스페이스 클럽 재사용 가능한 메탄 연료 프로메테우스 로켓 엔진에 대한 유럽 최초의 고온 화재 테스트

[우주센터]

2023년 6월 22일 프랑스 버농에 있는 테스트 스탠드에서 재사용 가능한 유럽 프로메테우스 엔진의 프로토타입이 활기를 띠고 있습니다. 이미지: ArianeGroup.
유럽은 프랑스 Vernon에 있는 ArianeGroup 현장에서 Themis 1단계 시연기에 통합된 상태에서 12초 동안 연소되는 재사용 가능한 Prometheus 로켓의 첫 번째 고온 발사 테스트를 성공적으로 완료했습니다.

Prometheus와 Themis는 2030년대에 서비스를 시작하기 위해 재사용 가능한 로켓 함대를 개발하는 데 중점을 둔 새로운 'Ariane Next' 유럽 발사 프로그램의 구성 요소입니다.

이 프로그램은 유럽 우주국(ESA)과 프랑스 우주국(CNES)이 ArianeGroup을 주요 계약자로 하는 공동 노력입니다.

100톤 추력의 프로메테우스 모터는 산소와 메탄으로 구동되지만 ArianeGroup의 환경 노력에 맞추기 위해 2023년 6월 22일 첫 번째 고온 화재 테스트에는 바이오 메탄 연료가 포함되었습니다.

ESA의 미래 우주 운송 시스템 책임자인 Jérôme Breteau는 "우리의 발사는 작동 지점과 기간 달성 측면에서 모든 테스트 목표를 가진 작동 제품으로의 여정에서 중요한 이정표였습니다."라고 말했습니다.

“엔진을 개선하고 완성하기 위한 추가 활동이 계획되어 있습니다. 예를 들어 엔진 구성에 노즐 확장이 포함되지 않았고 병렬로 개발 중인 일부 연소 요소 제조 기술이 아직 완료되지 않았습니다.”라고 덧붙였습니다.

Ariane Next는 Ariane 5, Ariane 6 및 Vega를 넘어 재사용 가능한 발사체를 개발하려는 유럽의 야망의 빌딩 블록을 형성하며, Prometheus 및 Themis는 개발 및 테스트할 첫 번째 구성 요소입니다.

12초 동안 발사되는 메탄 연료 프로메테우스 엔진의 클로즈업 뷰. 이미지: ArianeGroup.
Prometheus와 Ariane 5에 동력을 공급하는 산소 및 수소 동력 Vulcain 엔진과 Ariane 6에 동력을 공급할 Vulcain 2.1의 주요 차이점은 Prometheus가 산소와 메탄을 태울 것이라는 점입니다.

산소와 비슷한 온도에서 액체인 후자는 수소보다 저렴하고 취급하기 쉬운 옵션으로 간주됩니다.

CNES에 따르면 새 엔진은 최대 5회까지 재사용이 가능하며 최대 100톤의 가변 추력을 전달할 수 있습니다.

진공 상태에서 130톤을 운반하는 Vulcain 2.1보다 낮은 추력을 제공하지만 메탄 연료 성분은 수소보다 6배 더 밀도가 높으며 회수하기 쉬운 더 '소형' 로켓 단계를 가능하게 합니다.

Prometheus의 재점화 가능한 베이스라인 디자인은 코어, 부스터 및 상위 단계 애플리케이션에 적합합니다. 또한 Vulcain 2.1 개선의 선구자 역할을 할 수도 있습니다.

CNES에 따르면 Prometheus는 새로운 아키텍처, 3D 프린팅의 광범위한 사용 및 연간 50개의 엔진 생산 속도 덕분에 단위 비용이 백만 유로인 Vulcain 엔진과 관련하여 생산 비용을 10배 줄임으로써 상당한 경제성을 제공할 것입니다. .

Prometheus 엔진 테스트는 독일 Lampoldshausen에 있는 독일 항공우주 센터(DLR) 테스트 벤치에서 올해 말까지 계속될 예정입니다.

테스트 일정 후반에 결합된 Prometheus 엔진과 Themis 스테이지는 비행 및 착륙 기능을 확인하기 위해 지상에서 몇 미터를 들어 올리는 일련의 '홉 테스트'를 시도합니다.

Prometheus는 프랑스 Vernon에 있는 ArianeGroup 현장에서 Themis 1단계 시연기에 부착된 화재를 발사합니다. 이미지: ArianeGroup.
ESA는 2020년 12월 ArianeGroup과 3,300만 유로의 계약에 따라 Themis 재사용 가능 로켓 스테이지를 개발하기 시작했으며, "민첩하고 비용 중심적인" 접근 방식을 통해 개발 주기 초기에 테스트를 완료하는 것이 목표라고 말합니다.

ESA에 따르면 'Themis 초기 단계'는 2020년부터 2025년까지의 프로젝트 타임라인을 따르지만 Themis는 2021년 12월에 탱킹 테스트를 완료했지만 최신 핫 파이어 테스트는 계획된 일정보다 약간 뒤쳐졌습니다.

Themis의 다음 테스트 캠페인은 스웨덴에서 진행되며 SALTO(재사용 가능한 전략적 우주 발사기 기술 및 운영)라는 유럽 연합(EU) Horizon Europe 프로그램의 일부가 될 것입니다.

ArianeGroup은 2022년 7월 EU에서 프로메테우스에 이어 재사용 가능한 엔진을 개발 및 생산하도록 설계된 SALTO 프로젝트와 ENLIGHTEN(저비용, 혁신 및 친환경 고추력 엔진을 위한 유럽 iNitiative) 프로젝트를 감독하도록 선정되었습니다.

ESA는 로켓 단계의 재사용성을 발사 산업의 환경적 영향을 줄이는 핵심 방법으로 보고 있으며, Ariane Next 차량이 서비스를 시작하기까지는 아직 거의 10년이 남아 있지만 이 기술은 유럽에 재사용 가능한 옵션에 대한 경쟁 우위를 제공할 것으로 예상됩니다. 

스페이스 클럽(Space Club)