스페이스 클럽 Blue Origin, New Glenn에서 ESCAPADE 발사 및 1단계 부스터 착륙 성공

[발사대]

지난 1월 성공적인 첫 비행에 이어 블루 오리진은 플로리다에서 다시 한 번 대형 뉴 글렌 로켓을 성공적으로 발사했으며, 이번에는 화성으로 향하는 페이로드를 싣고 발사되었습니다. Blue Origin이 "NG-2"로 명명한 두 번째 New Glenn 임무는 11월 13일 목요일 오후 3시 55분(동부 표준시 기준 20:55)에 케이프 커내버럴 우주군 기지의 Launch Complex 36(LC-36)에서 이륙했습니다.

발사는 당초 11월 9일로 예정되어 있었지만 이후 날씨 문제로 인해 취소되었습니다. 두 번의 코로나 질량 방출이 지구 자기권에 충돌한 후 태양 날씨 우려로 인해 발사가 11월 12일 수요일부터 다시 연기되었습니다.

New Glenn 꼭대기에는 Rocket Lab에서 제작하고 NASA에서 운영할 쌍둥이 ESCAPADE 우주선이 캡슐화되어 있습니다. 뉴 글렌은 두 우주선을 화성으로 향하는 궤도로 발사했으며, 그곳에서 화성 궤도에 진입하여 붉은 행성의 자기권과 태양풍이 행성의 대기와 어떻게 상호 작용하는지 연구할 것입니다.

New Glenn은 또한 Viasat의 InRange 출시 원격 측정 중계 서비스 시연과 함께 출시되었습니다. InRange는 NASA 통신 서비스 프로젝트의 일부이며 NG-2 임무 전반에 걸쳐 New Glenn에 통합된 상태로 유지됩니다.

https://youtu.be/9sT4Hr-Il30

뉴 글렌

앞서 언급했듯이 NG-2는 New Glenn의 두 번째 임무 역할을 합니다. 뉴 글렌의 개발은 2012년 초에 시작되었으며, 블루 오리진은 2015년 궤도 발사 시스템에 대한 계획을 공개적으로 인정했습니다. 2016년 9월, 이름과 함께 첫 번째 차량 디자인이 공개되었습니다. 뉴 글렌은 1962년 2월 프렌드십 7호 임무에서 지구 궤도를 도는 최초의 미국 우주비행사인 존 글렌의 이름을 따서 명명되었습니다.

로켓은 당초 2020년에 발사될 예정이었지만 엔진 및 로켓 개발로 인해 상당한 지연 끝에 뉴 글렌은 2025년 1월 16일 LC-36에서 DarkSky-1 Blue Ring Pathfinder와 함께 처음 발사되었습니다. 임무는 대체로 성공적이었고 New Glenn은 성공적으로 궤도에 진입하고 페이로드를 중간 지구 궤도에 배치했습니다. 그러나 특히 So You're Telling Me There's a Chance라는 별명을 가진 첫 번째 단계 부스터는 Blue Origin의 부스터 회수선인 Landing Platform Vessel 1(Jacklyn이라고도 함)의 꼭대기에 착륙하지 못했습니다.

뉴 글렌은 높이 98m, 너비 7m에 달하는 가장 큰 로켓 중 하나입니다. 주 차량은 두 가지 기본 단계로 구성됩니다. SpaceX의 Falcon 제품군과 마찬가지로 New Glenn의 1단계 부스터는 재사용이 가능하고 대서양에 떠 있는 바지선에 착륙하도록 설계되었습니다. New Glenn의 두 번째 단계는 소모품이지만 Blue Origin은 "Project Jarvis"라는 프로젝트에서 2021년부터 2025년까지 재사용 가능한 두 번째 단계로 New Glenn의 변종을 조사했습니다.

New Glenn은 2025년 1월에 첫 번째 임무를 시작합니다. (제공: NSF의 Max Evans)

Glenn Stage 1(GS1)이라고 불리는 New Glenn의 첫 번째 단계는 높이가 약 57.5m이며 Blue Origin의 BE-4 엔진 7개로 구동됩니다. 이 7개의 엔진은 액체 메탄(CH4)과 액체 산소(LOX)를 추진제로 사용하여 190초의 연소 시간 동안 최대 17,100kN의 추력을 생성합니다. 앞서 언급했듯이 GS1은 재사용이 가능하도록 설계되었으며 Blue Origin은 단일 부스터가 최소한의 개조로 최대 25회 비행에 재사용할 수 있도록 설계되었다고 밝혔습니다. GS1의 구리 후미 섹션 내에는 부스터가 Jacklyn에 최종 접근하는 동안 전개될 6개의 유압식 착륙 다리가 있습니다.

Glenn Stage 2(GS2)라는 New Glenn의 두 번째 단계는 높이가 23.4m이며 두 개의 BE-3U 엔진을 갖추고 있습니다. GS1의 BE-4 엔진과 달리 GS2의 BE-3U는 액체 수소(LH2) 및 LOX 추진제를 사용하여 최대 추력 1,600kNs를 생성합니다. GS2의 탱크와 GS1의 탱크는 알루미늄 돔과 공통 격벽이 있는 직교 그리드 알루미늄 탱크를 사용하여 구성됩니다.

두 단계를 모두 통해 뉴 글렌은 세계에서 가장 유능한 로켓 중 하나가 되었으며, 뉴 글렌은 지구 저궤도(LEO)로 45,000kg, 정지 궤도에 13,600kg, 달 횡단 주입을 통해 달까지 7,000kg을 로프트할 수 있습니다. 이 탑재량 용량은 New Glenn을 Ariane 6, Vulcan 및 완전히 회수 가능한 Falcon Heavy와 유사한 중량물 발사 시스템으로 분류합니다.

New Glenn은 NG-2보다 먼저 LC-36으로 출시됩니다. (제공: 블루 오리진)

New Glenn은 플로리다의 케이프 커내버럴 우주군 기지의 LC-36에서 발사됩니다. Blue Origin은 2015년에 New Glenn 운영을 위해 패드를 임대하기 시작했습니다. Blue Origin은 또한 캘리포니아의 Vandenberg 우주군 기지에 있는 SLC-9(Space Launch Complex 9)를 임대하고 있습니다. SLC-9를 통해 New Glenn은 페이로드를 극궤도로 발사할 수 있습니다.

놀이

NG-2의 페이로드는 ESCAPADE(Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) 임무입니다. NASA가 운영하고 Rocket Lab이 건설하고 UC Berkeley의 우주 과학 연구소가 주도하는 ESCAPADE는 독립형 행성 탐사 임무를 위한 저비용 임무에 자금을 지원하기 위해 고안된 프로그램인 NASA의 행성 탐사를 위한 소규모 혁신 임무(SIMPLEx) 프로그램의 일부입니다.

ESCAPADE는 당초 NASA의 Psyche 임무와 함께 화성으로 비행할 예정이었습니다. 그러나 Psyche의 발사가 SpaceX의 Falcon Heavy에 수여된 후 Falcon Heavy의 발사는 Psyche가 ESCAPADE가 처리할 수 없는 더 높은 에너지의 화성 비행을 완료하게 될 것이기 때문에 임무에서 제외되었습니다. Psyche는 2023년 10월 플로리다에서 출시될 예정입니다.

https://youtu.be/mFzbT6_ZX70

프시케의 임무에서 제외된 후 NASA는 상업용 발사 업계가 임무 발사에 입찰할 수 있도록 허용했습니다. Blue Origin은 약 2천만 달러에 New Glenn 발사 입찰을 제출했으며 NASA는 나중에 2023년 2월 Blue Origin에 ESCAPADE의 발사 계약을 수주했습니다. ESCAPADE는 2024년 10월에 발사될 예정이었지만 나중에 NASA와 Blue Origin에 의해 New Glenn의 두 번째 비행에서 2025년으로 연기되었습니다.

두 ESCAPADE 우주선은 동일합니다. 주 우주선 버스는 Rocket Lab의 Photon 상부 단계에서 파생되었으며 두 개의 태양 전지판 "날개"로 구동됩니다. 우주선은 60cm X-밴드 접시 안테나를 통해 통신하고 반응 휠, 관성 측정 장치 및 별 추적기를 활용하여 화성 해안 동안 방향을 유지할 것입니다.

ESCAPADE 임무에는 세 가지 주요 과학적 목표가 있습니다: "화성의 하이브리드 자기권의 구조를 제어하는 과정과 그것이 이온 흐름을 유도하는 방법을 이해하는 것", "태양풍에서 화성의 자기권을 통해 에너지와 운동량이 어떻게 전달되는지 이해하는 것", "충돌 대기 안팎으로 에너지와 물질의 흐름을 제어하는 과정을 이해하는 것"입니다.

각 우주선의 장비를 강조하는 ESCAPADE 우주선의 다이어그램. (제공: NASA 고다드 우주 비행 센터)

ESCAPADE 우주선은 이러한 과학 목표를 달성하기 위해 세 가지 장비를 사용할 것입니다. 이러한 장비 중 첫 번째는 ESCAPADE 자력계(EMAG)입니다. 각 우주선에서 멀리 뻗어 있는 2미터 길이의 붐 암 끝에 위치한 EMAG는 다양한 플라즈마 영역에서 화성 주변의 주변 자기장을 측정합니다. ESCAPADE EESA(Electrostatic Analyzer) 기기는 EESA-i 및 EESA-e의 두 가지 센서를 사용하여 초열 이온 흐름, 초열 전자 및 자기 토폴로지를 측정하는 정전기 분석기입니다.

참조

• NG-2 업데이트
• 블루 오리진 섹션
• NSF 스토어
• L2에 가입하려면 여기를 클릭하십시오.

세 가지 기기 중 마지막은 세 개의 개별 센서로 구성된 ESCAPADE Langmuir 프로브 (ELP)입니다. 열 이온 밀도를 측정하는 2개의 평면 이온 프로브(PIP); 각 우주선의 정전기 전위의 변화를 측정하는 부동 전위 탐사선(FPP).

EMAP은 메릴랜드에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터에서 개발했습니다. EESA 기기는 캘리포니아의 UC 버클리에서 개발했습니다. ELP 기기는 플로리다와 애리조나에 있는 Embry-Riddle Aeronautical University의 Space and Atmospheric Instrumentation Lab에서 개발했습니다.

ESCAPADE 임무는 약 2.5년 동안 지속될 것으로 예상됩니다. 화성에 도착하면 각 우주선은 60도 기울어진 160km x 8,500km 궤도에 삽입됩니다. 약 6개월 동안 같은 궤도를 공전한 후 "블루"라는 별명을 가진 우주선 중 하나는 원점(화성에서 가장 먼 궤도의 지점)을 7,000km로 낮추고, "골드"라는 별명을 가진 다른 우주선은 원점을 10,000km로 높일 것입니다. 각 우주선이 화성 주위를 서로 다른 궤도에 있고 따라서 궤도 주기가 다르기 때문에 주로 화성 중력장의 불균일성으로 인해 궤도가 서로 다른 속도로 차차운동하기 시작합니다. 이 궤도 세차운동은 우주선을 분리하여 화성 자기권의 여러 부분을 동시에 측정할 수 있게 해줍니다.

화성에 접근하는 두 대의 ESCAPADE 우주선에 대한 작가의 인상. (제공: NASA)

각 ESCAPADE 우주선의 질량은 535kg이므로 임무를 위한 총 발사 질량은 1,070kg입니다. 뉴 글렌 상부 단계에서 배치된 우주선은 태양-지구 라그랑주 포인트 2(L2)에서 궤도에 진입하여 2026년 화성 이동 기간이 열릴 때까지 궤도를 돌게 됩니다. 창이 열리면 각 우주선은 지구를 비행하고 화성으로 향하는 해안을 시작합니다.

NG-2 임무 타임라인

NG-2 New Glenn 차량은 통합 차량 열화 테스트(정적 화재)를 위해 10월 28일 LC-36에 처음 출시되었습니다. 차량은 곧 수직으로 이동했고 10월 30일 목요일 오후 10시(동부 표준시)경 열화 테스트를 완료했습니다. 첫 번째 단계의 BE-4 엔진 7기는 추력을 낮추고 착륙을 위한 엔진 점화 순서를 테스트하기 전에 22초 동안 100% 추력으로 점화했습니다. 총 38초 동안 열화 테스트가 진행되었습니다.

10월 31일 금요일, 쌍둥이 ESCAPADE 우주선은 뉴 글렌의 페어링에 캡슐화되었습니다. 그런 다음 페어링과 우주선은 LC-36에 있는 Blue Origin의 통합 시설로 운송되었으며, 그곳에서 New Glenn은 열화 테스트를 마친 후 롤백되었습니다.

11월 5일, Blue Origin의 부스터 회수선인 Jacklyn은 NG-2를 지원하기 위해 포트 커내버럴을 출발했습니다. Blue Origin에 따르면 Jacklyn이 목표 착륙 구역에 도달하는 데 약 4일이 걸릴 것입니다.

11월 7일, 페어링은 발사를 위해 New Glenn의 두 번째 단계에 통합되었습니다. 마지막으로 최종 마감 및 검사를 거쳐 New Glenn은 11월 8일 토요일에 발사를 위해 LC-36으로 출시되었습니다. 로켓과 우주선은 얼마 지나지 않아 패드 위에서 수직으로 이동했습니다.

첫 번째 임무와 마찬가지로 New Glenn의 첫 번째 단계는 대서양의 Jacklyn 다운레인지 꼭대기에 착륙을 시도합니다. Blue Origin CEO Dave Limp는 X 게시물에서 부스터가 NG-1에 착륙하는 것은 "보너스"로 간주되지만 부스터가 NG-2에 착륙하는 것이 주요 임무 목표라고 설명했습니다. 이 임무를 지원하는 부스터는 Never Tell Me The Odds라는 별명을 가진 GS1-SN002입니다.

New Glenn의 페어링과 ESCAPADE는 NG-2보다 먼저 통합됩니다. (제공: 블루 오리진)

발사 당일 GS2 LH2 로드는 T-04:30:00 시간에 시작되었으며 두 단계의 LOX 로드는 T-04:00:00 시간에 시작되었습니다. CH4는 T-03:30:00에 GS1에 적재되기 시작했습니다. 추진제 적재는 발사될 때까지 다음 몇 시간 동안 계속되었습니다.

T-20:00분에 기상 조건이 발사에 유리한지 확인하기 위해 기상 점검이 수행되었습니다. 그런 다음 T-10:00분에 최종 "가기/가지 않음" 여론조사가 실시되었습니다. 아무런 문제가 발생하지 않았고 발사 책임자는 발사를 "시작"하여 New Glenn이 T-04:00분에 터미널 수를 입력할 수 있도록 했습니다.

New Glenn의 추진제 탱크는 T-02:30분에 비행 압력으로 가압되었고 차량은 T-01:30분에 내부 전원으로 전환되었습니다. T-20초에 LC-36의 홍수 시스템이 발사대 위에 물을 붓기 시작했고 New Glenn의 자동 조종 장치가 활성화되었습니다. T-5초에 GS1의 7개의 BE-4 엔진에 점화가 발생했습니다.

마침내 T0에서 New Glenn은 LC-36에서 두 번째로 이륙하여 화성으로 ESCAPADE를 발사했습니다. 뉴 글렌은 플로리다에서 정동쪽으로 날아갔습니다.

첫 번째 단계 상승 중에 New Glenn은 T+01:35분에 최대 공기역학적 압력(Max-Q) 또는 상승 중 공기역학적 힘이 가장 큰 순간을 경험했습니다. 약 T+03:05분에 주 엔진 차단(MECO)이 발생했고, T+03:09분에 스테이지 분리가 발생했으며 T+03:17분에 두 대의 GS2 BE-3U가 점화되었습니다. 페어링 버림은 T+03:50분에 발생했습니다.

두 번째 단계는 ESCAPADE를 궤도에 계속 비행하는 동안 첫 번째 단계는 착륙을 준비했습니다. T+06:48분에 GS1은 착륙 전에 속도를 줄이기 위해 재진입 연소를 수행했습니다. GS1의 착륙 연소는 1분 이상 지난 T+08:27분에 시작되었고, T+09:09분에 Jacklyn의 갑판에 성공적으로 착륙했습니다. Never Tell Me The Odds가 Jacklyn 꼭대기에 성공적으로 착륙하면서 New Glenn은 SpaceX의 Falcon 9 및 Falcon Heavy에 이어 역사상 세 번째로 부분적으로 재사용 가능한 궤도 로켓 시스템이 되었습니다.

GS1이 착륙하는 동안 GS2와 ESCAPADE는 계속해서 우주로 비행했습니다. 두 번의 두 번째 엔진 차단(SECO) 중 첫 번째인 SECO-1은 T+12:53분에 발생했습니다. GS2는 T+25:00분에 두 번째 연소를 위해 엔진을 재점화했고, SECO-2는 T+26:44분에 발생했습니다.

마지막으로, 공칭 궤도 삽입이 확인되면 ESCAPADE Blue는 T+33:18분에 배치되고 ESCAPADE Gold는 30초 후 T+33:48분에 배치됩니다. 두 개의 ESCAPADE 우주선이 L2로 여행을 시작하는 동안 Viasat InRange 시연은 T+38:48분에 시작하여 NG-01 임무가 공식적으로 종료되는 T+41:54:2 시간까지 지속됩니다.

(리드 이미지: New Glenn은 NG-2에서 ESCAPADE를 시작합니다. 크레딧: NSF의 Sawyer Rosenstein)

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