찾기 힘든 Aerospike 엔진이 마침내 비행 준비를 마쳤습니다.

수십 년 동안 에어로스파이크(aerospike)로 알려진 엔진 개념은 전통적인 벨 노즐 로켓에 대한 파악하기 힘든 경쟁자였습니다.

전체 로켓 무게를 줄이면서 더 높은 탑재량을 제공할 수 있지만 에어로스파이크 엔진은 발사대에서 심각하게 테스트된 적이 없습니다.

독일군은 차세대 우주선을 설계하느라 바쁜 스타트업에 컨셉을 수여하면서 이 아이디어 뒤에 약간의 투자를 하고 있습니다.

독일의 V-2 로켓, NASA의 전설적인 Saturn V, SpaceX의 Falcon Heavy 등 모든 로켓 엔진은 공통 특성을 공유합니다. 배기 노즐은 종 모양입니다. 이 노즐이 없으면 로켓이 발사대에서 이륙할 만큼 충분한 추력을 생성할 수 없고 지구의 중력을 벗어날 수 없기 때문에 이 노즐의 기하학적 구조는 매우 중요합니다.

그러나 일을 처리하는 기존 방식이 항상 최선의 방법은 아닙니다.

적어도 1950년대부터 로켓 엔지니어들은 에어로스파이크로 알려진 또 다른 노즐 설계가 인간을 별로 보내는 데 더 효율적인 방법이 될 수 있는지 궁금해했습니다. 이 개념이 실제 로켓을 추진한 적은 없지만(NASA는 1990년대에 SR-71의 뒷면에 실증기를 띄웠지만) 에어로스파이크에 대한 아이디어는 놀라울 정도로 탄력적으로 남아 있습니다. 처음 창립된 지 거의 70년이 지난 지금, 수많은 항공우주 스타트업들이 최근 몇 년간 에어로스파이크를 부활시키려는 아이디어를 가지고 고민해 왔습니다. 이들 회사 중 가장 최근에는 스타트업 Polaris가 있는데, 이 회사는 지난 4월 우주선 시연기에 선형 에어로스파이크(LAS) 로켓 엔진을 사용할 가능성을 조사하기 위해 독일 군사 계약을 체결했습니다.

그렇다면, 특히 벨 노즐이 인간 우주 비행의 역사를 통틀어 그 가치를 입증한 이후에, 무엇이 이 엔진을 그토록 매력적으로 만드는가? 로켓 엔진은 발사대에서 탑재물을 들어 올리는 데 공기압을 사용합니다. 해수면에서 기압은 로켓 노즐에서 나오는 가스를 밀어내고 벨 노즐은 본질적으로 특정 고도에서 효과적으로 작동하도록 설계되었습니다(예를 들어 우주 왕복선 로켓은 발사대보다 우주에서 더 효율적이었습니다). 그러나 로켓 노즐이 대기를 벗어날 때 어떻게든 기압에 적응할 수 있다면 더 높은 탑재량을 들어 올리고 로켓 질량을 줄일 수 있으며(단일 스테이지로) 전체적으로 더 나은 엔진이 될 것입니다. 이것이 바로 에어로스파이크 엔진의 약속입니다.

에어로스파이크 엔진은 벨의 벽이 아닌 공기압 자체에 의존하여 로켓에서 나오는 배기가스를 제어합니다. 이를 통해 엔진은 다양한 공기압에 적응할 수 있습니다. 두 가지 유형의 에어로스파이크 엔진(환상형 및 선형)은 이름에서 알 수 있듯이 모양이 다르지만 기본적으로 동일한 방식으로 작동합니다. NASA는 결국 기존 벨 노즐을 선택하기 전에 우주 왕복선용 에어로스파이크 엔진을 고려했습니다. 그리고 록히드 마틴은 에어로스파이크 엔진을 염두에 두고 우주왕복선의 후속작인 X-33 우주선을 설계했지만 결국 프로젝트는 폐기되었습니다.

Polaris의 LAS 엔진은 우주선 실증기에서 비행할 것이며, 에어로스파이크 엔진의 모든 추진 이점을 제공하는 동시에 평평한 모양의 우주선에 더 잘 맞을 것입니다(예: 이착륙 중 꼬리 충돌 방지). 또한 회사는 최근 3D 프린팅의 발전을 통해 엔진의 설계 과제 중 일부, 특히 엔진 냉각 방법을 극복할 수 있다고 믿습니다.

폴라리스가 마침내 에어로스파이크를 우주에 배치할 것인지, 아니면 인간 우주 비행에 혁명을 일으키려는 또 하나의 실패한 시도가 될 것인지는 오직 시간만이 말해 줄 것입니다.

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