로켓 분리단계와 발사체 구조

2025.09.08 우주항공청

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로켓 분리단계와 발사체 구조

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■ 누리호로 알아보는 다단 발사체의 심장
(3단 발사체)
- 위성을 목표 궤도에 정밀하게 투입하는 역할
- 1개의 액체연료 엔진 사용으로 미세한 궤도 조정 가능

(2단 발사체)
- 우주환경에 최적화된 높은 효율로 가속
- 1단 분리 후 단일 75t 엔진 사용

(1단 발사체)
- 지구 중력과 저항 극복
- 4개의 75t 엔진이 266.4톤의 힘을 발생

■ 생활 속 비교로 보는 다단 발사체
· 아파트 15층 높이(전체길이 47m)
· 승용차 100대 무게(무게 200t)
· 농구 골대 높이(직경 3.5m)

■ 로켓을 분리해야 하는 이유
- 불필요한 무게를 버림으로써 질량 대비 추진력을 극대화

(1단 분리)
- 무거운 연료 탱크 분리하여 로켓의 질량 감소
- 고도 약 63.4km

(페어링 분리)
- 위성을 보호하던 덮개(페어링)를 대기권 밖에서 분리
- 고도 약 201.9km

(2단 분리)
- 속도 가속 후 2단 분리
- 고도 약 257.8km

(위성 분리)
- 위성을 목표 궤도에 안착
- 고도 약 600km

■ 발사체 진화 단계
· 단일발사체
- 하나의 로켓만으로 추진
- 추진력 한계로 궤도 진입 한계
- 대표 사례: DC-X(미국)

· 다단발사체
- 여러 개의 로켓단을 순차적으로 분리하며 비행
- 현재 가장 일반적인 발사체 구조
- 대표 사례: 누리호, 나로호(한국), Space X Falcon9(미국)

· 재사용 발사체
- 로켓의 일부(1단)를 회수하여 재사용
- 발사 비용 절감 및 발사 빈도 증가
- 대표 사례: Space X Falcon9(미국)

· 완전 재사용 발사체
- 로켓 1단과 상단을 모두 회수하여 재사용
- 개발 시험 단계로 상업적인 성공사례 X
- 대표 사례: SpaceX Strarship(미국)

■ 대한민국의 발사체 현황과 미래
· 누리호(KSLV-II) 발사 성공으로 독자 발사체 시대 진입
· 2032년까지 차세대 발사체(재사용 발사체) 개발 목표
· 차세대 발사체를 통해 경제성을 갖추고 우주산업 경쟁력 강화