솽취셴 2호 운반로켓 개발

베이징싱지룽야오(星際榮耀)우주과학기술유한회사(이하 싱지룽야오로 약칭)는 독자적으로 중국 첫 궤도 진입급 액체산소/메탄 동력 기반 재사용 가능한 소형 운반로켓-솽취셴(雙曲線) 2호를 개발했다. 솽취셴 2호 1단은 여러 번 재사용 가능하기에 70% 이상의 제조원가를 절감시킬 수 있으며 날로 증가되는 중/소 위성 네트워크 형성 등 발사 서비스 요구를 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 비상대응 발사 서비스, 탑재 서비스 등을 광범위하게 제공할 수 있다. 향후 싱지룽야오는 준궤도 유인 우주비행 업무를 수행함으로써 승객은 무중력 상태에서의 초고속 준궤도 비행을 체험할 수 있을 전망이다.
솽취셴 2호 운반로켓은 2단 직렬 구조를 채택했고 1단, 2단은 동일한 상태의 15t급 재사용 가능한 액체산소/메탄 액체로켓 엔진을 사용했는데 그중 1단에는 9대의 엔진을 설치하고 2단에는 1대의 엔진을 설치했다. 1단 로켓 직경은 3.35m, 2단 로켓 직경은 2.25m이고 로켓 전체 길이는 약 28m이며 이륙 중량은 약 90t이고 저궤도 최대 운반능력은 1.9t이며 500km 태양동기궤도 운반능력은 1.1t(비회수)/0.7t(회수 가능)이다.
솽취셴 2호의 1단은 수직 착륙 회수 기능을 보유하고 있기에 발사 원가는 전통적인 일차성 운반로켓에 비하여 훨씬 낮다. 뿐만 아니라 청정 추진제를 사용했기에 강한 종합 성능, 고신뢰도, 저원가 등 특성을 보유하고 있으며 양질적인 위성 발사 서비스를 제공할 수 있다. 2020년, 솽취셴 2호 운반로켓의 1단 “포물선” 100km 수직 이착륙 테스트를 수행하고 2021년, 첫 궤도진입 발사를 수행할 계획이다.

최초로 운반로켓 낙하지역 안전제어 기술 검증 성공

2019년 7월 26일 13시 40분, 창정 2호병(長征二號丙) 로켓의 1단 잔해가 구이저우(貴州) 첸난부이족먀오족자치주에서 순조롭게 발견됐다. 이는 중국 첫 운반로켓 그리드핀(grid fin) 분리체 낙하지역 안전제어 기술시험의 성공을 의미한다. 이로써 중국은 미국에 이어 두 번째로 해당 기술을 파악한 국가가 되었다.
최근 운반로켓 잔해 낙하지역 안전과 관련한 문제가 관심을 끌고 있다. 로켓잔해는 임무 완료 후 무제어 상태로 낙하하기에 낙하점 분산 범위가 비교적 크며 때로는 사람이 거주하는 지역에 떨어질 수 있다. 기존의 대비책은 매번 발사임무 전에 낙하지역 내 거주민을 안전지대로 대피시키는 것인데 이는 대중에 불편을 가져다줄 뿐만 아니라 로켓발사의 경제적 비용 및 업무의 어려움을 증가시킨다.
접었다 펼 수 있는 전동(transmission) 그리드핀 시스템은 낙하지역 정밀제어에 있어 핵심 구조적 설비이다. 그리드핀은 로켓 상승단계에 위성발사임무에 영향을 미치지 않도록 로켓측벽에 밀착되어야 하며 대기권 재진입 단계에 언로크(Unlock), 펼침, 제어명령에 따른 회전 등 일련의 복잡한 동작을 수행해야 한다. 뿐만 아니라 1,000℃ 이상의 고온 및 자체 무게의 10배에 가까운 충격력을 견뎌야 한다. 연구팀은 재료 엄선 및 반복적 시험을 통해 로켓에 정밀 작동이 가능한 “날개”를 달았다.
전기시스템(electrical system)은 그리드핀의 작동을 제어하는 “대뇌”이다. 이번 시험에서 차세대 전기시스템이 비행제어 및 데이터전송 임무를 완수했다. 동 시스템은 십여 cm의 상자에 측정, 제어, 원격측정·원격조종 등 기능을 통합시켰다. 또한 그리드핀 제어 관련 핵심 알고리즘을 모두 자체적으로 완성했다. 아울러 관련 응용프로그램을 설치한 핸드폰을 통해 제어 받는 로켓부품의 실시간 위치를 파악할 수 있다.
이번 기술시험의 성공은 중국 내륙 발사장 낙하지역 안전성 문제 해결에 중요한 의미가 있다. 또한 후속 로켓부스터 및 로켓아단에 대한 통제 가능한 회수, 연착륙, 재사용 등 기술 개발에 토대를 마련했다.

중국 민간용 운반로켓, 최초로 궤도 진입 성공

2019년 7월 25일 13시, 베이징싱지룽야오(星際榮耀)우주과학기술유한회사(이하 싱지룽야오로 약칭)가 개발한 솽취셴(雙曲線) 1호 야오(遙) 1(SQX-1 Y1) 운반로켓은 지우취안(酒泉)위성발사센터에서 위성 2개, 유효하중 3개를 정확하게 예정된 300Km 고도 원형궤도에 발사했다. 이는 베이징란젠(藍箭)우주기술유한회사, 링이(零壹)우주기술유한회사에 이어 중국 3번째로 운반로켓 발사를 시도한 민간기업이다.
“3고체 1액체” 4단계 병렬 구조 SQX-1 Y1 운반로켓은 현재 중국 민간 항공우주 분야에서 최대 발사 규모, 최대 운반능력을 보유한 운반로켓이다. 이번 발사 성공은 싱지룽야오가 운반로켓 전체 및 시스템 통합화, 고체 및 자세-궤도 제어 동력, 전기 종합, 내비게이션 유도 및 제어, 발사 테스트, 총조립/총테스트, 핵심 스탠드 얼론(Stand alone) 등 소프트웨어/하드웨어 핵심 기술을 전면적으로 파악하고 운반로켓 시스템 엔지니어링 전체 프로세스, 전체 요소의 연구개발 및 발사 서비스 능력을 보유함과 아울러 상업 모델의 기본 폐루프를 달성했음을 의미한다.
이번 발사에 중국항천과공그룹 우주공학발전유한회사 및 베이징이공대학이 개발한 위성 2개, 시과촹커(西瓜創客) 하중, 싱스다이(星時代)-6 하중 및 모 실험 검증 하중을 탑재했다.

中, 톈롄 2호 01위성 발사 성공으로 우주정거장과의 영상통화 구현

2019년 3월 31일 23시 51분, 중국은 시창(西昌)위성발사센터에서 창정(長征) 3호 을(乙) 운반로켓으로 톈롄(天鏈) 2호 01위성을 성공적으로 발사하였다. 톈롄 2호 01위성은 중국 2세대 지구정지궤도 데이터 중계위성의 첫 번째 위성으로서 발사 성공 후 데이터 중계위성 시스템 능력을 대폭 향상시킬 전망이다.
중국항천과학기술그룹(CASC) 제5연구원 통신위성사업부에서 총 연구개발을 담당한 해당 위성은 둥팡훙(東方紅) 4호 위성 공용 플랫폼을 이용하였고 주로 우주선, 우주기술실험실, 우주정거장 등 유인 우주선에 대한 데이터 중계 및 관측제어 서비스를 제공한다. 또한 중, 저 궤도 원격탐사, 측량 매핑, 기상 등 위성에 서비스를 제공할 뿐만 아니라 우주선 발사에 관측제어를 제공할 전망이다.
중국의 데이터 중계위성 능력은 세계 앞자리를 차지하고 있다. 톈롄 1호 시스템은 세계에서 두 번째로 중저궤도 우주선에 대한 글로벌 커버리지 능력을 보유한 중계위성 시스템이다. 높은 커버리지, 실시간성, 전송속도 및 고가성비 등 장점을 보유하고 있는 톈롄 1호 시스템은 일찍 톈궁(天宮) 1호와 선저우(神舟) 시리즈 우주선의 몇 차례 성공적 랑데부 도킹 과정에서 데이터 중계 및 관측제어 서비스를 제공했다.
유인 우주비행 프로젝트 구축 등 중대 요구에 따라 중국은 톈롄 2호 위성 시스템 연구 개발을 가동하였다. 둥팡훙 4호 위성 플랫폼을 사용한 톈롄 2호 01위성은 둥팡훙 3호 위성 플랫폼 기반 톈롄 1호 위성에 비하여 성능이 더욱 뛰어나고 탑재량이 더욱 많으며 서비스 수명이 더욱 길다. 또한 여러 대의 신형 안테나를 장착하여 데이터 전송 능력을 톈롄 1호 위성에 비하여 1배 향상시켰다. 이외에 톈롄 2호 01위성의 자율능력의 강화와 더불어 다목적 임무 스케줄링 기능도 증가되어 다목적 임무를 자율적으로 접수할 수 있을 뿐만 아니라 자율적으로 배열하여 완성할 수 있다.
연구팀은 3년간 100여 개 항목의 테스트 검증을 통하여 열제어, 구조, 컨트롤(Control), 전자, 안테나 및 재료공법 등 분야의 핵심기술을 파악하였다.
톈롄 2호 위성 시스템 개발 계획에 따라 향후 02 위성, 03 위성 연구개발을 가동하여 네트워킹 운행을 구현함으로써 우주 관측제어 및 정보 전송 분야에서 더욱 큰 역할을 발휘할 예정이다.

중국항천과기그룹, 500t급 운반로켓 엔진 연동시험에 성공

최근 중국항천과기그룹 제6연구원이 개발한 500t급 액체산소/케로신 엔진이 가스발생기—터보펌프 연동시험을 성공적으로 마쳤다. 이는 중국이 500t급 중형 운반로켓 엔진 핵심기술 개발 및 심층적 방안논증에서 예상목표를 달성해 후속적 공정개발에 기반을 마련했음을 의미한다.
이번 터보펌프, 가스발생기 및 관련 부품 연동시험을 통해 가스발생기—터보펌프 구성 방안의 타당성을 검증했고 시동에서 초기단계, 주단계, 종료까지의 원활한 이행을 달성함으로써 다음 단계 엔진 완제품 시운전 등 작업에 토대를 닦았다.
액체로켓엔진은 주로 추력실, 가스발생기, 터보펌프, 오토메이션 및 제어시스템 등으로 구성된다. 그중 터보펌프는 로켓엔진의 “심장”으로서 초당 1.6t의 추진제를 고압 수송한다. 터보펌프는 구조가 복잡하고 작동조건에 대한 요구가 높다. 따라서 고효율 터보펌프 설계는 엔지 개발에서의 핵심이다. 이번 연동시험 성공은 해당 모델 엔진 개발에서 단계적 성과를 거두었음을 의미한다. 동 엔진은 중국이 현재 개발 중에 있는 최대 추력 로켓엔진으로서 미래 대형 우주계획, 유인 달탐사 및 심우주 탐사에 중요한 의미가 있다. 향후 해당 모델 엔진은 창정(長征)9호 중형 운반로켓에 응용될 예정이다.

창정계열 운반로켓, 300차 발사 성공

2019년 3월 10일 0시 28분, 중국은 시창(西昌)위성발사센터에서 창정 3호 을(長征三號乙) 운반로켓으로 “중싱(中星) 6C” 위성을 성공적으로 발사해 예정궤도에 진입시켰다. 이번에 발사한 중국 라디오/TV 방송 전용 “중싱 6C” 위성과 창정 3호 을 운반로켓은 중국항천과기그룹유한회사(CASC)가 개발 및 생산을 담당했고 중국위성발사계측제어시스템부가 발사/계측제어 임무를 담당했다. 이번 발사는 창정계열 운반로켓의 300번째 비행이다. 이번 발사 성공으로 창정계열 운반로켓은 300차 발사 기록을 세웠다. 또한 100차당 발사 시간 간격은 꾸준히 단축되었는데 이는 해당 로켓의 고밀도 발사 정상화, 중국 우주사업의 고속 발전, 중국 과기수준 및 종합국력의 쾌속 성장을 의미한다.
CASC가 자체적으로 개발한 창정계열 운반로켓은 중국 전체 발사임무의 96.4%를 담당했고 또한 발사한 우주선의 총질량은 중국이 발사한 전체 우주선 질량의 99.2%를 차지한다. 창정계열 운반로켓은 1970년에 첫 비행을 시작해서부터 현재까지 선후하여 17종 기본형 로켓 및 5종 상단(upper stage)이 개발돼 사용 중에 있는데 현재로 506개 우주선을 예정궤도에 성공적으로 진입시켰다. 해당 운반로켓은 무에서 유, 직렬식에서 묶음식, “1개 로켓으로 1개 위성” 발사에서 “1개 로켓으로 여러 개 위성” 발사, 위성 발사에서 유인우주선/달탐사기 발사, 현존 운반로켓에서 차세대 운반로켓 등으로의 도약식 발전을 실현했다. 또한 저·중·고 궤도의 다양한 하중 발사 능력을 갖추었고 수송능력 및 궤도진입 정밀도 모두 세계 선진 수준에 도달했다. 창정계열 운반로켓은 중국 제1, 세계적으로 자체 지식재산권을 보유한 국제 첨단기술산업 브랜드가 되었다. 다년간 창정계열 운반로켓은 중국의 유인우주비행, 달탐사, 베이더우 위성항법, 고해상도 지구관측시스템 등 일련의 주요 프로젝트의 성공적 달성을 지원했다. 아울러 관련 분야 발전, 과기강국 및 우주강국 건설을 위해 튼튼한 기반을 마련했다.
창정계열 운반로켓의 300차 발사 성공률은 약 96%이다. 초기 50차 발사에 비해 그 후의 250차 발사 성공률은 뚜렷하게 향상되어 안정화 됐다. 창정계열 운반로켓의 세 번째 100차 발사에서 총 225개 우주선을 예정궤도에 진입시켰고 발사 성공률은 97%에 달해 세계 최고 수준에 도달했다. 특히 2018년에 연속 37차 발사 성공이라는 세계 연도 우주발사 횟수 1위 최초 달성 및 지난 20년 세계 우주발사 역사상 연속 발사 성공 횟수 최고의 한해 등 세계 우주발사 신기록을 창조했다.

창정 2호 병, 중국-프랑스 해양위성 외 7개 소형위성 함께 발사

2018년 10월 29일, 주취안(酒泉)발사센터에서 중국항천과기그룹유한회사 제1연구원이 개발한 창정(長征)2호 병(丙) 운반로켓은 중-프 해양위성 발사와 함께 7개의 소형위성도 함께 발사하였다. 기존에 동 운반로켓은 주위성(main satellite) 외 나머지 운반력으로 최대 1~2개 소형위성을 함께 발사하였지만 이번에 함께 발사한 소형위성 개수는 자체 신기록을 갱신하였다.

“1개 로켓 여러 개 위성” 발사 임무를 만족시키기 위해 개발팀은 위성탑재용 고리형 설치 플랫폼을 만들어 위성 탑재·설치 요구를 충족시켰다. 또한 탑재 제어장치도 추가하여 주위성 분리 신호 수신 후 시간순서에 따라 소형위성에 신호를 전송함으로써 소형위성의 자체적 분리 동작 완성을 달성하였다.

중국-프랑스 해양위성은 발사된 후 일련의 궤도전이를 거쳐야 하는데다 탑재된 소형위성 개수가 많고 각 소형위성의 분리방향, 속도, 선후 순서 등 다양한 요인 모두 임무의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 이를 감안하여 분리 근원장 분석, 역학적 특성 분석 등 일련의 연구를 수행하여 임무의 안전성 및 신뢰성을 확보하였다.

뿐만 아니라 창정 2호 병 운반로켓은 임무 수행기간에 인간 유전자 샘플을 우주로 수송하였다. 해당 프로젝트는 기술 실연검증 및 공익성 사업으로서 사회 각계 인사의 기증을 받아 수행된다. 유전자 샘플은 이번에 함께 발사한 톈이(天仪)연구원이 개발한 큐브위성 내 우주 유전자 용기에 보관되었다. 해당 유전자 샘플은 큐브위성과 함께 태양동기궤도에 진입한 후 장기간 우주에 머물 예정이다.

연구팀은 유전자 샘플 발사 과정 및 궤도 보관 기간의 환경 모니터링 데이터 기록을 수신해 지구종 생물 유전자 샘플의 우주 보관 가능성 및 유효성을 검증함으로써 지구종 생물 유전자자원 보호를 탐구하고 홍보할 계획이다.

中, 차세대 중형 운반로켓 고체 엔진 시운전 성공

2018년 7월 2일, 중국항공과학기술그룹 제4연구원(이하 제4연구원)은 자체로 개발한 차세대 중형 운반로켓 고체 보조추진 엔진의 서보 시스템과의 지상 종합 열 시운전을 성공적으로 수행하였는데 시운전 곡선은 예정한 곡선과 완전히 일치하였다.
해당 유형의 엔진은 현재 중국에서 연료 장전량이 가장 많고 추진력이 가장 크며 작동 시간이 가장 긴 고체 로켓 엔진이다. 직경은 2m밖에 되지 않지만 단계적 도킹 기술을 통하여 직경이 일정한 조건에서 엔진 연료 장전량을 1배 증가시킬 수 있기에 운반로켓의 장시간, 대추진력 보조추진 동력 요구에 적합하다.
이번 시운전은 차세대 중형 고체 보조추진 로켓 엔진과 꼬리부 서보 시스템을 결합하여 수행한 최초의 엔지니어링화 지상 종합 열 시운전이다. 단계적 도킹 엔진 부분 핵심 기술 파라미터에 대한 심층적 최적화를 통하여 엔진의 작동 신뢰도를 뚜렷하게 향상시켰으며 엔진과 관련 시스템의 작동 조화성을 충분히 검증하였고 전형적 위치의 힘, 열, 소음 등 환경 파라미터를 획득하였다.
고체 보조추진 엔진은 간단한 구조, 높은 신뢰성 및 우수한 기동성 등 장점을 보유하고 있기에 고체 보조추진기와 액체 코어급 엔진의 조합을 이용하여 고체 대추력, 액체 장시간 고비추력 기술 장점을 충분히 발휘할 수 있으며 운반로켓 동력 시스템 기술성과 경제성의 완벽한 결합을 구현할 수 있다. 제4연구원은 중국의 유일한 고체로켓 엔진 단계적 도킹 기술을 파악한 기관이며 이에 앞서 직경 1m/2단계, 직경 2m/2단계, 직경 3m/2단계 고체 추진 엔진의 지상 열 시운전을 성공적으로 수행하였다.
이번 시운전 성공은 해당 유형 보조추진 엔진의 주요 성능 지표가 전부 차세대 중형 운반로켓 요구에 도달하였음을 의미하여 또한 로켓 전체적 기술 방안의 최적화를 위해 근거를 제공하였다.

중국 발사체를 이용한 국가별 위성발사 현황

“중국 발사체를 이용한 국가별 위성발사현황”(PPT)은 장성공업그룹 우주전시관에 전시된 사진을 번역 가공 정리한 자료이다.

상세내용은 첨부파일을 참조.

야오간 30호 02그룹 위성 발사 성공

2017년 11월 25일 2시 10분, 중국 시창(西昌)위성발사센터에서 창정(長征) 2호 병(丙) 운반로켓으로 야오간(遙感) 30호 02그룹 위성을 발사하여 예정 궤도에 진입시켰다.

야오간 30호 02그룹 위성은 다중 위성 네트워크 모드를 사용하였고 주로 전자기 환경 탐사 및 관련 기술 시험 진행에 이용된다. 야오간 30호 02그룹 위성은 중국과학원 마이크로위성혁신연구원에서 개발하였고 창정 2호 병 운반로켓은 중국운반로켓기술연구원에서 개발하였으며 계측제어 임무는 시안(西安)위성계측제어센터, 중국위성해상계측제어부, 베이징항공비행제어센터에서 공동으로 수행하였다. 이번 발사는 창정 시리즈 운반로켓의 제256차 비행이다.