우주발사체 현황 및 발사 실패 분석

임종빈(Im Jongbin) 한국항공우주연구원 2011 항공우주산업기술동향 Vol.9 No.2

향후 10년(2010~2019)간 발사될 위성 수는 이전 기간보다 59% 증가한 1,229개로 예측되고 있으며 발사 위성 수의 증가로 2010년부터 2019년까지의 위성 시장 규모는 1,445억 달러, 발사체 시장 규모는 510억 달러로 성장할 것으로 예측되고 있다. 이에 우주발사체 자력개발 능력을 가진 나라는 발사능력 향상을 위해 후속발사체 개발을 진행 중에 있으며, 그 외 국가들은 자주적 우주접근 능력 확보를 위해 우주발사체 개발에 노력하고 있다. 본 논문에서는 세계 각국의 발사체 발사 현황을 분석하였고 각 발사체의 발사 성공률을 확인하였다. 발사체 발사는 1957년 이후 현재까지 약 5,182번 수행되었다. 발사체 발사 실패 원인 분석 결과 50% 정도가 추진 관련 문제이었으며 1980년~2007년 기간 동안에는 항법유도 관련 문제는 줄어든 반면 소프트웨어 및 컴퓨터 시스템 관련 문제가 증가한 것을 알 수 있다. 소프트웨어 및 컴퓨터 시스템 관련 문제는 1990년~1999년 사이에는 8%이었지만 1999년~2007년 사이에는 21%를 기록하였다. 본 논문에서 조사된 내용은 새로운 발사체 개발 시 발사체의 신뢰도 향상을 위한 고려 대상 선정에 활용 될 수 있을 것이다. It is estimated that 1,229 satellites will be launched in 2010–2019, a 59% increase over the 772 units launched in 2000–2019. The manufacturing and launch of 1,229 satellites should generate revenues of $195 billion to the world space industry, a significant growth of 50% relatively to the past ten years (2000–2009). The countries, have their own space launch vehicles, are trying to improve space launch capability and to develop reusable launch vehicles. Other countries are developing space launch vehicles in order to ensure their independent space capabilities. In this paper, the current state of worldwide space launches was analyzed and the success rate of launch vehicles was confirmed. 39% of failures occur during operation of final stage. Propulsion anomalies have been and continue to cause most known failures in vehicle launches. Software and computing systems are a growing concern. It is 8% of failures in 1990-1999 and 21% of failures in 1999-2007.

재사용 우주 발사체 개발 동향

정석규,배진현,정기정,구자예,윤영빈 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.12

With the recent development of space technology, the satellite market, especially the small satellite market, is growing globally. As the satellite market continues to grow, the launch vehicle market is also growing, and demand for low-cost launches is increasing. There are a number of options for low-cost launches, including development of engine that uses low-cost propellants, product and transportation cost savings, but the most effective way to reduce launch costs is to reuse the used launch vehicles. USA’s Space Shuttle, a famous rocket as manned spacecraft, could be referred as the start of reusable launch vehicle. However, Space Shuttle had limited reusable parts and it was very expensive even though it is a reusable launch vehicle because of its low efficiency. In recent years, aiming at a real reusable launch vehicle, reusable launch vehicle for commercial purposes have been developed around USA’s SpaceX and Blue Origin, and re-landing tests were successfully accomplished. In addition, SpaceX successfully did the re-using of first-stage launch vehicle that had been succeeded in re-landing already. In accordance with this trend, countries such as Europe and India are also concentrating on the study of reusable launch vehicles. Including Blue Origin, companies like Virgin Galactic and XCOR in the United States, are also trying to commercialize the same reusable technology as the private manned space tourism. Confirmation of these technology trends is essential, because the re-use technology could change the landscape of the global launch vehicle market. 최근 우주 기술이 발달함에 따라 전 세계적으로 위성 시장, 특히 소형 위성 시장이 크게 성장하고 있다. 이러한 위성 시장의 성장세 속에서 발사체 시장 역시 성장세를 보이고 있으며 이에 따라 저비용 발사에 대한 수요가 점점 증가하고 있다. 저비용 발사를 위한 방안에는 저비용 추진제를 사용하는 엔진 개발, 제품 생산 및 운송비용 절감 등 다양한 방법이 존재하지만, 발사 비용을 가장 크게 줄이는 방법은 바로 사용한 발사체를 다시 사용하는 것이다. 재사용 발사체의 시작은 유인 우주선으로 유명한 미국의 Space Shuttle이라 할 수 있다. 하지만 Space Shuttle의 경우 재사용이라고 불리기는 하지만 재사용 할 수 있는 부분이 한정되어 있고, 발사 효율이 떨어져 재사용 발사체 임에도 불구하고 상당히 고비용이었다. 최근에는 미국의 SpaceX와 Blue Origin을 중심으로 상업적 목적의 재사용 발사체가 개발 되고 있고 재착륙 시험에 성공하였다. 뿐만 아니라, SpaceX의 경우 이전 재착륙을 성공한 1단 발사체를 정비하여 다시 발사하는데 까지 성공하기도 하였다. 이러한 추세에 따라 유럽, 인도와 같은 국가에서도 현재 재사용 발사체 연구에 심혈을 기울이고 있다. 그리고 Blue Origin을 포함한 미국의 Virgin Galactic, XCOR 등은 민간 유인 우주여행과 같은 재사용 기술을 이용한 상품화도 시도하고 있다. 재사용 기술이 확립되면 세계 발사체 시장의 판도가 바뀔 수 있기에 재사용 기술 동향의 정기적인 확인은 필수적이라 할 수 있다.

인도의 우주발사체 역사와 개발 동향

한영민(Han Yeoung-min),이광진(Lee Kwang-jin),홍일희(Hong Il-hee) 한국항공우주연구원 2011 항공우주산업기술동향 Vol.9 No.2

인도 우주 프로그램은 자국 국민 생활 조건을 향상시키는 유형의 결과물을 제공할 수 있는 직접적인 우주개발에 집중하면서 위성발사용 로켓, 통신위성, 지구관측 위성 등을 자력으로 개발하는 것에 초점을 두고 있다. 인도의 경우 자국 자체 수요에 의한 잦은 발사 경험과 풍부한 인적 자원에 의해 향후 국제적인 발사 경쟁력을 확보할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 인도의 우주발사체 개발 역사, 초기의 과학 로켓, SLV, ASLV, 그리고 현재 운용중인 PSLV, GSLV, 개발 중인 GSLV M3에 대해 기술하였다. 또한, 인도의 우주발사체를 발사하는 우주센터와 추진시험 센터, 우주발사체의 개발 비용, 참여 산업체 현황 및 참여 분야, 향후 우주발사체개발 계획에 대해 기술하였다. Indian space programme is focusing on space developments in order to offer visible results for better life of indian people. India either focuses on independent developing rockets for launching satellites, communications satellites and earth observations. Indian launch vehicles will have the international competitiveness due to frequent launching and wealthy human resource. In this paper, history of launch vehicle development, sounding rocket, SLV, ASLV, PSLV, GSLV and GSLV M3 are described. In addition, space center for indian launch vehicle, liquid propulsion system center, indian launch vehicle cost, industry participation and throughput and advanced indian launch vehicle are described.

한국의 우주발사체 산업 발전을 위한 우주발사서비스 시장진입 전략 평가

홍슬기(Seulki Hong),안재명(Jaemyung Ahn) 한국항공우주학회 2015 韓國航空宇宙學會誌 Vol.43 No.10

국가위상 제고와 국내 발사체산업 발전에 따른 경제 발전을 위하여 우주발사서비스 시장진입은 필수적이다. 발사체 개발의 후발주자로써 시장에 효과적으로 진입하기 위해서는 시장의 트렌드를 정확하게 파악하고, 체계적인 시장진입전략을 수립하여야한다. 본 논문에서는 세계 우주발사서비스 시장의 3가지 핵심트렌드(고성능의 대형 우주발사체 수요 증가, 저가형 우주발사체 증가, Dual/Multi-Launch 증가)를 도출하고, 각 핵심트렌드에 대응하기 위한 전략의 우선순위를 쌍대비교분석법을 통해 평가하였다. 그 결과 모든 트렌드 하에서 발사체 신뢰성 확보 전략이 가장 중요하며, 고성능의 대형 우주발사체 수요 증가 트렌드하에서는 정부 지원 전략이, 저가형 우주발사체 및 Dual/Multi-Launch 증가 트렌드 하에서는 가격 경쟁력 확보전략이 두 번째 우선순위를 보였다. This paper suggests the significant strategies and their priority to deal with space transportation market trends. First, market trends related with technical improvement and change in demand are analyzed by the literature research. The three key trends are obtained: ‘Increasing Demand of High-Performance Launch Vehicles’, ‘Rising of Low-Price Launch Vehicles’, and ‘Rising of Dual/Multi-Launch’. And then, strategies for developing the launch vehicle industry in Korea are selected from several studies about commercialization of Korean launch vehicle. The strategies are evaluated by the experts through pairwise comparison matrix and the criteria for this process is how significantly does the strategy effect on the launch vehicle industry through market assessment. As a result, reliable order of priority among the strategies are obtained. Under the three key trends, strategy to enhance reliability is most important. And, strategy to have price competitiveness has secondary priority to deal with ‘Rising of Low-Price Launch Vehicles’ trend and ‘Rising of Dual/Multi-Launch’ trend. On the contrary, strategy of government’s support is secondary under ‘Increasing Demand of High-Performance Launch Vehicles’ trend.

액체산소/등유 사용 우주발사체 월별 발사 현황 (2009년 ~ 2013년)

조동현,유일상,김근택 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

1957년 (구)소련의 스푸트닉 위성을 시초로 인류는 계속해서 우주발사체를 이용해 인공위성을 우주로 쏘아 올리고 있다. 오늘날 세계 각지에서는 연평균 70회 이상의 우주발사체 발사가 이루어지고 있다. 본 연구는 세계 우주발사체의 월별 발사 현황에 대해 조사하였으며, 특히 최근 5년간(2009년~2013년) 발사 이력을 토대로 계절(기온)이 한국형발사체와 같은 액체산소/등유를 사용하는 우주발사체의 발사에 미치는 영향성을 분석하였다. Today, humankind launches the satellites to space by using space launch vehicles since the Sputnik of the Soviet Union in 1957. Annually, more than 70 space launches are accomplished in the world. This paper investigates the monthly world space launch status: especially for analysing the seasonal(temperature) influence on the space launch vehicles using RP-1/LOX fuel(like KSLV-II) based on the recent 5 years(2009y~2013y) data.

우주발사체 개발의 국내외 동향

공현철(Gong Hyeon Cheol),이준호(Lee Joon Ho),오범석(Oh Bum Seok) 한국항공우주연구원 2008 항공우주산업기술동향 Vol.6 No.2

There would be a long-waited launch of a Korean space launch vehicle(KSLV-I) in NARO Space Center which is located in Goheung, Jeol La Nam Do in Korea, Korea would be the nineth country in the world which could launch space launch vehicle itself. The launch of the 2nd technology satellite of 100㎏ with KSLV-I would give Korean hope and dream. In addition to the traditional space activities of U.S.A. and Russia, Japan launched the lunar satellite, Kaguya in 2007, China launched the lunar satellite, Change and succeeded in space walk and India launched the lunar satellite Chandrayaan in October, 2008. In this paper we study on the trend of domestic and international development of space launch vehicle considering all these space development activities. 대한민국 전라남도 고흥군 외나로도에 위치한 나로우주센터에서 2009년 상반기에 대한민국이 그렇게도 고대하던 위성자력발사의 쾌거가 발생하게 된다. 소형위성 발사체(KSLV-I)는 그동안 대한민국에서 과학로켓 시리즈의 개발을 통해서 축적한 기술과 노하우를 활용하여 우주발사체 개발로서 승화한 작품으로써 질량 100㎏의 과학 위성 2호를 싣고 발사하여 온 국민에게 희망과 꿈을 선사하게 될 것이다. 국제적으로는 미국 및 러시아의 우주개발 활동에 이어 일본의 가구야 달 탐사선, 중국의 창어 달 탐사선 및 우주유영 그리고 인도의 달탐사선 찬드라얀 1호의 발사 등 제2의 우주개발 경쟁이 일어나고 있다. 이러한 국내외의 상황을 고려하여 국내외의 우주발사체 개발 동향을 정리하는 것이 본 논문의 목적이다.

국가별/발사체별 발사 현황 및 수요/단가 예측 (2004년 ~ 2023년)

조동현,유일상 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11

1957년 (구)소련의 스푸트닉 위성을 쏘아올린 R-7 로켓을 시작으로 인류는 계속해서 우주발사체를 이용해 인공위성을 우주로 쏘아 올리고 있다. 세계 각국은 국가 안보 강화, 국민 삶의 질 향상 등 국가발전을 위해 경쟁하며 우주개발에 집중하고 있으며, 세계 각지에서는 연평균 70회 이상의 우주발사체 발사가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 최근 10년간(2004년~2013년) 세계 우주발사체 발사 현황과 향후 10년간(2014년~2023년) 세계 주요 우주발사체 발사 수요 및 단가 예측 결과를 분석하였다. 특히 세계 주요 우주발사체들을 발사 능력별로 분류하여 구분한 범주별로 발사 비용을 분석하였다. 이러한 분석 결과는 향후 국내 우주발사체 분야의 연구개발 방향을 수립하는 데 도움이 될 것이다. Today, humankind launches the satellites to space by using space launch vehicles staring with the R-7 Rocket for Sputnik Satellite of the Soviet Union in 1957. Many countries focused on the space developments for improving the national security and the people"s quality of life. Annually, more than 70 space launches are occurred in the world. In this paper, we surveyed space launch status of the recent 10 years(2004y~2013y), and investigated space launch demand and price forecasting over the next 10 years(2014y~2023y): especially classifying space launch vehicles by capability and analysing the price per unit and the price per mass of payload. This results is useful to make a strategic policy for developing space launch vehicle.

국제우주법상 북한 광명성 발사의 적법성

정영진(JUNG Yungjin) 대한국제법학회 2017 國際法學會論叢 Vol.62 No.1

북한은 2009년 광명성 2호를, 2012년 광명성 3호와 3호 2호기를, 그리고 2016년에는 광명성 4호를 발사하면서, 일련의 발사는 인공위성의 발사라고 주장하였다. 인공위성의 발사를 미사일 발사로 간주하여 북한의 주장을 일축했던 국제사회의 초기 반응과는 달리, 북한이 실제로 인공위성 및 우주발사체를 발사한 것이라는 견해가 차츰 대두되었다. 미국 국가정보국 국장인 Denis C. Blair는 광명성 2호가 미사일 실험이 아니라 인공위성 발사일 수도 있다는 의견을 제시하였다. 게다가 러시아, 미국 등 일부 국가들은 광명성 3호 2호기가 궤도에 진입하였다는 것을 인정한 바 있다. 북한의 발사를 둘러싼 논란은 탄도미사일과 우주발사체의 기술적 유사성과 북한의 군비 증강에서 비롯된다. 따라서 본 논문은 탄도미사일과 우주발사체의 기술적 특성을 비교 설명한 후 북한이 우주발사체라고 주장하는 은하3호에 대하여 상세히 설명하였다. 그리고 북한 발사의 적법성 여부를 국제우주법에 기초하여 목적의 준수 여부와 국제 절차의 준수 여부로 나누어 분석하였다. 전자와 관련하여, 북한의 발사가 1967년 우주조약, 유엔헌장 및 안전보장이사회 결의를 준수하였는지, 후자에 대해서는 북한의 발사가 1967년 우주조약, 1975년 등록협약, 국제통신연합(ITU), 국제해사기구(IMO), 국제민간항공기구(ICAO) 등의 절차를 준수하였는지를 검토하였다. 결론적으로 북한의 발사는 안전보장이사회 결의를 준수하지 않음으로써 국제우주법의 대원칙인 ‘평화적 목적’을 위반하였다. 그리고 북한이 국제전기통신연합(ITU)과 국제민간항공기구(ICAO)의 절차를 따르지 않은 것 그 자체가 ‘평화적 목적’의 위반을 보여 주는 증거를 구성한다고 할 수 있다. North Korea has been insisting that it has launched a series of Kwangmyongsong satellites since 2009. In the beginning, the international community treated North Korea"s launch as test launch of ballistic missile. However, there are some recent views that North Korea has, in fact, launched satellites onboard space launch vehicles. Director of U.S. National Intelligence, Mr. Denis C. Blair, said that Kwangmyongsong 2 is capable of launching a real satellite. Also some countries, including U.S. and Russia, confirmed that Kwangmyongsong 3-2 entered into orbit. The controversy surrounding North Korea"s launching originates from the technical similarities between ballistic missile and space launch vehicle, and North Korea"s arms buildup. This paper compares missiles and space launch vehicles and provides details about Unha 3, which is claimed as a space launch vehicle by North Korea. It also examines whether North Korea"s launch had been carried out in accordance with the objects and procedures laid down in international space law. In conclusion, North Korea violated one of the pillars of the international space law - the principle of peaceful purposes - and did not adhere with some of the UN Security Council resolutions. In addition, North Korea did not comply with the launch related procedures of International Telecommunication Union (ITU) and International Civil Aviation Organization (ICAO).

우주발사체 비행종단시스템용 안전장전장치 기술 개발 동향

최규성(Choi, Kyu-sung),고정환(Ko, Jeong-Hwan),윤세현(Youn, Se-Hyun) 한국항공우주연구원 2014 항공우주산업기술동향 Vol.12 No.1

우주발사체 발사운영의 안전확보를 위하여 비행중에 발생할 수 있는 비정상적인 상황에 대한 대처는 반드시 필요하다. 비정상적으로 비행하는 발사체는 지상에 매우 심각한 위험을 초래할 수 있기 때문에 비행을 강제로 종료시켜야 하는데, 이를 위해 비행종단시스템을 탑재 운영한다. 안전장전장치는 비행 전 우주발사체에 발생할 중대한 위험을 방지하기 위해 탑재 비행종단시스템에 적용되고 있다. 본 논문은 해외발사체에 사용되는 안전장전장치에 대해 조사 결과와 국내에서 진행되고 있는 우주발사체용 안전장전장치 기술 개발 현황을 제시한다. In order to secure safety during launch operation of a space launch vehicle, it is essential to prepare for the potential abnormal flight scenarios. Malfunctioning vehicles may cause catastrophic damage to the people and properties on ground, and thus the flight must be terminated to prevent further disasters. For this purpose, flight termination system is employed in launch vehicle and operated during flight. Safe and arm devices are applied to onboard flight termination system for the prevention of catastrophic risk in space launch vehicle before launch. In this paper, results of survey on foreign safe arm devices for onboard flight termination system and development status of safe and arm device technology for flight termination system of space launch vehicle progressed in domestic are presented.

우주발사체 발사 현황 및 전망과 차세대 발사체 개발 주요 이슈 분석

임종빈,정서영 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.4

2014년은 20년 만에 가장 많은 발사체 발사가 이루어진 한해이다. 1994년 93회 이후 2014년에는 92회의 발사가 이루어졌다. 상업 발사 서비스 부분에서는 약 23.6억 달러의 매출이 발생하여, 2013년 대비 약 5억 달러가 증가하였다. 상업 발사는 향후 10년 동안 연평균 30.1회가 이루어 질것으로 예측되고 있으며, 이는 지난 기간 21.3회에 비해 약 40% 증가한 수치이다. 이러한 발사 서비스 시장은 경쟁이 더욱 치열해 지고 있으며, 각국은 이러한 경쟁에서 살아남기 위한 방안으로 저비용 발사를 수행할 수 있는 새로운 발사체 개발에 나서고 있다. 본 연구에서는 이러한 발사체 발사 시장의 현황을 살펴보고, 주요국의 새로운 발사체 개발에 대한 이슈를 분석하고자 한다. There were 92 space launches worldwide in 2014, which were the highest level in 20 years. 23 launches of 92 were commercial activities. Estimated revenues from 23 commercial launch events in 2014 amounted to approximately $2.36 billion. These revenues are nearly a half billion dollars higher than in 2013. It is forecasted that an average annual demand of 30.1 commercial space launches worldwide from 2014 to 2023. Competition has increased in the space launch industry with new entrants debuting capabilities, existing providers investing to improve their product and service offerings. In this paper, the current status of launch activities and issues on developing next generation launch vehicles are studied.