[항공우주] 로켓의 구조

[Daedalus-돌쇠]

에...오늘은 로켓의 구조에 대해 써볼까 합니다.
흔히 생각하는 로켓은 원뿔모양의 지붕에 원통 하나, 로켓엔진을 연결시킨 모습인데요..^^;;
로켓은 단순하지 않습니다.
일단 크게 세 구조로 나뉘어 있는데요.
그 세 구조는 페이로드/연료/로켓 엔진입니다.

 

1.페이로드(Payload)

원래의 뜻은 항공기나 배에 화물(돈이 되는..+_+물건)을얼마나 싣느냐는 뜻으로, 로켓에서는 맨 윗부분의 공간을 가리킵니다.

이 공간에 싣는 화물은 주로 인공 위성이나 부품류, 탐사선류 등등인데요. 크게 지구 궤도에 올리는 것과 지구궤도 바깥쪽에 올리는 것으로 나누어 볼 수 있습니다.

○지구 둘레 궤도를 도는 것

여기에는 유인/무인 인공위성과 우주 정류장에 운반해주는 화물 등등이 있습니다. 유인 인공위성은 또 우주 비행선과 우주 정류장으로 나누어집니다. 우주 비행선의 대표적인 예로는 구소련의 소유즈가 있으며, 우주 정류장에는 러시아의 미르, 미국의 스카이랩, 현재 지어지고 있는 ISS등이 있습니다.

○궤도 밖으로 나가는 것

여기에는 행성 탐사선과 아폴로 우주선, 달착륙선 등이 있습니다. 달착륙선의 경우에는 3단계인 새턴-5호 로켓이 받쳐주며 탐사를 하는 3명은 주로 사령선에서 생활했습니다. 행성 탐사선의 경우에는 패스파인더 호, 보이저 호 등등이 있습니다.

2.연료(Fuel)

현재 쓰이고 있는 대부분의 로켓은 액체연료-고체연료를 쓰는데요. 액체연료의 대부분은 액화수소를 사용합니다. 그 이유는 액화수소가 여러 면에서 기름보다 낫다고 평가된다는 데에 있습니다.특히 수소는 기름보다 더 열효율이 좋지요. 액화 산소도 같이 들어가는데, 이것은 산화제로 쓰입니다. 비행기에 흔히 쓰이는 터보계열 엔진은 산소를 강력한 팬으로 흡입하여 그것을 연료와 섞어혼합기를 만든 뒤 연소를 시킵니다. 그래서 그 반발력으로 추진력을 얻는 것이죠. 로켓과 다른 점이 있다면 로켓에서는 산소를 "짊어지고" 다닌다는 거죠. 우주엔 산소가 존재하지 않기 때문에 이 산화제를 예열, 기화시켜 산소 대용으로 이용합니다.

3.로켓 엔진(Rocket Engine)

로켓 엔진은 위의 연료와 밀접한 관련이 있습니다. 연료에서 설명한 대로 터보계열 엔진과는 달리산화제도 같이 짊어지고 다니기 때문에 연소하면서 나오는 열로 산화제와 연료를 기화시켜 연소시킵니다. 지구상의 대부분의 로켓 엔진은 액화 화학 연료 엔진입니다. 화력을 조절할 필요가 없는 미슬이나 우주왕복선 부스터의 경우에는 고체 연료 엔진을 씁니다. 비행기에 비해 상당한 추진력을 자랑합니다. 새턴-5호 1단계 엔진 한개의 추진력은 680톤으로, 한번에 680톤의 중량을 밀어(?)냅니다. 무시무시하지요?

*주의*

로켓이라고 불리는 부분은 정확히 연료탑재부분과 로켓 엔진 부분입니다. 페이로드는 로켓이 아니에요...^^

참고자료: 만화 사이언스 1(중앙교육연구원)