다. 그래서 소련군과 미군은 1944년 독일국 내부로 진입하며 V2 로켓 개발공장을 수색했고 개발진들을 찾아다녔습니다.
 
 
 

  • 독일국 패망과 흩어진 V2 로켓 개발진
베를린을 점령한 소련군
베를린을 점령한 소련군

대영제국, 미합중국, 소비에트 사회주의 공화국 연방 세 나라는 1945년 베를린으로 진격하며 V2 로켓 개발자들과 제품을 찾아다녔습니다. 결국 독일국은 패망했고 베를린은 소련군이 점령하며 전쟁은 끝이 났습니다. 이때 V2 로켓을 개발한 연구자들은 각기 살길을 찾아 도망쳤는데, 대부분 미합중국으로 피신했습니다.

미국에게 항복한 주요 개발진
미국에게 항복한 주요 개발진

독일군은 제2차 세계대전 동안 소련 인민들을 대학살했기에 소련인의 분노가 커 V2 개발자들은 소련으로 넘어가면 보복을 두려워했고, 대영제국은 제시 액수가 적을 뿐만 아니라 전범 재판에 회부해야한다는 여론이 있어 신변 보장이 어려운 반면, 미합중국은 전범을 묻지 않는 페이퍼클립 작전으로 신변을 보장했기에 대부분의 V2 개발자들이 미국에 항복하고 미국으로 이주했습니다. 반면에 소련은 자동 자이로스코프 기술을 보유한 개발진 한명만 보유했습니다. 허나 소련 역시 불세출의 천재들이 많았고 양국의 인재들은 바로 미소 우주경쟁의 토대가 되었습니다.
 
 
 
 

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