스페이스 클럽 발사 미리보기: ULA, Vulcan 로켓으로 첫 번째 국가 안보 임무 발사

[우주센터]

USSF-106 임무 발사를 앞두고 케이프 커내버럴 우주군 기지의 우주 발사 단지 41에 United Launch Alliance Vulcan 로켓이 서 있습니다. 이미지: Michael Cain/Spaceflight Now

미국 정부를 위해 국가 안보 탑재체를 비행할 수 있는 인증을 받은 지 4개월이 넘은 United Launch Alliance는 Vulcan 로켓으로 바로 그러한 임무를 발사하기 직전입니다.

높이 202피트(61m)의 로켓은 미국 우주군(USSF)-106으로 통칭되는 임무에서 한 쌍의 위성을 발사할 것입니다. 2단 로켓은 케이프 커내버럴 우주군 기지의 발사대에서 정동쪽으로 이동하는 궤적을 따라 비행할 것입니다.

"이 임무는 지구 동시 궤도로 직접 향하고 있으며 현재까지 가장 긴 임무 중 하나가 될 것입니다"라고 ULA의 정부 및 상업 프로그램 부사장인 Gary Wentz는 발사 전 원격 회의에서 말했습니다. "이러한 임무를 지원하고 우주군을 위해 GEO에 직접 주입하도록 의도적으로 설계되었습니다. 이것은 국가 안보 우주를 위한 우리의 101번째 임무이며 우리나라의 중요한 위성 대부분을 궤도에 전달하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다."

월요일, ULA는 정부 수직 통합 시설(VIF-G)에서 41번 우주 발사 단지의 패드까지 약 1/3마일 떨어진 로켓을 굴렸습니다. 여행은 첫 번째 동작에서 패드에 정착하는 데 한 시간이 조금 넘게 걸렸습니다.

Spaceflight Now는 이륙 약 1.5시간 전부터 이 임무를 생중계할 예정이며, 이륙 시간은 오후 7시 59분(2359 UTC)으로 예정되어 있으며, 이는 1시간 길이의 창이 열립니다. 이 라이브 스트림에는 오후 8시 37분(UTCT)의 순간 발사 시간을 갖는 Arianespace의 Ariane 6 로켓의 카운트다운 및 발사에 대한 보도도 포함됩니다.

https://youtu.be/Lr3wkoKdpzI

제45기상비행대는 한 시간 동안 발사 기간 동안 날씨가 좋을 확률이 80%일 것으로 예측했으며, 적운과 태양 활동이 두 가지 잠재적 영향입니다.

이번 임무는 2025년 ULA의 세 번째 발사가 될 것입니다. 처음 두 개는 아마존의 프로젝트 카이퍼 광대역 별자리를 위해 총 54개의 위성을 탑재한 아틀라스 5 로켓입니다.

USSF-106 임무 발사를 앞두고 케이프 커내버럴 우주군 기지의 우주 발사 단지 41에 United Launch Alliance Vulcan 로켓이 서 있습니다. 이미지: Michael Cain/Spaceflight Now국가 안보 우주 발사로 돌아가기

USSF-106 임무의 발사는 원래 비행을 계획한 지 몇 년 만에 이루어졌지만 ULA가 우주군 및 국가정찰국(NRO)을 위한 국가안보우주발사(NSSL) 프로그램의 일환으로 페이로드 발사로 복귀한 것을 결정적으로 표시합니다.

아틀라스 5 로켓을 사용한 마지막 발사는 1년여 전인 2024년 7월 30일에 발사된 USSF-51 임무였습니다. 그보다 10년 전, 러시아의 우크라이나 최초 침공 이후 미국 발사 제공업체는 러시아산 엔진과의 관계를 끊고 미국산 하드웨어로 전환해야 했습니다.

이로 인해 ULA는 구소련의 유산을 지닌 엔진으로 구동되는 Antares 230+ 로켓에서 벗어나기 위해 Vulcan과 Northrop Grumman을 개발하는 길에 들어섰습니다.

수년간의 개발과 두 번의 인증 비행 끝에 ULA의 Vulcan 로켓은 NSSL 페이로드를 비행할 수 있는 허가를 받았습니다.

"오늘 이 자리에 오게 되어 기쁩니다. 우리 프로그램 역사에서 꽤 역사적인 지점입니다"라고 USSF-106 임무 책임자인 James Horne 대령은 말했습니다. "우리는 이번 발사를 통해 공식적으로 러시아산 엔진에 대한 의존을 끝냈으며, 궤도에 우리의 능력을 확보하기 위해 활용할 수 있는 두 개의 독립적인(최소 두 개의 독립적인) 로켓 서비스 회사와 함께 우주에 대한 확실한 접근을 계속 유지하고 있습니다."

하지만 Vulcan의 비행 허가를 받는 것은 간단한 과정이 아니었습니다. 2024년 10월 두 번째 인증 임무 중 노스롭 그루먼이 제작한 고체 로켓 모터의 노즐 중 하나에 이상이 발생하여 NSSL 임무 시작 인증을 완료하는 데 몇 달 동안 지연되었습니다.

"우리는 그런 상황에서 항상 그렇듯이 ULA 및 Northrop Grumman 팀과 매우 긴밀히 협력했습니다. 우리는 허용 가능한 위험으로 [화요일] 발사를 위해 몇 번의 본격적인 정적 화재, 광범위한 하위 규모 분석 및 모델링을 수행했습니다"라고 Horne은 말했습니다. "그래서 이것이 우리가 이 임무를 준비하면서 거쳐야 했던 과정이었고 임무별 인증 프로세스를 통해 이를 처리했습니다.

"그래서 우리는 3월에 차량 설계를 인증한 다음 [화요일에] 발사하기 위해 임무별 위험 분석을 진행했습니다."

https://youtu.be/saezng2g1MY

그는 또한 우주군이 발칸 로켓에서 처음으로 비행한 새로운 엔진이라는 점을 감안할 때 이륙 시 벌컨 부스터에 동력을 공급하는 블루 오리진 제작 BE-4 엔진 두 개와 같은 로켓의 다른 여러 측면도 면밀히 조사했다고 말했습니다.

Horne은 "SRB에서 본 문제를 극복할 수 있는 엔진이 얼마나 유능한지 보여주는 Cert-2에서 훌륭한 데이터를 얻었다고 생각합니다"라고 말했습니다. "우리는 이 로켓에 탱크와 복합 스테이지 간 어댑터, 열 차폐 등 많은 새로운 구조물을 검증했습니다."

Horne은 Vulcan이 현재 "A 및 B 임무"라고 부르는 임무를 수행할 수 있는 인증을 받았지만 우주군은 여전히 6개의 고체 로켓 모터를 자랑하는 Vulcan 로켓의 소위 "무거운 버전"을 인증하는 과정에 있다고 말했습니다.

6개의 고체를 사용한 ULA의 첫 번째 발사는 아마존의 프로젝트 카이퍼 별자리를 위한 비행이 될 것이며, 이 별자리는 광대역 위성 중 45개를 지구 저궤도로 발사할 것입니다. Horne은 비행만으로는 이 구성에서 Vulcan에 대한 인증을 받기에 충분하지 않을 것이라고 말했습니다.

"Kuiper 발사는 Vandenberg에서 발사되는 패드에 대한 최종 인증과 Vulcan의 변형이 발사되는 인증에 영향을 미칠 것이지만, 대규모 발사와 관련된 추가 분석 및 인증 활동이 있을 것이며 ULA는 이를 위한 좋은 일정과 속도를 가지고 있습니다." "그것은 우리에게 필요한 무거운 임무보다 앞서 이루어질 것입니다."

USSF-106 임무를 시작한 후 ULA의 다음 NSSL 비행은 USSF-87이 될 것입니다. 임무의 발사 날짜는 발표되지 않았지만 지난주 ULA 사장 겸 CEO인 Tory Bruno는 다음 국가 안보 임무 전에 Atlas 5 로켓 발사가 몇 차례 있을 수 있다고 말했습니다.

GPS 업그레이드

USSF-106 임무는 두 개의 위성으로 구성됩니다. 그 중 하나는 월요일 발사 전 뉴스 브리핑에서 우주군 관계자들이 세부 정보를 제공하기를 꺼려하는 미스터리로 남아 있습니다.

다른 하나는 Vulcan 로켓에 탑재된 주요 페이로드로 설명되며 공군 연구소의 아이디어이며 항법 기술 위성-3(NTS-3)이라고 합니다. 임무와 발사에는 2억 5천만 달러의 가격표가 붙어 있습니다.

AFRL 우주선국의 선임 연구 항공우주 엔지니어이자 NTS-3의 수석 연구원인 Joanna Hicks 박사는 수년 동안 작업을 도왔던 위성을 마침내 발사하게 되어 기쁘다고 말했습니다.

1970년대에 발사된 NTS-1과 NTS-2의 발자취를 따릅니다.

"이것은 48년 만에 처음으로 실험용 항법 위성입니다. 마지막 것은 1977년에 발사된 NTS-2였습니다"라고 Hicks는 말했습니다. "연구실에서는 이 분야에 대한 실험이 늦었다고 생각합니다. GPS는 오늘날 우리 삶의 필수적인 부분입니다. 그리고 NTS-3를 통해 우리는 GPS를 계속 발전시키고 강화하여 전투원이 필요로 하는 표준으로 남을 수 있는 방법을 살펴보는 다양한 기술을 실험할 것입니다."

북미 상공의 NTS-3 항법 위성 렌더링. 그래픽: L3Harris Technologies

Vulcan의 Centaur 상부 단계에서 배치되면 NTS-3 위성은 작업을 시작하기 전에 점검 및 궤도에서 시운전하는 데 몇 주가 걸립니다. 힉스는 그녀와 그녀의 팀이 GPS 시스템을 강화하는 데 도움이 될 수 있는 100개 이상의 PNT(위치, 내비게이션, 타이밍) 실험을 수행할 것이라고 말했습니다.

이러한 실험 중 일부에는 더 나은 시간 유지 방법과 전자적으로 조종 가능한 위상 배열 안테나 테스트가 포함되며, Hicks는 이것이 "간섭을 통과하여 필요한 위치로 더 높은 전력을 전달하는 데 도움이 될 것"이라고 말했습니다. 또 다른 하나는 키메라(Chimera)라고 불리며, AFRL은 "위성 궤도 데이터와 위성과 사용자 사이의 범위 측정을 공동으로 인증하여 민간 사용자에게 GPS 스푸핑에 대한 매우 강력한 보호 기능을 제공"하기 위한 것이라고 밝혔습니다.

힉스는 "재프로그래밍 가능한 아키텍처로서 궤도에 오르기 전에, 그리고 위협이 무엇인지 확인하기 전에 모든 것을 계획할 필요가 없습니다"라고 말했습니다. "이것은 위성 쪽에만 있는 것이 아닙니다. 우리는 이를 출시 후에도 우리가 정의한 새로운 신호를 수신할 수 있는 재프로그래밍 가능한 사용자 장비와 짝을 이루고 있습니다. 그래서 우리는 그것에 대해 매우 기대하고 있습니다."

위성을 제조한 주 계약자는 Northrop Grumman의 ESPAStar 위성 버스를 기반으로 구축한 L3Harris Technologies입니다. 이 회사는 2018년에 우주선에 대한 8,400만 달러 규모의 계약을 체결했으며 2020년에 중요한 설계 검토를 통과한 것으로 알려졌습니다.

당시 출시는 2022년으로 예상됐다. 그러나 위성은 2023년 1월까지 뉴멕시코주 커틀랜드 공군기지에 있는 AFRL의 통합 및 테스트 시설에 인도되지 않았고, 이로 인해 예정된 발사 날짜가 그해 말로 변경되었습니다.

L3Harris Technologies의 전략 및 비즈니스 개발 부사장인 Andrew Builta는 "L3Harris는 프로그램의 주 계약자로서 우주선의 설계, 개발, 통합 및 테스트를 담당해 왔습니다"라고 말했습니다. "우리는 또한 지상 제어 부문의 일부를 개발하고 발사체 통합, 제어 및 사용자 부문과의 통합을 지원했으며 궤도 운영을 지원할 것입니다."

https://youtu.be/KeP6ZNqntwo

다양한 테스트에는 실험실과 현장 작업이 모두 포함됩니다. 힉스는 스폿 빔 안테나 보정과 같은 교훈 중 일부는 록히드 마틴이 개발 및 제작하고 있는 GPS 3-F라고 하는 차세대 GPS 위성에 적용될 수 있다고 말했습니다.

"NTS-3가 테스트하는 것 중 하나는... 다중 궤도 별자리 개념입니다"라고 Hicks는 말했습니다. "그렇다면 GEO의 NTS-3와 MEO(중간 지구 궤도)의 GPS로부터 신호를 수신하고 모든 신호를 활용할 수 있습니까? 예를 들어 미래에는 이러한 기술 중 일부를 LEO에 넣을 수 있을 것입니다.

"우리는 현재 그것을 계획된 임무로 가지고 있지 않지만 미래에 일어날 수 있는 일입니다."

스페이스 클럽(Space Club)