우주 발사체는 우리가 로켓이라고 부르는 종류의 일종으로 중력을 이기고 대기권을 돌파하는 데에 엄청난 추진력을 필요로 한다. 오늘은 과학의 결정체라고도 할 수 있는 우주 발사체의 원리, 종류, R-7에 대해 알아보자.
우주 발사체의 원리
우주발사체의 원리는 우주선이 지구 표면에서 이륙하여 우주로 여행할 수 있도록 하는 물리학과 공학의 법칙에 기초하고 있다. 가장 중요한 원리 중 하나는 뉴턴의 운동 제3법칙인데, 이 법칙은 모든 작용에 대해 동등하고 반대의 반응을 보인다. 이 원리는 고속으로 엔진에서 가스를 방출하여 발사체를 위로 추진하는 데 사용되며, 이는 발사체를 지상에서 들어 올리는 반대 방향의 힘을 발생시킨다. 발사체는 또한 지구를 향한 중력을 극복해야 한다. 이를 위해서는 발사체가 시속 수천 마일의 속도에 도달할 때 위쪽으로 가속할 수 있는 충분한 추력을 생성해야 한다. 이것은 엄청난 양의 에너지를 생산하는 엔진에서 많은 양의 연료를 태움으로써 달성된다. 발사체는 또한 발사체에 항력을 행사하거나 속도를 늦추거나 마찰에 의해 발생하는 열로 인해 지구의 대기를 연소시키는 방향으로 나아가야 한다. 이러한 효과를 최소화하기 위해 차량은 간소화된 형태와 내열성 소재로 설계되어 대기 중 재진입으로부터 차량을 보호한다. 마지막으로, 발사체는 다단계로 설계되어야 하며, 각각의 발사체는 팽창함에 따라 분사될 수 있으므로 무게를 줄이고 발사체가 더 높은 공간으로 올라갈수록 효율을 높일 수 있다. 전반적으로 우주발사체의 원리는 공학과 물리학의 균형을 맞춰 지구 중력과 대기권 항력의 도전을 극복하는 동시에 지구 궤도로 탈출해 진입하거나 다른 천체로 이동할 수 있는 충분한 속도와 운동량을 발생시키는 것이다.
종류
많은 종류의 우주 발사체가 개발되어 다양한 목적으로 사용되고 있다. 다음은 가장 일반적인 유형의 목록이다. 로켓은 지상에서 추진력을 발생시키고 화학반응을 이용해 이륙하는 우주발사체의 일종이다. 그것들은 궤도로 위성을 발사하고, 과학적인 연구를 수행하고, 다른 행성을 탐험하는 것을 포함한 광범위한 응용 분야에 사용된다. 미사일(missile)은 무기나 인공위성과 같은 탑재물을 특정 목표물에 전달하기 위해 설계된 우주발사체의 일종이다. 그것들은 땅, 바다, 공중 또는 우주에서 발사될 수 있고, 목표물을 정확하게 타격하기 위해 빠른 속도로 이동할 수 있습니다. 위성은 지구나 다른 천체의 궤도에 올려지는 우주 발사체의 한 종류이다. 그것들은 통신, 내비게이션, 기상 모니터링, 과학 연구를 포함한 광범위한 응용 분야에 사용된다. 탐사선은 다른 행성, 위성, 소행성, 혜성을 탐사하고 데이터를 수집하기 위해 고안된 일종의 우주 발사체이다. 그들은 일반적으로 목표물에 대한 데이터를 수집하기 위한 장비와 센서를 갖추고 있으며, 유인 또는 무인화될 수 있다. 탐사선은 다른 행성과 달의 표면을 탐사하기 위해 설계된 우주 발사체의 한 종류이다. 그들은 일반적으로 지형을 탐색하기 위한 바퀴나 트랙을 갖추고, 목표물에 대한 데이터를 수집하기 위한 도구와 센서를 갖추고 있다. 극초음속 발사체는 마하 5 이상의 속도로 이동하도록 설계된 우주 발사체의 일종이다. 그것들은 고속 운송과 미사일 방어 시스템을 포함한 다양한 군사 및 민간 용도로 개발되고 있다. 사용되는 우주 발사체의 유형은 임무의 특정 응용 프로그램과 요구 사항에 따라 달라지며, 각각 고유한 기능과 이점을 제공한다.
최초의 발사체 [R-7 세묘카]
최초의 우주 발사체는 R-7 세묘카라고 불렸는데, 소련이 설계한 로켓으로 1957년 10월 4일 세계 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 궤도에 쏘아 올렸다. R-7 세묘카는 높이 100피트 이상, 무게 28만 파운드 이상의 2단 로켓이었다. 그것은 130만 파운드 이상의 추력을 발생시키면서, 등유와 액체 산소의 혼합물을 태운 네 개의 액체 연료 로켓 엔진에 의해 구동되었다. 이 로켓은 소련 우주 프로그램의 아버지로 알려진 세르게이 코롤레프가 이끄는 기술자 팀에 의해 설계되었다. 코롤레프의 연구팀은 수년간 R-7 로켓을 연구해 왔는데, 이 로켓은 당시 로켓 기술의 중요한 도약을 상징했다. 스푸트니크 1호의 발사는 인류가 만든 물체가 처음으로 지구 궤도에 진입한 역사적 성과였다. 그것은 우주 경쟁으로 알려진 미국과 소련 사이의 우주 개발과 경쟁의 새로운 시대를 촉발시켰다. R-7 세묘카는 소련 우주 프로그램의 일꾼이 되어 우주 최초의 인간 유리 가가린과 우주 최초의 여성 발렌티나 테레시코바를 포함한 다양한 임무를 수년간 수행했다. 오늘날, R-7 세묘카의 유산은 여전히 우주 비행사들을 국제 우주 정거장으로 이동시키는 소유즈 로켓을 포함하여 많은 현대 로켓과 발사에 큰 영향을 미치고 있으며, 각종 공상 과학 영화 및 소설의 재료로 사용되며 많은 사람들의 관심 속에 살아 숨 쉬고 있다.