스페이스 클럽 유럽의 Vega-C, Sentinel-1C 임무로 비행 복귀

[스페이스클럽]

아리안스페이스는 11월 5일 목요일 베가-C 로켓이 궤도 진입에 실패한 지 2년 만에 다시 비행을 시작하면서 2024년 세 번째이자 마지막 궤도 발사를 할 예정이다. 목요일 발사에는 코페르니쿠스 지구 과학 프로그램을 위한 레이더 이미징 위성인 Sentinel-1C가 탑재될 예정입니다. 이륙은 21시 20분(UTC, 현지 시간 오후 6시 20분)에 프랑스령 기아나 쿠루에서 예정되어 있으며, 우주선은 103분 후에 분리될 것으로 예상됩니다.

VV25로 명명된 이번 발사는 12월 4일 수요일로 예정되어 있었지만 이동식 갠트리 문제로 인해 연기되었다. 이 비행은 유럽 위성 발사 제공업체의 과도기에 이루어졌습니다.

아리안 6호 로켓의 개발 지연과 2022년 12월 이전 발사 당시 베가-C의 실패로 인해 회사의 이전 세대 아리안 5호와 베가 차량은 교체품이 완전히 가동되기 전에 모두 퇴역했습니다. 2022년 러시아의 우크라이나 침공으로 인한 정치적 여파로 아리안스페이스의 소유즈 로켓 쿠루 발사도 중단됐다.

VV25는 2022년 7월 첫 비행을 한 베가-C의 세 번째 임무다. 이전 Vega 로켓의 향상된 버전으로, 새롭고 더 큰 1단 및 2단, 3단 및 4단으로의 업그레이드, 더 큰 페이로드 페어링을 특징으로 합니다. 첫 번째 단계는 Ariane 6의 부스터에 사용된 것과 동일한 모터인 P120C 고체 로켓 모터(SRM)로 구동되며, 이는 비용 절감을 위해 Arianespace의 함대 전반에 걸쳐 어느 정도 공통성을 제공합니다. 두 번째 단계는 원래 Vega에 사용된 더 작은 Z23 대신 Zefiro Z40입니다.

베가-C의 첫 번째 발사는 성공적이었지만 두 번째 발사는 궤도에 도달하지 못했습니다. 이 임무에서 Z40은 이륙 후 151초부터 추력 손실을 경험했습니다. 사고 후 조사한 결과, 모터 노즐의 스로트 인서트에 사용된 탄소-탄소 재료가 예기치 않게 부식된 것으로 밝혀졌습니다. Vega-C는 접지되었으며 인서트는 이전에 Z23에 사용되었던 다른 탄소-탄소 소재를 사용하도록 재설계되었습니다.

그 이후로 아리안스페이스는 수요일 이전에 단 5개의 임무를 수행했습니다: 마지막 두 개의 아리안 5 로켓은 2023년 4월과 7월에 비행했습니다. Vega의 원래 버전은 2023년 10월과 2024년 9월에 마지막으로 두 번 출시되었습니다. 아리안 6호는 2024년 7월 첫 시범 비행을 위해 이륙했습니다. 이 후자의 발사는 성공으로 선언되었지만, 로켓의 상부 단계 엔진은 한계를 벗어난 온도 센서 판독 후 비용 단계에서 보조 추진 장치가 종료된 후 임무 종료 시 계획된 궤도 이탈 연소를 위해 재시동되지 않았습니다.

궤도 이탈 문제에도 불구하고 아리안스페이스는 다음 아리안 6호 임무를 추진하고 있으며, 이 임무는 프랑스 군사 정찰 위성인 고객 페이로드를 최초로 운반할 예정이다. 이는 현재 2월 말로 예정되어 있습니다.

Vega-C의 페이로드 어댑터와 통합 중인 Sentinel-1C. (출처: ESA/CNES/Arianespace/CSG)

VV25에 실려 발사될 Sentinel-1C 위성은 유럽연합(EU)의 우주 프로그램의 일부인 코페르니쿠스 프로그램의 핵심 요소 중 하나인 레이더 이미징 위성 시리즈 중 세 번째로, 별도의 유럽우주국(ESA)과 협력하여 수행된다.

코페르니쿠스는 지구와 지구에 대한 연구를 수행하기 위해 여러 개의 위성을 사용합니다. Sentinel-1 위성은 레이더 이미징 페이로드를 운반하고, Sentinel-2 위성은 광학 이미징을 수행하고, Sentinel-3 우주선은 육상 모니터링 및 해양학에 사용되며, Sentinel-6 임무는 레이더 고도계를 통해 해수면 데이터를 수집합니다.

센티넬-4 및 센티넬-5 임무는 대기 구성에 대한 데이터를 수집할 것입니다. 이들은 전용 위성이 아니라 각각 정지 궤도와 극궤도에서 기상 위성의 장비로 비행할 것입니다. 2012년 Envisat 위성이 갑작스럽게 운영을 중단한 후 이 데이터 수집을 재개하기 위해 2017년에 Sentinel-5 Precursor 임무가 시작되었습니다. 센티넬-4와 5호 탑재체를 실은 첫 번째 기상 위성은 내년에 발사될 것으로 예상됩니다.

더 많은 수의 센티넬 임무는 프로젝트의 차세대 위성의 일부로 특정 연구 목표를 위해 의뢰되었습니다.

초기 Sentinel-1, 2 및 3 위성은 2014년에서 2018년 사이에 발사되었으며, 각 유형의 우주선 한 쌍이 별도의 발사에 배치되어 보완 연구를 수행했습니다. Sentinel-1A는 2014년 4월 Kourou에서 날아온 Soyuz-Fregat 로켓에 실려 배치되었으며, 2년 후 Sentinel-1B가 그 뒤를 따랐습니다. 7년에서 12년 사이의 서비스를 위해 설계된 Sentinel-1A는 계속 작동 중이며 Sentinel-1B는 이전 12월 전기 고장으로 레이더 이미징 시스템이 작동하지 않게 된 후 2022년에 비활성화되었습니다.

Sentinel-1C는 Thales Alenia Space에서 테스트를 준비하고 있습니다. (제공: ESA/M. Pedoussaut)

이미 궤도에 있는 위성을 대체하기 위해 새로운 일련의 위성이 발사되고 있습니다. 이는 지난 9월 오리지널 베가(Vega) 로켓의 최종 발사에 센티넬-2C(Sentinel-2C)를 배치하면서 시작됐으며, 수요일 센티넬-1C(Sentinel-1C) 발사로 이어졌다. 이것은 Sentinel-1B를 대체하고 Sentinel-1D가 Sentinel-1A의 대체품으로 궤도에 합류하기 전에 별자리의 Sentinel-1 부분을 다시 최대 강도로 되돌릴 것입니다. 네 번째 Sentinel-2와 또 다른 Sentinel-3 위성 한 쌍도 향후 발사에 배치될 것으로 예상됩니다.

Sentinel-1A 및 1B와 마찬가지로 Sentinel-1C 위성은 C-밴드 합성 개구 레이더(SAR) 페이로드를 탑재하여 빛 조건이나 구름 덮개를 고려하지 않고 지구 표면을 이미지화할 수 있습니다. Sentinel-1 데이터의 용도에는 토지 사용 모니터링, 선박 및 해빙 추적, 조류 발생 및 유막과 같은 해양 현상 연구, 재난 관리 등이 포함됩니다.

Sentinel-1C는 AIS(Automatic Identification System) 수신기를 추가하여 별자리에 새로운 기능을 도입하여 해상에서 선박으로부터 추적 데이터를 수집하고 전달할 수 있도록 하며, 이는 레이더를 사용하여 위치를 확인하는 것을 보완할 것입니다. 위성은 또한 Galileo 항법 시스템의 HAS(High Accuracy Service) 신호에 대한 궤도 테스트를 수행하여 위성의 위치를 20cm 이내로 파악하려고 시도합니다.

https://youtu.be/gt3kWdS9EJo

4단계 베가-C 로켓은 프랑스령 기아나의 쿠루(Kourou) 인근에 위치한 CSG(Centre Spatial Guyanais) 또는 기아나 우주 센터(Guiana Space Centre)의 ZLV(Zone de Lancement Vega)에서 발사될 예정이다. ZLV는 1979년부터 1989년까지 Ariane 1, 2, 3 차량의 발사대로 사용되었던 2012년 첫 번째 Vega 출시에 앞서 재건되었습니다. 그 전에는 1971 년 Europa II 로켓이 한 번의 발사에 실패한 초기 패드가 있던 곳이었습니다.

Vega-C는 P120C, Zefiro Z40 및 Zefiro-9A의 세 가지 고체 추진제 단계를 사용하며 순차적으로 연소합니다. 네 번째 단계인 AVUM+(Attitude and Vernier Upper Module+)에는 재시동 가능한 액체 연료 RD-843 엔진이 있어 정확한 궤도 삽입을 제공합니다. 기체의 앞부분에는 Sentinel-1C가 3.3m 직경의 페이로드 페어링으로 둘러싸여 있어 대기권을 통해 상승하는 동안 차량을 보호합니다. 페어링은 3단계 점화 직후 분리됩니다.

3단이 소진되어 분리된 후, AVUM+는 Sentinel-1C를 계획된 궤도에 삽입하기 위해 3회에 걸쳐 연소를 할 것입니다. 첫 번째 단계는 비행 중 8분 16초 지점, 즉 3단 분리 후 약 68초 후에 시작됩니다. 해안 단계에 이어 이륙 후 53분 27초 후에 두 번째 연소가 시작되며, 1시간 40분 29초 임무 경과 시간으로 상승을 완료할 때 세 번째 연소가 시작됩니다.

센티넬-1C 위성의 분리는 발사 후 1시간 43분 41초 후에 이뤄질 것으로 예상된다. 위성의 첫 번째 신호는 약 13분 후에 임무의 궤도 점검 및 시운전 단계로 전환될 때 획득되어야 합니다.

(리드 이미지: 발사대에서 Sentinel-1C와 함께 있는 Vega-C. 사진 제공: ESA/Manuel Pedoussaut)

스페이스 클럽(Space Club)