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작성일 : 21-04-29 11:07
[기타] 인공위성용 공중급유기(?) 이미 있습니다.
 글쓴이 : archwave
조회 : 2,059  

고장난 곳 고치고, 떨어진 연료 채우고… 위성도 AS시대
( https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/12/06/2018120600127.html )

3 년전에 나온 위 기사를 읽어보세요.


무려 민간 기업이 인공위성에 연료 채워넣어준다네요.


군용 정찰위성에 민간 기업이 연료 채워넣어주는 것도 충분히 가능한 일이고,
이미 하고 있을 수도 있습니다.


https://namu.wiki/w/%EC%98%A4%EB%A9%94%EA%B0%80%20%EC%97%90%EC%96%B4
위 회사는 민간 기업인데, 공중급유기를 보유하고 미국 해군, 호주 공군에게 공중급유를 해준다고 합니다.
물론 대부분의 민간군사기업(PMC)와 마찬가지로 구체적으로 언제 어디서 해줬는지 알려진 바는 없는 것 같지만요.


민간 기업이 인공위성 공중급유(?)도 하는 세상인데,
군용 정찰위성에 공중급유하는 것은 더 이상 허튼 소리가 아닙니다.


옛날 미국이 우주왕복선을 뭐에 썼을까요 ?
그 시절 이미 궤도에 있는 인공위성을 지상으로 갖고 와서 손 본 후 다시 궤도에 올려놓기까지 했습니다.
궤도를 돌고 있는 인공위성을 그 자리에서 수리한 사례도 많은 것으로 알고요.
급유를 해준 사례도 있을 것 같네요.


이미 기술이 있고, 시장이 있습니다.

인공위성에 급유해주는 것은 이미 현실인거죠.

출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


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새끼사자 21-04-29 11:50
   
현재 올라간 위성은 급유기가 아니고요. (현재는 위성체마다 연료 주입구 위치가 다 다르고 형태도 달라서 주입하는 건 힘들다고 합니다.) 도킹해서 대신 궤도 운영해서 수명 연장 시켜 주는 거예요.
첫번째 고객은 정지궤도 통신위성으로 5년간 추가 임무 비행하고 5년 뒤 현재 위치에서 쓰레기장 고도로 밀어버리고 난 뒤 (정지궤도 슬롯 확보차원) 다른 고객 위성에 도킹하여 수명연장에 들어가는 형태로 15년간 운영할 예정이라고 알고 있습니다.
작년인지 올해인지 도킹하는 장면을 본 기억이 나네요. 현재 정상 운영중인지는 검색을 안해봐서 모르겠지만...

아마 우주 급유 관련해서는 지금 현재까지는 스타쉽이 가장 먼저 시도해 보지 않을까 생각되긴 하네요. 자회사 제품으로 수행하는 거라 호환성 문제는 없으니까요.
     
archwave 21-04-29 12:28
   
모든 인공위성에 대해 연료 주입구 표준화는 힘들겠지만, 앞으로 만들 정찰위성의 연료 주입구를 모두 같은 규격으로 만들어놓는 것은 충분히 가능하겠죠.

그러느니 아예 궤도 변경 기구 (로켓) 도 교체해주는 것이 나을 수도 있겠고요.

만약 기구까지 교체라 한다면, 그냥 도킹해서 대신 궤도 운영해주는 식이 더 좋겠고요.

어쨌든 연료 교체든, 도킹하는 로켓(?)이든 수명 연정에는 문제가 없는 것이겠고요.
          
새끼사자 21-04-29 12:43
   
보통 수명을 연장 시키고자 하는 위성의 경우는 정지궤도 위성체이기도 하고 클 경우엔  톤단위의 연료가 들어가는데요. 연료를 주입하기 위한 위성체를 발사하는 건 사실 올릴 수 있는 무게가 한정적인 지금 상황에서는 수지 타산에 아직은 모자른 느낌입니다.

그냥 달라 붙어서 수명연장하다가 폐기 처리 궤도로 보내주고 다른 위성에 달라붙어 수명 유지 시키다가 연한 지나면 폐기 시키는 현재 방식이 가장 합리적으로 보이긴 합니다.

(현재 올라간 수명연장위성의 경우 목표는 2개 위성 수명연장이고 운이 좋으면 3개까지도 한번 노려보겠다고 하더군요. - 보통 한 위성당 5년씩 수명연장해주겠다는 거지요.)

아무튼 끌고 올라갈 수 있는 페이로드가 한정적인 현재 기술상으로는 자기 자신도 연료를 아껴야 하는 입장이기도 해서 여기 저기 돌아다니는 것도 불합리 하고 같은 이유로 정지 궤도 위성체만을 목표로 하여야 하는 입장이기도 하고요.
저궤도 위성체의 경우 작기도 하지만 한 위성에서 다른 위성으로 이동하기 위한 연료소비가 커져서 배보다 배꼽이 더 커지기도 하고 저궤도 위성의 경우 가격이 싼 경우가 많아 새로 쏴올리는 편이 더 나을 수 있는 상황이기도 합니다.
               
archwave 21-04-29 13:45
   
정찰위성은 저궤도임에도 불구하고 십톤이 넘어가는 무게라죠.
허블망원경도 저궤도임에도 불구하고 11.1 톤이나 되는 무게였고요.

일반적인 위성이 아니라 정찰위성은 궤도 변경 요구가 무척 크기 때문에, 연료량도 많이 탑재할 수밖에 없고, 연료 주입식으로 수명 연장할 필요가 더 클겁니다.
                    
새끼사자 21-04-29 16:55
   
대부분 정찰위성은 수톤입니다. 10톤급이 몇개나 될까요? 정찰위성 무게의 60~80%까지가 연료무게입니다.  연료를 체우려면 적어도 10톤급을 쏴 올려야 할 듯 하네요.
자 그러면 10톤급을 날릴 수 있는 로켓을 찾아 봅시다...
몇개나 될까요? 그 비용은요?  10년 15년쓴 구식 장비를 수명 연장 시키려고 수톤짜리 페이로드를 쏴 올린다는 것 자체가 수지타산이 맞지않아요.

심지어 지구 저궤도에서 랑데뷰하고 도킹하는 건 60/70년대 이미 원격으로도 성공한 기술인데도 수행을 안하는 이유가 있는 것이고요.

지금 수행하는 연장서비스 역시 이유가 있는 거지요. 정지 궤도 위성처럼 찾아 올라가기 쉽고 궤도내에서 다른 위성으로 이동하기도 상대적으로 쉽고 (오래걸리지만)...한 번 올리면 적어도 2개 내지 3개 업체의 위성의 수명연장을 할 수 있으니 좋고..
(정지 궤도 위성 수명연장을 위한 연료는 저궤도 운영 특히 정찰위성의 연료량과는 비교도 안되게 적습니다)

특히 마지막에 정지궤도 슬롯을 확보하기 위해 다 쓴 위성을 궤도 이탈까지 시켜주니 이건 뭐 완전 꿩먹고 알먹고 이니 이 사업을 하는 것이고요..

아무튼 만약에 수명연장을 위한 저궤도 위성체가 필요하다면 오히려 처음 설계시부터 탑재체와 추진체 부분을 분리할 수 있는 형태로 만들어서 추진체 부분 다 소비되면 분리해 내버리고 새거 올려 도킹해서 사용하는 것이 연료 주입식보다 더 안전하고 효율면에서도 좋을 거라고 보고 있네요.
                         
archwave 21-04-29 22:14
   
정찰 위성을 10 년 15 년씩이나 쓰다니요 ? 연료 보충해주지 않는 이상 몇 년 못 갈텐데요.
위기 상황이 발생해서 마구 써먹으면 1 년도 못 갈걸요.

https://namu.wiki/w/%ED%8C%B0%EC%BB%A8%209 에서 인용

스페이스X 의 펠컨 9 의 경우 저궤도 페이로드가 22.8 톤인데요. ( 재사용시에는 조금 떨어지는 모양 )

그냥 통째 빌리는 경우 1 회 발사 비용 5000 만 달러.
재사용 로켓을 쓸 경우 3500 만 달러.

10 톤 내외라면 그냥 최대 3500 만 달러 든다고 보면 되겠네요.
고성능 정찰위성은 이거 써서 급유해줘도 충분히 경제성 있겠네요.

---- 위 댓글 마지막 문단 부분은 저도 찬성입니다. 그 편이 나을지도 모르겠네요.
박수세번 21-04-29 12:11
   
제가 생각하는 인공위성 급유기에 대한 아이디어는 좀 다릅니다.

일단 정지궤도 기지가 필요한데 현재의 국제우주정거장 같은 것을 두고
수명이 거의 다한 인공위성이 마지막 연료를 이 우주정거장에 접근하는데 사용합니다.
여기서 연료나 부품 등의 교체를 받고 다시 자신의 궤도로 들어갑니다.

화학 연료가 아닌 태양전지와 전자석 그리고, 지구의 자기장을 이용해서
천천히 위성의 궤도와 속도를 조절해 이동할 수도 있지 않을까 하는데요..
이건 시간이 많이 걸리겠죠..

아니면 우주정거장에서 위성 포획(?)용 무인 우주선을 출발시켜서 우주정거장으로
데려오고 다시 원위치로 가져다 놓기도 하는거죠..

처음부터 위성을 발사할 때 들어가는 연료나 기타 비용보다 이게 저렴하지 않을까 생각했는데요
사실 계산은 해보지 않았습니다.

연료의 공급은 처음에는 지구에서 우주정거장으로 가져가겠지만 추후에는
달기지나 소행성에서 얻은 자원으로 연료를 만들어 주입할 수도 있겠죠..
배신자 21-04-29 12:52
   
엄청난 속도로 공전하는 정지위성에 접근해서 연료 공급하는 게 가능할까유???
     
archwave 21-04-29 13:37
   
같은 궤도에 있다는 것은 같은 속도라는 얘기도 됩니다.
서로 같은 속도로 달리고 있다면 불가능할 이유도 없죠.
소유즈가 우주 정거장에 도킹해서 우주인들이 왔다 갔다 하는데, 연료 주입이 불가능할 이유가 없잖아요.
          
배신자 21-04-29 16:13
   
아 그럼 하나만 주유하고 끝인가유?

난 여러대 주유하는 걸로 생각했지유.
               
archwave 21-04-29 16:31
   
여러대 주유하는 것이 불가능할 이유도 없죠.

정찰위성은 위 아래로 열나게 고도 변경하기도 합니다. 궤도 역시 변경하고요.
추진 연료와 로켓이 있으면 못 할 이유가 없으니까요.

연료를 왕창 실은 급유기(?)가 위성 하나에 공급해주고, 그 다음은 그냥 궤도에 머몰러서 대기하다 또 다른 위성에 공급해주는 식도 충분히 가능한 얘기겠고요.

참고로 궤도 유지에는 극소량의 연료만 필요할뿐입니다.
몇 달이고 몇 년이고 대기하고 있을 수도 있는거고요.

위성 하나에만 공급하려고 발사하느니, 충분한 연료탱크 가진 급유기(?)를 발사하는 것이 더 경제적이겠네요.
                    
배신자 21-04-29 20:12
   
궤도 유지에는 극소량의 연료만 필요하겠지만

다른 위성쪽으로 이동하려고 궤도 이동할 때는 연료소모가 극심할텐데유?
                         
archwave 21-04-29 22:16
   
궤도 이동을 단숨에 하려면 그렇죠.

하지만 몇 주, 몇 달 걸쳐서 해도 된다면 아주 천천히 궤도 수정해나가면 됩니다.

그럴 경우 연료 소비는 그리 크지도 않을테고요.

특히 그런 천천히 궤도 수정하는데는 이온 로켓을 써도 되죠.
연료 일부를 이온 로켓 추진제로 쓴다면 거의 무시할 정도 분량 소비.
태강즉절 21-04-29 13:08
   
우주에서 호객해 무작위로 주유하는 것도 아닐진데..사전 대상에 맞는 꼭지로 준비해서리 맘마주겠죠..ㅎ
글쿠 예전 우주왕복선이 가제트팔(?)로다가 위성 잡아  수리해서리 원위치 시켰었는디
아.마..중러 군사위성도 몰래 잡아들여 뜯어봤을지도^^