그냥 심심해서 예전에 애들이랑 했던얘기들도 곱씹어볼겹 뻘글좀 싸지름



SSTO뭔지 모르는사람위해 말하자면 그냥 영화 속 우주선마냥


중간에 1단, 2단분리안하고 통짜로 쏴서 그냥 궤도에 올라갈 수 있는 로켓임


그냥 달 착륙선마냥 어떤 천체에 붙었다가 다시 빠져나갈수 있으면 됨



아마 근미래에 실현될 수 있는 현실적인 SSTO는 Starship일거고


형태 특성상 수직으로 왔다갔다하는 것에 움직임이 제한됨


참고로 화학로켓 특성상 연비가 극악이라서 1번 연료를 채우고


n번 왔다갔다하는횟수는 별로 기대할 수 없음



그리고 대중적으로 잘 알려진 SSTO라면 당연 인터스텔라에서


등장하는 요 탐사선임


얘는 수평 - 수직기동 모두 자유롭게 실현시킬 수 있음


하지만 얘는 스크린 속의 세카이에 존재하는 창작물일 뿐



암튼 SSTO는 저렇게 크게 2가지로 볼 수 있는데


이런 이상적인 메카닉을 갈구하는 항공우주나 기공뉴비들은 스타쉽처럼


그냥 수직으로 왔다갔다하는것보다는 아무래도 10년정도 미래를 바라보니


수평으로도 기동이 용이한 탐사선을 원하는 경우가 많음


어차피 우주공학에 뛰어들려는 게이들은 미래지향적이지않노?



그래서 수평으로 기동하는 SSTO에 대해 고려해야 할 점을 간단히 싸질러봄



첫 번째는 가장 현실적인 문제인 돈임


일단 로켓산업 자체가 예전과달리 민간에서 추진한다는건 자명한사실이고


그 말은 돈이 1번이 된다는거임. 경제적인 가치를 부여할 수 없으면 꽝임.



그러면 스타쉽은 어떤가치가 있느냐??


바로 화성에 사람을 보낸다는 가치임


화성에 사람을 보내면 그걸 이용해서 참가비부터 기관투자까지 더 많은 돈을


얻어낼 수 있고 우주관광이나 인공위성 발사대행서비스 등에 자본을 분산시켜서


계속해서 굴려내는거임 화성개발이 성공한다면 결과의 가치도 만만치않을거고



그러면 수평으로 이동가능한 SSTO는 어떤 가치가 있을까??


여기서 바로 막혀버림


화성 내에서, 지구 내에서, 달 내에서 장거리수송을 담당하면 될텐데.. 라지만



게이들도 아시다시피 그건 스타쉽도 충분히 실현가능한 이야기고


궤도기동에 시간이 오래걸린다 <- 이거때문에 억소리나오는


개발비용을 투자해서 착수할지는 문과형님들이 결정함



게다가 연료를 최저로 아끼려면 스타쉽하고 이동궤도가 크게 다르지도 못할거고


그러면 수송하는데 시간이 얼마나 걸리는지는 뭘 써도 비슷비슷함


다시말하면 수평SSTO가 실현되려면 연료를 항공기처럼 여유있게 쓸 수 있는 레벨이되어야함



또 어지간히 무거운화물이 아니면 드론발전속도도 굉장히빨라서


드론이 담당할 가능성이 높다는거임



물론 언젠가는 필요성이 생기겠지만 아무래도 근미래에는 필요성이 크게 부각될 것 같지않음


굳이 명목을 붙이자면 어느정도 '연료, 비용문제가 해결된 미래기술이 있을때


환경관계없이 빠르게 기동하는 항공우주기가 필요한 상황' 정도 조건이 만족되어야함



두 번째는 노즐과 화물임


이온엔진은 일단 생략함


Ion-propelled aircraft 라는 이름으로 연구중이지만


항공기조차도 먼 길이라 대형로켓추진은 아직 꿈도 못꿈


그래서 아직 대기 내에서 노즐의 형태에관한 연구가없음



일단 로켓엔진은 현재 화학로켓이 거의 유일한 수단이라보면됨


핵추진, 전기추진, 증기추진 이런건 지금은 실현가능성이 낮고


솔라세일은 대기권 내에서 쓸 수 있는 형태가아님



아무튼 화학로켓중에서 에어로스파이크 엔진같이


대기적응엔진은 로켓공학 교재에서


종종 언급하고 넘어가긴가는데 얘가 왜 언급이되냐면


대기권 내에서는 대기압이 얼마인지에따라


추진효율이 최적화되는 노즐형상이 달라지기때문임




일반적으로 사용하는 로켓노즐은 고정식이라


중간에 형태를 바꾸거나 각을 조절하기 힘듬


물론 여러가지 방법으로 보완이 가능하지만 근본적으로


내부에 고정된 노즐형태는 변하지않아서 한계가 명확하다는거임



그래서 내부에 실을 화물들의 질량으로 적절한 로켓을 조립해서


발사할 궤도의 견적을내고 궤도에 맞게 노즐을 설계한 후


최대한 경제적으로 발사시키는게 현재 상황임



그때그때 필요한 로켓을 주문해서 만드는것 보다는


사전에 생산라인을 맞춰놓고 '로켓의 규격화'를 시키는게


로켓회사들의 트렌드임.


공학 / 생산 / 경제 3가지 모두에서 최적화가 용이하니까



그래서 만약 SSTO를 원한다면 노즐이나 페이로드에따른


최적화문제도 건너야함


이 문제는 다시 아까 말한것처럼 연료문제가 해결되면 자연스럽게 넘어가는데


근미래에 화학로켓이 연료걱정없는 수준까지 발전할 수 있을지 미지수임



마지막으로 로켓은 대기권 내에서의 수평이동에 비효율적이라는거임


우주공간이야 밀도가 극히 미미한 수소를제외하면 딱히 저항이없어서


궤도운동하는 시간 대부분은 엔진을 꺼놓고있다가 이륙, 착륙, 궤도수정에 연료를 마구마구 씀




그런데 대기권 내에서는 로켓엔진을 켜두고 달린다는거 자체가


어마어마한 낭비임. 제트엔진을 사용해서 날아다니면 연료절약이


비교도 안될정도로 적은데 돈이 남아돌아서 펑펑 쓸 만한 상황이아니면


수평이동에 있어서 로켓엔진은 그냥 필요가없음



그래서 이 문제는 로켓엔진 - 제트엔진 - 가변익 통합시스템을 탑재하면 용이하다고 생각함


예전부터 로켓엔진하고 제트엔진을 같이 사용한다는 시도는 많았는데


본격적인 연구도 그닥 없었고 필요성도 부각되지도않음




암튼 3줄요약


1. 스타쉽 이상스펙의 우수한 SSTO는 근미래에 필요성이 안보임


2. 로켓엔진 - 제트엔진 -가변익 통합시스템이 있으면 SSTO운용이 용이해질 것 같다.


3. SSTO를 다뤄보고싶으면 탈조선을 해야함^^