스페이스 클럽 중국, 신형 발사체 공개, 궤도 정비 시험 및 향후 심우주 임무 개요

[발사통제동]

CAS 스페이스와 스페이스 파이오니어는 며칠 사이에 새로운 중국 상업용 발사체를 데뷔했으며, 앞으로도 추가 발사가 예정되어 있다. 한편, 중국은 우주 연료 보급을 위해 설계된 로봇 팔의 첫 상업 시연을 실시했고, 소행성 유도 시험과 유인 달 착륙 프로그램의 최신 세부 사항을 포함한 향후 심우주 임무 계획을 제시했다.

최근 발사 및 차량 개발

3월 동안 중국에서 8회의 발사가 이루어졌으며, 마지막 발사에서는 3월 30일 CAS 스페이스의 리젠-2(또는 키네티카-2)가 많은 기대를 모았던 데뷔가 이루어졌다. 이는 앞으로 몇 주간 상업 공급자의 신설계 첫 발사 중 첫 번째였다.

이 3코어 중형 발사체는 청저우 화물 우주선 프로토타입을 첫 비행으로 실었으며, 2024년에 천궁 우주정거장에 상업적으로 공급하기 위해 계약된 두 대의 신형 우주선 중 하나다. 이번 임무에서 신정청 02(신3월 02)로 지정된 칭저우는 경량이고 저비용의 솔루션으로, 현재 우주정거장에 공급되는 더 큰 톈저우 우주선을 보완할 것이다.

청주 시제품(왼쪽)과 톈궁에 접근하는 우주선의 렌더링(오른쪽). (출처: CAS 스페이스)

칭저우는 최대 2톤의 화물을 운반할 예정이며, 첫 운용 비행 모델은 2026년 마지막 분기에 정거장에 도킹할 예정이다. 프로토타입은 200km에서 600km 사이의 다양한 궤도 고도에서 일련의 실험과 검증 시험을 수행할 것이다. 리젠-2의 성공적인 첫 임무는 또한 두 개의 추가 위성을 극궤도에 진입시켰다.

리지안-2는 높이 53m이며, 직경 3.35m의 공통 부스터 코어 구조를 기반으로 설계되었다. 이 우주선은 0, 2, 4 부스터 구성으로 비행할 수 있어 2톤에서 20톤을 저지구 궤도에 전달할 수 있다. 곧 출시될 키나스트라-1 킥 단계는 정지궤도 진입 고에너지 임무를 지원할 것이다.

CAS 스페이스는 곧 저장성에 위치한 슈퍼팩토리에서 연간 12기의 리젠-2 로켓 생산이 가능한 곳에서 운영을 시작할 예정이다. 이 회사는 이번 달 액체 등유와 산소를 연소하는 새로운 리칭-2(또는 키네코어-2) 엔진을 시험하고 있다. 이 재사용 가능한 엔진은 정밀한 착륙 연소를 지원하기 위해 광범위한 스로틀링 기능을 제공하며, 이후 리젠-2 1단에 사용 중인 기존 YF-102 엔진을 대체할 예정이다. 회사는 2028년부터 재사용 도입 시 세 코어를 함께 추진 착륙할 계획이다.

3월 30일 주취안에서 발사된 후 비행 중인 리지안-2(키네티카-2). (출처: CAS 스페이스)

스페이스 파이오니어의 톈롱-3의 첫 비행은 1월부터 예정되어 있었으며, 마침내 4월 3일에 비행했다. 발사는 한 주 동안 점차 지연되었으며, 처음에는 리젠-2 발사와 충돌 완화가 이루어졌고, 2일에서는 형제인 톈롱-2가 첫 비행이자 유일한 비행을 한 지 정확히 2년이 되는 날에 발사될 예정이었다. 톈롱-3는 상승 중 이상 현상을 겪어 궤도에 진입하지 못했으며, 스페이스 파이오니어는 아직 자세한 내용을 제공하지 않았다.

많은 신형 차량 디자인이 Falcon 9의 상징이 된 그리드 핀과 착륙 다리를 특징으로 하지만, 이 발사체는 크기와 외관 모두에서 SpaceX의 주력 기체와 가장 가깝습니다.

높이 약 71m, 직경 3.8m에 달하는 톈롱-3는 약간 더 크고 무게도 다소 더 무겁으며, 무게는 거의 600톤에 달한다. 톈후오-12 엔진 9기로 구동되는 톈롱-3 사양은 팔콘 9보다 약간 낮지만 비교할 만한 궤도 탑재량을 제공하며, 재사용성과 빠른 발사 속도를 통한 비용 절감을 목표로 한다. 이 발사체는 지난해 말부터 주취안 위성 발사센터에서 시험을 받고 있었다.

2025년 11월 발사대에 있는 톈롱-3 수직 비행기. (출처: 스페이스 파이오니어)

이후 임무에서는 스페이스세일의 천판 위성 인터넷 별자리를 위한 18기의 위성을 운반할 예정입니다. 네트워크는 거의 6개월 동안 발사가 없었으나, 4월 7일 창정 8호가 또 다른 18개의 위성을 발사해 궤도 총 126개를 만들었다. 스페이스 파이오니어와 랜드스페이스 모두 이와 같은 스택 위성의 위성 발사 메커니즘을 시험해 왔으며, 두 회사 모두 지난해 8월 상하이 스페이스세일과 계약을 맺어 3월 말까지 최소 한 배치를 궤도에 올려놓았다.

참고

• 중국 우주비행 포럼
• NSF 스토어
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딥 블루 에어로스페이스는 또한 9기의 레이팅-R(또는 썬더-R) 엔진으로 구동되는 재사용 가능한 싱윈-1(네뷸라-1)을 준비 중이며, 각 엔진은 해수면에서 20톤의 추력을 발휘한다. 이들은 주로 3D 프린팅으로 액체 산소와 로켓급 등유를 연소합니다. 이 발사체는 3월 초부터 연리섬 해양 발사장 발사대에 수직으로 고정되어 있다. 데뷔 시 준궤도 비행 궤도를 취해 해상에서 통제된 수직 착륙을 시도할 것으로 예상됩니다.

동방우주항은 이번 달 동방헝위안 지휘함이 회수 작업을 지원하기 위해 성공적으로 발사되었으며, 회수 플랫폼이 향후 해상에서 액체 로켓 회수를 지원할 준비가 되었다고 발표했다. 하지만 이 데뷔 차량은 그리드 핀은 있지만 이번 비행에는 착륙 다리가 없습니다.

첫 번째 싱윈-1(성운-1)이 발사 준비가 완료되었습니다. (출처: 딥 블루 에어로스페이스)

3월 12일, 창정 8A(CZ-8A)가 한 달간 중국 발사가 중단되던 중 문창 우주 발사장에서 20번째 궈왕 위성 그룹을 배치하며 중단되었다. 4월 8일에는 또 다른 임무에서 5개의 위성이 추가로 실려 있어, 이 국가 지원 인터넷 별자리는 현재 168개의 위성을 궤도에 올려놓았고, 올해 310개에 도달해 2028년부터는 연간 3,600개로 증가할 계획이다. CZ-8A가 첫 비행을 한 지 1년이 조금 넘었습니다. CZ-8 시리즈는 발사 주기를 높이며 연말까지 13회 더 비행할 예정입니다.

로봇 팔 시연

중국의 상업 우주 서비스 제공업체인 서스테인 스페이스는 궁극적으로 연료 보급에 사용될 유연한 로봇 팔에 대한 첫 번째 시험 시리즈를 완료했습니다.

이 시험은 3월 16일부터 궤도에 올라 있는 시위안-0 위성의 표적을 이용해 팔을 포트 방향으로 조종하는 것이었습니다. 이 우주선은 주취안 위성 발사 센터에서 Yuxing-3-06이라는 이름으로 발사되었으며, 다섯 번째 쾌주-11에 탑재된 8개의 탑재체 중 하나였다. 후난과학기술대학교와 함께 개발된 이 경로 탐사기는 같은 우주선 내 포트와의 자율 도킹 방식을 시연하기 위해 시작되었습니다.

시위안-0에서 로봇 팔 테스트 중. (출처: Sustain Space)

유연한 할로우 암은 후방에 장착된 변속 시스템에 의해 구동됩니다. 시험 중 팔은 목표 포트로 이동해 안전한 수축 동작을 시연하기 전까지 그 위치를 유지했습니다. 팀은 또한 실시간 비디오 피드를 사용해 팔을 수동으로 제어했습니다.

2025년 말, 국영 상하이 우주비행기술연구원은 정지궤도에서 스지안-25와 스지안-21 우주선 간 원격 근접 작업(RPO)을 실시하며 스지안-21에 연료를 보급했다. 두 함정은 1월에 헤어졌다. Sustain Space의 이번 달 시연은 이 분야에 진입하는 상업 기업을 조명합니다. 회사는 향후 이 설계를 연료 보급 프로토타입으로 발전시킬 계획이며, 수년간 목표 위성과 맞붙기 위한 다양한 접근법을 개발해 왔습니다.

회사 이름에서 알 수 있듯이, Sustain Space는 궤도 내 정비와 차량 수명 종료 관리를 통한 수명 연장에 중점을 두고 있습니다. 두 번째 기술 시연으로, 시위안-0은 완전 전개 시 직경 2.5m의 팽창식 '항력 증가 구체'를 탑재하고 있다. 모든 시험이 완료되면 이 장치는 우주선의 대기 항력을 증가시켜 시위안-0의 궤도 이탈 및 폐기 기간을 수십 년에서 1년 미만으로 단축할 것이다.

두 번째 신주 21호 우주유영 중 장루가 로봇 팔을 조작하는 우주비행사 시점. (출처: CCTV)

이번 달에는 다른 종류의 로봇 팔이 사용되었는데, 3월 16일 우주비행사 장루와 우페이가 톈궁 우주정거장을 떠나 정기 점검과 추가 잔해 보호 작업을 진행했다. 이 우주유영은 약 7시간 동안 진행되었으며, 신저우-21 승무원의 두 번째 우주유영(EVA)이었으며, 승무원은 현재 거의 150일간 궤도에 머물렀습니다. 이 우주유영은 장루와 첸둥이 여러 임무에서 6회의 우주유영을 기록하는 기록을 세웠다.

소행성 편향 시험

중국은 첫 번째 소행성 유도 시험을 계획 중이며, 2027년 말 발사를 목표로 하고 있다. 이 임무는 최근 베이징에서 열린 두 차례 회의에서 논의된 여러 회의 중 하나로, 정부는 정기적인 "5개년 계획"을 포함한 전략적 로드맵을 제시했다.

2026년부터 2030년까지 적용되는 최신 계획은 15번째로, 달을 넘어 헬리오스피어를 탐사하는 임무를 바라보고 있으며, 목성을 중력 보조 임무로 활용해 성간 공간에 도달할 가능성을 보입니다. 세션에서는 또한 NASA와 ESA와의 태양계 탐사 격차를 해소하기 위한 광범위한 노력의 일환으로 해왕성으로의 또 다른 심우주 임무에 대해 논의했습니다.

소행성 2016 WP8과 지구와의 궤도 관계. (출처: NASA JPL 태양계 역학)

이 첫 행성 방어 임무의 목표 소행성은 시작 이후 변경되었으며, 최근에는 2019 VL5에서 2015 XF261로 변경되었습니다. 이 임무는 현재 2027년 12월 창창에서 창정 3B를 타고 발사될 예정이며, 2016 WP8 우주선과 도킹할 예정이다. 이 소행성은 궤도를 13.3도 경사로 통과하며 약 40m 크기로 추정된다.

관측선은 2029년 초 목표에 도착하기 전 금성을 근접 비행하며, 충돌선이 초당 약 10km의 속도로 소행성에 충돌하는 모습을 관찰할 예정입니다. 이 영향은 2022년 NASA의 이중 소행성 재지향 시험(DART) 임무의 6.6 km/초 충돌 속도보다 더 클 것입니다. NASA는 이후 달 디모르포스의 궤도를 33분 늦췄을 뿐만 아니라, 모행성 디디모스의 상호 궤도를 약간 변화시켜 시스템의 질량 중심과 궤도 역학을 측정 가능하게 이동시켰음을 입증했습니다.

중국의 운동 충격 임무 설계는 아직 개발 중이며, 고속 충돌을 통해 목표물의 궤도를 3에서 5센티미터 정도 변경하는 것을 목표로 한다. 이 임무는 더 작은 소행성에서 훨씬 작은 변화를 목표로 하며, 올여름 목표인 2016HO3/469219 카모오알레와에 도달할 톈원-2 소행성 샘플 반환 임무의 데이터도 참고할 것입니다.

https://youtu.be/D8C0p9OVjx0?si=3sB6p_A0SIOF6_g3

란월 달 착륙선

중국이 10년 말까지 달에 발을 디디겠다는 야망을 향해 나아가면서, 중국 우주과학기술지 저널에 발표된 논문들에서 유인 란월('달을 포옹하라') 착륙선에 관한 추가 정보가 공개되었다.

문서들은 달 착륙과 발사가 유인 달 탐사 임무에서 가장 위험하고 도전적인 단계 중 하나임을 강조합니다. 그들은 다양한 비상 중단 시나리오와 중복 사항을 분석하며, 우주비행사의 안전을 최우선으로 삼습니다. 지금까지 전 세계에서 시도된 40+건의 달 착륙 임무 중 주요 실패 원인으로는 추진 시스템 문제(예: 일본의 SLIM 착륙선 착륙 중 한 엔진 출력 상실)와 제어 및 항법 문제(예: 인도의 찬드라얀-2)가 있다.

약 26톤급 란월 시스템의 설계는 과거 임무에서 얻은 교훈을 얻어 단일 모듈 설계에 비해 효율을 높이고 전체 추진제 필요량을 줄인 2모듈 아키텍처를 채택했다. 란월은 추진 모듈과 착륙선 모듈로 구성되어 있습니다.

란월 착륙선 전체 스택(왼쪽)과 2025년 8월 상승 및 착륙 시험 중 착륙선(오른쪽). (출처: 중국 우주과학기술/CCTV)

추진 모듈은 단일 YF-58-1 엔진으로 구동되며, 모노메틸하이드라진(MMH)과 사산화질소(N2O4)를 연소하며, 달 초계 주입 보정, 달 궤도 진입, 그리고 달 궤도에서의 초기 동력 하강을 처리합니다.

최종 하강 및 착륙 단계에서는 착륙선 모듈이 4개의 가변 추력 YF-36 엔진을 사용해 동일한 추진제를 연소합니다. 이 엔진들은 이후 달 표면에서 상승하여 달 궤도에서 멍저우 우주선과 랑데부를 수행합니다. 네 개의 YF-36 엔진은 착륙선 주 구조를 중심으로 원형 배치되어 무게중심을 낮추고 착륙 안정성을 향상시킵니다.

하강 중에는 합동 스택이 주요 감속 연소를 수행합니다. 우주선이 달 표면에서 몇 킬로미터 상공에 도달하면 추진 모듈이 분리되어 착륙선 모듈과 분리되어 최종 접근을 위한 차량의 경량을 높입니다. 버려진 추진 모듈은 착륙장에서 안전한 거리에서 달 표면에 통제된 충돌을 수행할 것으로 예상됩니다.

란월 착륙선과 탄수오 탐사차를 사용한 중국 우주비행사들의 달 표면 일러스트 (출처: CMSA)

장애물 회피 센서와 알고리즘을 활용해 란위에는 네 개의 YF-36 엔진을 사용해 정밀한 제동을 하고, 잔여 수평 속도를 상쇄하며, 선택한 착륙지점 근처에 호버링하여 약 초당 1미터의 수직 속도를 목표로 부드럽게 착륙할 예정입니다. 네 대의 YF-36 엔진 중 하나가 하강 또는 상승 중에 고장 나면, 반대쪽 엔진도 추력 대칭을 유지하기 위해 정지됩니다. 이로 인해 차량은 낮은 추력 수준으로 계속 진행할 수 있어 느리지만 통제된 하강 또는 상승이 가능합니다.

주요 이미지: 리지안-2(키네티카-2)가 3월 30일 주취안에서 발사 – 출처: CAS 스페이스

스페이스 클럽(Space Club)