[저멀리 우주로: 민간 우주왕복선] 부활한 우주왕복선

• Sweet Dream

https://www.youtube.com/watch?v=vW-hiXC7U9Q

Sweet Dream

 
 
 

• 민간 기업 보잉이 도전한 우주비행기

독일국이 구상한 궤도폭격기 질비어포겔

한편 제2차 세계대전 말기 수세에 몰린 독일국은 제공권 탈환이 불가능한 상황에서 적국에 타격을 입힐 방법을 고민했습니다. 그리고 로켓기술을 응용해 비행기를 로켓엔진으로 지구 궤도로 보내 적국을 타격하는 궤도폭격기 질비어포겔Silbervogel을 고안했습니다. 그러나 시험하기도 전에 독일국은 패망했고, 미군은 그 정보를 입수했습니다. 그리고 1957년 미국 NASA와 보잉은 질비어포겔Silbervogel의 개념을 참고해 지구 궤도에서 소련을 정찰하고 폭격할 수 있는 우주비행기 개발을 시작했습니다.

우주정찰/폭격기 보잉 X-20

해당 연구는 다이너소어Dyna-Soar라는 명칭으로 진행되었습니다. 개념은 NASA가 개발한 로켓 위에 우주비행기를 꽂아 지구 준궤도로 보낸 뒤 준궤도에서 우주비행기를 조종하며 적국을 정찰하는 것이었습니다. 보잉이 우주비행기 개발을 담당했으며 X-20이라는 실험체를 개발했습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=Sq5Hkxm9r9Y

Boeing X-20 Dyna-Soar 계획

그러나 지구 준궤도로 날아간 우주비행기가 지구로 귀환하기 위해서는 엄청난 마찰열을 견뎌야 했기에 희귀 광물로 도배를 해야 했고 예산이 심각하게 증가했습니다. 거기에 미국은 소련보다 먼저 우주에 인간을 보낼 머큐리 계획Mercury program을 더 중시했기에 X-20 개발은 뒷전이었습니다. 결국 X-20 계획은 백지화되며 취소되었지만, 보잉은 우주비행체에 대한 귀중한 노하우를 얻었습니다.
 
 
 

• 유럽우주국ESA의 우주왕복선 계획

에르메스 우주왕복선

한편 X-20을 눈여겨 본 유럽우주국ESA는 X-20의 방식으로 우주왕복선을 만들려고 시도했습니다. 마침 1972년 NASA에서 엔터프라이즈 우주왕복선Enterprise을 시험비행하며 우주왕복선 개념을 제시하자 유럽우주국ESA도 독자 우주왕복선 개발을 추진했습니다. 1985년 유럽우주국ESA는 아리안 5 로켓Ariane 5에 에르메스 우주왕복선Hermès을 꽂아 발사하는 계획을 세웠고 개발을 시작했습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=CZMBlWFdD9c

에르메스 우주왕복선의 도킹 시뮬레이션

에르메스 우주왕복선Hermès은 냉전기 동안 소련의 미르 우주정거장Мир에 대항해 자유주의 진영의 우주정거장인 프리덤 우주정거장Freedom 개발에 미국 NASA의 우주왕복선과 함께 중추 역할을 할 예정이었습니다. 하지만 NASA 우주왕복선 비용을 안 유럽우주국ESA에서 에르메스 우주왕복선Hermès 개발에 회의적이었고, 1991년 소련 해체로 냉전이 종식되며 1992년 에르메스 우주왕복선Hermès 개발은 취소되었습니다.
 
 
 

• 영국의 Reaction Engines Limited가 개발하는 Skylon 우주왕복선

https://www.youtube.com/watch?v=mOqInOe5g8k

Skylon 우주왕복선

한편 영국의 기업 Reaction Engines Limited(REL)은 SABRE 엔진으로 대기에서 산소를 연소해 빠른 속도로 추진하고, 우주에서는 수소 연료를 사용하는 로켓 엔진으로 이동하는 Skylon 우주왕복선을 개발하고 있습니다. 이는 처음부터 비싼 로켓 엔진으로 추진하는 것이 아닌 제트 엔진을 병행하며 재사용이 가능해 비용이 훨씬 절감될 것으로 예상되었습니다. 하지만 영국에서 개발하는 것이기에 러시아나 중국의 로켓, 심지어 미국의 재사용 로켓보다 가격이 비싸 가격 경쟁력이 높지 않는 상태입니다.
 
 
 

• 보잉이 개발한 무인 우주왕복선

БОР-4

한편 소련은 부란 우주왕복선Буран을 우주로 보내기 전 먼저 작은 무인 우주왕복선을 우주로 보내려고 했습니다. 그 무인우주왕복선은 БОР-4으로 1982년부터 4차례 발사해 3번이나 우주로 간 뒤 지구로 무사귀환하는데 성공했습니다. 그러나 БОР-4 실험 모습이 오스트레일리아 정찰기에게 발견되어 사진이 찍히며 기밀이 유출되었고, NASA는 작은 무인우주왕복선에 관심을 가졌습니다.

Boeing X-40

이에 NASA는 무인우주왕복선이 가능한지 실험하기 위해 보잉과 함께 X-40을 개발했습니다. 보잉이 2001년 Boeing X-40을 개발했고 실험 결과 무인우주왕복선이 가능함이 밝혀졌습니다. 이에 NASA는 Boeing X-40을 거대화해 실용적으로 사용할 수 있는 무인우주왕복선 개발을 주문했습니다.

Boing X-37

그래서 보잉은 Beoing X-40을 120% 거대화한 Boeing X-37을 개발했습니다. 해당 기체는 Boeing X-20과 같은 개념으로 로켓에 꽂아 발사하는 기체였습니다. 보잉은 Boeing X-37을 대부분 재활용이 가능한 무인우주왕복선으로 만들었으며 1999년 NASA와 보잉의 합작으로 진행했으나, 2004년 미국 국방성이 보잉에 대규모 투자를 하며 2005년부터 실험을 하며 프로젝트를 진행했습니다.

극비 임무를 수행한 Boeing X-37

보잉이 개발하는 Boeing X-37은 극비에 이뤄진 프로젝트로 2010년부터 발사되며 수차례 임무를 수행했지만 어떤 임무를 수행했는지 알려진 것이 없습니다. 다만 Boeing X-37의 우주 비행 궤도를 추적한 결과 중국, 북한, 이란 상공에 머문 적이 있어 미국의 적성국을 정찰하는 임무를 한 것으로 추정하고 있습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=u-7VNf7DCY8&t=47s

보잉이 공개한 Boeing X-35B

이렇게 보잉은 미국 우주군과 협력해 비밀리에 우주왕복선을 부활시켰습니다. 보잉 기업은 냉전 이후 많은 부분이 소실된 우주왕복선 기술을 새롭게 부활시킨 기업으로 인정받았습니다.
 
 
 

• 베일에 쌓인 중국의 우주왕복선 계획

셴룽 우주왕복선 추정도

그리고 중국도 이에 대항해 인민해방군에서 극비 무인우주왕복선 셴룽神龙을 2020년에 발사했습니다. 셴룽 무인우주왕복선神龙은 존재 외 모든 정보가 극비인 비밀에 쌓인 무인우주왕복선입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=bh3bDsAqH8Y

텅윈

또한 중국항천과공집단유한공사는 중국의 국영기업으로 2018년 주하이 에어쇼에서 텅윈腾云이라는 우주왕복선 계획을 발표했습니다. 이후에는 아직 밝혀진 것이 없습니다.
 
 
 

• 국가 차원에서 우주왕복선을 준비하는 인도

RLV 인도 무인우주왕복선

한편 최근에 우주개발에 적극적으로 참여하는 인도 역시 무인우주왕복선을 실험하며 무인우주왕복선 시대에 동참했습니다. 인도우주연구기구ISRO는 2012년 재활용 가능한 우주선 Reusable Launch Vehicle-Technology Demonstrator(RLV-TD)를 발표하며 무인우주왕복선 개발계획을 밝혔습니다. 그리고 2016년 뿌쉬빡Pushpak이라는 이름을 가진 RLV-TD를 발사하며 첫 인도 무인우주왕복선 발사에 성공했습니다.

지구 재돌입에 성공한 RLV-TD

이후 수차례 시험 발사를 하며 우주로 나아가고, 지구로 귀환하는 것에 성공했습니다. 인도우주연구기구ISRO는 RLV-TD로 우주개발 비용을 상당히 절감했으며, RLV-TD 동체에 여러 인공위성을 탑재해 인공위성 발사체로 활용할 계획입니다.
 
 
 

• Dream Chaser, 화물과 사람을 우주로 보낼 소형 우주왕복선

드림 체이서

한편 군사용이 아닌 순수 민간용으로 우주왕복선을 개발한 기업도 있습니다. 그 기업은 드림 체이서로 1990년 NASA가 시제품으로 개발한 HL-20 소형 우주왕복선 개념에 여러 첨단 기술을 접목해 소형 우주왕복선 드림 체이서Dream Chaser를 개발했습니다.

크기가 작아 비용 부담이 덜한 드림 체이서

2004년 드림 체이서는 드림 체이서Dream Chaser라는 작은 우주왕복선을 처음 공개하며 기업의 사업 방향을 발표했습니다. 그리고 2008년 시에라 네바다에 인수되며 규모를 키웠고 2010년 NASA 등 여러 기관에서 대규모 투자를 받으며 성장했습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=0N95lFqSQvU

드림 체이서 계획안

드림 체이서Dream Chaser는 국제우주정거장ISS로 화물을 운송하며 무인 화물우주선으로 사업을 시작하고, 안전함이 보증되면 승무원 3명에서 7명을 탑승시켜 국제우주정거장ISS로 보낸다는 비즈니스 모델을 가졌습니다. 또한 드림 체이서Dream Chaser는 작은 크기와 간단한 구조 덕에 몇 번 재사용 후 특정 모듈만 통체로 갈아끼우는 방식으로 운용비를 절감했으며, 경비행기처럼 전세계 어느 활주로에서든지 착륙할 수 있다는 점에서 큰 경제성을 가졌습니다. 아직 우주로 간 적은 없지만 NASA와 ESA 등에서 기대하고 있는 차세대 민간 우주선으로 주목받고 있습니다.