우주 발사체

2021년 우주 발사체는 8개국에서 총 145회가 발사되었으며, 1,730개의 페이로드가 배치되었고 매 발사마다 평균 11.9개의 탑재물(payload)이 날아갔다. 카르만 라인까지 도달한 우주 여행자도 22명이나 기록되었다.
우주 발사체(launch vehicle)는 인공위성이나 우주선을 우주로 보내기 위한 운반 수단으로 탑재물(payload)을 지구 표면으로부터 우주 공간으로 옮기는 데 사용되는 수단(로켓)을 말한다. 이러한 발사 시스템에는 발사체, 발사대와 같은 시설물들이 포함되어 있다. 또한, 발사체인 로켓은 자동차나 항공기, 함정 등의 엔진과는 다르게 우주 진공상태에서 추력이 필요하기 때문에 연료와 산화제를 모두 가지고 있는 추진제로 비행해야 하는 특징이 있다.
우주 발사체를 측정하는 주요 지표는 크게 델타브이(Delta-V, ΔV, dV), 비추력(Specific Impulse(Isp)), 추력(Thrust)으로 측정할 수 있다. 먼저, 델타브이는 속도(Velocity)의 변화량(Delta)을 말하며, 단위는 m/sec이다. 다음으로 비추력은 단위 중량(kg)의 연료를 1초(sec) 연소하였을 때 얻을 수 있는 추진력으로 단위는 초(s)이다. 마지막으로 엔진 연소 시 발생하는 힘의 반작용으로 비행물체를 진행 방향으로 밀고 나아가는 힘인 추력(Thrust)은 자동차 엔진의 마력과 같은 것으로 단위는 뉴턴(N)이다.
우주 발사체의 모양은 일반적으로 2단, 3단을 연결한 형태로 구성되어 있다. 이러한 단은 자체가 엔진이 되는 추진제를 가지는 독립적인 로켓을 말하는 것으로, 단의 배치에 따라 우주 발사체의 모양이 달라진다. 대부분의 우주 발사체에 사용되는 단 연결 모양은 큰 로켓 위에 작은 로켓을 올려져 있는 형태로 아랫단인 1단이 가장 크고 그 위의 2단 혹은 3단의 크기가 작아지는 형식이다.
우주 발사체의 로켓엔진은 추진제의 종류에 따라 고체추진제와 액체추진제로 구분되며, 우주 발사체 추진기관은 높은 효율성과 재점화 등을 요구하기 때문에 주로 액체엔진이 많이 사용된다. 추진제는 연소를 통해 에너지를 만들어 내는 연료와 연소 시에 산소를 공급하는 산화제로 구성되어 있다. 액체엔진은 고체엔진에 비해 복잡한 구조를 가지고 비용이 비싸지만, 추력 조절이 가능하고 추진제를 별도의 탱크에 저장하기 때문에 연소 시간을 연장할 수 있는 장점이 있다.
우주 발사체 기술의 선두는 단연 미국이다. 민간기업인 SpaceX, ULA(United Launch Alliance), 블루 오리진(Blue Origin) 등이 정부의 지원을 받아 민간분야의 빠른 기술 발전 능력을 이용하여 발사체 재사용 등으로 저비용 발사체를 개발하고 있다. 
미국의 SpaceX는 일론 머스크에 의해 설립된 우주 회사로 초기 개발 단계에서는 NASA의 지원 아래 많은 발사 기회를 얻었기 때문에 계속된 발사 시험과 착륙 시험을 거치면서 안정적인 발사체를 개발할 수 있었다. 초기 Falcon9을 개발할 당시부터 NASA는 드래곤 탑재체를 통해 국제우주정거장(ISS: International Space Station)에 화물을 공급하는 COTS(Commercial Off-the-Shelf) 임무 및 CRS(Commercial Resupply Service) 임무를 SpaceX와 계약하였고, 이를 통해서 SpaceX는 고가의 위성을 쏘는 대신 상대적으로 저렴한 탑재체를 발사하여 위험도를 낮출 수 있었다. 이러한 발사 경험은 SpaceX가 상업 발사 시장에서 우위를 차지할 수 있는 기반이 되었다.
발사체 발사 후 지상 또는 해상에서 1단을 회수하여 재사용하는 기술을 보유하여 발사 비용을 절감하고 있다. SpaceX가 개발한 재사용발사체 회수 기술로는 속도 감소에 사용되는 그리드 핀과 초음속 역추진 기술, 착륙 시 활용되는 랜딩 기어 등이 알려져 있다.
강동수, 북한 우주기술 현황 조사, 2022.

우주발사체 발사 기지

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북한의 발사체(탄도미사일) 개발 현황

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