스페이스 클럽 기로에 선 유럽우주국(European Space Agency)과 아리안스페이스(Arianespace)

[발사통제동]

유럽우주국(ESA)은 이르면 올해 12월 베가-C와 아리안 6호의 비행을 준비하면서 기로에 섰다. 유럽과 프랑스령 기아나의 기술자들이 비행을 위해 로켓과 탑재체를 준비하고 있는 동안, ESA와 아리안스페이스는 지난 10년 동안 우주 발사 산업의 주요 변화에 고심하고 있다.

이 다국적 기구는 1975년 프랑스, 독일, 영국 및 기타 유럽 국가들이 미국과 소련 규모로 혼자서는 우주를 탐사할 수 없다는 것을 깨닫고 설립했습니다. 수십 년 동안 ESA는 22개국을 회원국으로, 다른 국가를 준회원국 또는 협력국으로 간주하는 기관으로 성장했으며 많은 주목할 만한 성공과 최초를 달성했습니다.

ESA는 예산은 NASA보다 훨씬 적지만 핼리 혜성에 대한 임무를 완수하고 혜성에 최초로 착륙했으며, 하늘에 있는 별의 움직임과 위치를 전례 없는 정확도로 매핑하고, 금성과 화성 궤도에 탐사선을 보내고, 목성과 수성에 탐사선을 발사하는 등의 작업을 수행했습니다.

필레 착륙선이 촬영한 추류모프-게라시멘코(Churyumov-Gerasimenko) 혜성의 표면 이미지. (제공: ESA/Rosetta/Philae/CIVA)

또한 허블 우주 망원경, 갈릴레오, 제임스 웹 우주 망원경, 국제 우주 정거장, 스페이스랩 미션, 중국의 창어 6호 달 샘플 반환 등과 같은 주요 국제 프로젝트에도 협력해 왔습니다.

유럽우주국(ESA)의 우주비행사들은 1993년 허블 복원을 도왔고, 수많은 스페이스랩 비행과 국제우주정거장우주정(ISS) 탐사에 참여했으며, 미래의 비행을 위해 중국인들과 함께 훈련을 받기도 했다. ISS에 도킹된 콜럼버스 모듈은 다양한 과학 실험이 수행되는 궤도에 있는 ESA의 영구 과학 시설입니다.

그러나 최근 ESA는 유클리드 망원경, 북극 기상 위성, 헤라 탐사선과 같은 임무를 스페이스X의 팰컨 9에 싣고 발사해야 하는 상황에 처했습니다. 아리안스페이스(Arianespace)가 관리하고 판매하는 유럽의 독립적인 우주 접근은 2023년 아리안 5호가 퇴역한 후에도 베가-C, 소유즈, 아리안 6호로 유지될 예정이었다.

유럽우주국(ESA)의 헤라(Hera) 우주선은 팰컨 9 꼭대기에 장착한 후 페어링에 캡슐화되었습니다. (제공: ESA)

1980년에 설립된 아리안스페이스는 세계 최초의 상업용 우주 발사 업체입니다. 수십 년 동안 이 회사는 Ariane 로켓으로 ESA 임무를 시작했을 뿐만 아니라 많은 상업용 정지궤도 통신 위성과 유럽 군용 탑재체를 비행하면서 상업용 우주 발사 시장에서 지배적인 위치를 차지했습니다. 아리안 5호는 1996년 불명예스럽게 데뷔한 후 2023년 퇴역할 때까지 많은 중요한 임무를 수행했습니다.

업그레이드된 Vega-C를 포함한 중소형 리프트 Vega 프로그램은 차량에 문제가 있어 여러 임무를 잃게 되었습니다. 이탈리아의 AVIO가 개발하고 Arianespace가 프랑스령 기아나의 쿠루에서 발사한 원래 Vega 발사기는 22번의 비행에서 두 번의 실패를 겪은 후 현재 퇴역했습니다.

베가-C는 2022년 7월 첫 비행을 했지만 2단계 제피로 40 모터가 고장을 겪으면서 두 번째 발사는 참사로 끝났다. 이 고장은 노즐의 스로트 인서트에서 예기치 않은 침식으로 인해 발생하여 노즐을 재설계하게 되었습니다. 플레이아데스-네오 5호와 6호 지구 관측 위성은 이 사고로 소실되었으며, 이 위성의 비행 재개는 올해 12월 3일로 예정되어 있다.

소유즈는 쿠루(Kourou)에서 원웹(OneWeb) 위성을 싣고 이륙했습니다. (제공: Roscosmos, Arianespace, Starsem)

미디엄 리프트 소유즈 차량은 2011 년 프랑스 령 기아나에서 첫 비행을했으며 남미에서 여러 페이로드를 발사했습니다. 러시아제 로켓은 베가보다 무거운 로켓이 필요하지만 아리안 5호의 중량물 운반 능력은 필요하지 않은 페이로드를 위한 솔루션으로 아리안스페이스에 의해 판매되었다.

그러나 프랑스령 기아나에서 소유즈의 마지막 비행은 러시아의 우크라이나 침공 불과 2주 전에 이루어졌습니다. 서방이 러시아에 부과한 제재로 인해 그 이후로 소유즈 발사가 발생하지 않았으며 가까운 장래에 재개될 가능성은 없습니다. 우크라이나 전쟁은 여전히 진행 중이며, 베가-C와 아리안 6 로켓은 소유즈가 지휘한 시장 공간을 채우고 있다.

아리안 6호 프로젝트는 2010년대 초 아리안 5호를 대체하기 위해 구상됐으며, 초기 발사는 2020년으로 정해졌다. 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)으로 인해 정상적인 개발 지연이 겹쳤고, 2023년 아리안 5호의 최종 발사를 앞당겼다. 2개의 고체 로켓 부스터(SRB)가 있는 Ariane 62와 4개의 SRB가 있는 더 무거운 리프트 Ariane 64의 두 가지 변형으로 판매되는 Ariane 6는 마침내 2024년 7월 9일에 첫 비행을 했습니다.

아리안 6호는 2024년 7월 9일 프랑스령 기아나 쿠루에서 ELA-4에서 첫 비행을 시작합니다. (제공: ESA/S. Corvaja)

아리안 62 VA262 비행은 성공적으로 궤도에 진입했지만, 보조 추진 장치 고장으로 인해 2단의 재시동 가능한 빈치 엔진이 비활성화되어 최종 연소를 할 수 없었습니다. 이러한 시험 목표 달성에는 실패했지만, 다음 아리안 6호의 비행은 이르면 올해 12월로 예정되어 있다.

유럽은 마침내 우주에 대한 독립적인 접근을 되찾기 시작했지만, 아리안 5호의 퇴역과 아리안 6호의 첫 비행 사이의 중단으로 인해 ESA는 로켓이 적시에 발사할 수 있는 유일한 방법이었기 때문에 팰컨 9에 대한 여러 임무를 예약했습니다. 베가-C와 아리안 6호 로켓도 재사용 기능이 없고 비용이 팰컨 9 수준에 근접하지 않을 것으로 보여 세계 우주 발사 시장에서 경쟁력이 떨어진다.

유럽의 우주 분야는 SpaceX의 세계 우주 발사 시장 지배에 대응하기 시작했지만 진전은 느리고 고르지 않았습니다. 유럽우주국(ESA)은 지난달 재사용 가능한 발사체 기술 개발을 지원하기 위해 아리안그룹(ArianeGroup, 아리안스페이스의 모회사), 로켓 팩토리 아우크스부르크(Rocket Factory Augsburg, RFA), 이자르 에어로스페이스(Isar Aerospace), 탐사 회사(The Exploration Company) 등 4개 기업을 선정했다.

RFA 원 렌더. (출처:RFA)

자유아시아방송(RFA)과 스페인의 PLD 스페이스(PLD Space)와 같은 회사들은 새로운 발사체를 개발하고 있지만, RFA는 최근 스코틀랜드의 삭사보르드(SaxaVord) 발사 시설에서 자사의 RFA One 로켓이 정적 시험 발사 중 폭발하면서 차질을 빚었다. PLD Space는 미우라 1호 시범기를 준궤도 비행에 성공시켰으며, 미우라 5호 위성 발사체를 개발하고 있습니다.

미우라 5호기는 1단을 재사용할 수 있도록 설계되었다. 유럽의 다른 재사용 가능한 우주선 노력에는 SUSIE 재사용 가능한 상부 단계가 포함되는데, 이는 개념이지만 아직 승인되지 않았습니다. Space Rider 우주선이 승인되어 개발 중입니다. Space Rider는 최초의 ESA 재사용 가능한 우주선 프로젝트가 아닙니다. 헤르메스 프로그램은 아리안 5호에 장착된 시에라 스페이스 드림체이서와 같은 재사용 가능한 우주선을 개발 중이었으나 냉전이 끝난 후 높은 비용으로 인해 취소되었습니다.

유럽우주국(ESA)은 현재 테미스(Themis) 재사용 로켓 프로토타입과 메탄과 액체 산소를 추진제로 사용하는 프로메테우스(Prometheus) 재사용 로켓 엔진을 개발 중이다. 추력 100톤의 프로메테우스 엔진은 이미 시험 발사를 마쳤고, 테미스는 아직 초기 단계에 있다. 현재 이 차량에 대해 SpaceX Grasshopper와 같은 일련의 대기 비행 테스트가 계획되어 있습니다.

프로메테우스 완전 점화, ArianeGroup 테스트 센터 Vernon, France 2023년 6월 22일. (제공: ArianeGroup)

유럽의 우주 분야는 팰컨 9이 연간 100회 이상 비행할 수 있고, 스타십이 슈퍼 헤비 부스터가 발사대로 안전하게 귀환할 수 있는 능력을 성공적으로 시연하고 있는 세계에서 경쟁력과 관련성을 유지하기 위해 고군분투하고 있습니다. 미래의 재사용 가능하거나 적어도 부분적으로 재사용 가능한 차량은 유럽의 우주 비행 미래의 일부가 될 수 있지만 유럽의 재사용 가능한 우주 발사 기술은 아직 개발 초기 단계에 있습니다.

(리드 이미지: 프랑스령 기아나의 발사대에 있는 아리안 6호. 출처: ESA)

스페이스 클럽(Space Club)