미국은 로켓용 재시작 가능한 고체 연료 엔진을 개발하고 있으며, 이를 통해 위성의 신뢰성과 간소화를 목표로 하고 있다

새로운 고체 연료 로켓 접근법: 재시작 및 추력 조절

전통적인 고체 연료 엔진은 한 번만 작동합니다—점화부터 연료가 완전히 소모될 때까지. 다중 발사와 기동을 위해서는 복잡하고 비싼 액체 시스템이 필요합니다. 미국에서는 고체 연료 엔진을 켜고 끄며 명령에 따라 추력을 조절할 수 있다면 우주를 더 접근하기 쉽게 만들 방법을 고민 중입니다.

누가 이 해결책을 개발하고 있나요?

Aerospace Corporation, Southern California University (USC), 그리고 Naval Postgraduate School (NPS)의 전문가들이 협력하고 있습니다. 그들의 목표는 플라즈마 제어가 가능한 재시작 가능한 고체 연료 엔진을 만드는 것입니다.

이것은 어떻게 작동할까요?

아이디어는 나노초 펄스 플라즈마 방전(NPPD)에 기반합니다. 엔진 내부에 100 ns 이하의 초고전압 펄스를 공급하여 저온 플라즈마를 생성합니다. 이 플라즈마는 연소를 강화하거나 시작할 수 있으며, 가장 중요한 것은 전자적으로 과정을 제어할 수 있다는 점입니다: 켜기, 끄기 및 추력 조절.

연료용 신소재

팀은 또한 열에 강한 이온 액체와 일반 폴리머의 강도를 결합한 “이온-액체” 고분자를 개발하고 있습니다. 이러한 연료는 넓은 온도 범위에서 안정적이며 동시에 전기화학적으로 활성되어 플라즈마 제어에 중요합니다.

프로젝트의 실용적 가치

결과물은 소형, 단순하며 잠재적으로 더 안전한 엔진으로, 위성 및 행성간 탐사선 모두에 적합합니다. 복잡한 연료 펌프 시스템이나 고전압 탱크가 필요 없지만 다중 기동, 궤도 보정 및 미션 기간 연장 가능성을 제공합니다.

연구원들은 이러한 엔진을 큐브샛—비싼 액체 시스템을 감당하기 어려운 작은 위성에 장착하는 방안까지 검토하고 있습니다. 이는 대규모 자금 없이 우주 프로젝트를 추구하는 소규모 기업과 교육 기관에게 새로운 기회를 열어줍니다