극저온 엔진이란?

극저온 엔진은 일반적으로 지구의 중력을 벗어나 탐사선을 우주로 보내거나 위성을 궤도로 들어 올리도록 설계된 로켓 엔진입니다. 그들은 매우 낮은 온도로 냉각되고 수소 및 산소와 같은 정상 대기압 및 온도에서 기체 상태 인 액체 연료를 사용합니다. 이 연료는 추진력을 생성하기 위해 두 가지 주요 설계 중 하나에 사용됩니다. 수소는 연료로 기화되고 산소 산화제에 의해 점화되어 표준 고온 로켓 추력을 발생 시키거나 혼합되어 엔진 노즐을 빠져 나가 추력을 발생시키는 초고온 증기를 생성합니다.

2011 년 현재 5 개 국가에서 성공적으로 테스트 된 극저온 엔진 추진 시스템을 보유하고 있습니다. 여기에는 미국, 러시아 및 중국, 프랑스 및 일본이 포함됩니다. 독일 Lampoldshausen에있는 German Aerospace Center에서 극저온 추진력을 개발하기위한 작업이 진행 중입니다. 인도는 또한 ISRO (Indian Space Research Organization)에서 생산 된 2009 년까지 극저온 로켓 설계를 현장 테스트하여 테스트 차량의 치명적인 실패를 초래했습니다.

로켓 연료의 극저온 공학은 미국 아폴로 달 임무에 의해 사용 된 토성 V 로켓의 적어도 1960 년대 디자인 이후로 주변에 있었다. 미국 우주 왕복선의 주요 엔진은 러시아와 중국의 핵 억제 수단으로 사용되는 대륙간 탄도 미사일 (ICBM)의 초기 모델과 마찬가지로 극저온 저장 연료를 사용합니다. 액체 연료 로켓은 추진력이 높고 고체 연료보다 속도가 빠르지 만 연료를 유지하기 어려우며 시간이 지남에 따라 엔진 밸브와 피팅이 열화 될 수 있으므로 빈 연료 탱크와 함께 저장됩니다. 추진제로서 극저온 연료를 사용하기 위해서는 연료의 저장 설비가 필요하여, 필요할 때 로켓 엔진 유지 탱크로 펌핑 될 수있다. 극저온 엔진으로 구동되는 미사일의 발사 시간은 몇 시간까지 지연 될 수 있고 연료 저장은 위험하기 때문에 미국은 1980 년대에 모든 고체 연료 핵 ICBM으로 전환했다.

액체 수소 및 액체 산소는 각각 -423 ° F (-253 ° C) 및 -297 ° F (-183 ° C)의 수준으로 저장됩니다. 이러한 요소는 쉽게 얻을 수 있으며 로켓 추진을위한 액체 연료의 가장 큰 에너지 변환 속도 중 하나를 제공하므로 극저온 엔진 설계를 수행하는 모든 국가에서 가장 적합한 연료가되었습니다. 또한 화학 로켓 추진에 대해 최대 450 초의 알려진 특정 임펄스 속도 중 하나를 생성합니다. 특정 임펄스는 소비 된 연료 단위당 운동량 변화의 척도입니다. 진공에서 우주 왕복선 극저온 엔진과 같이 440 개의 특정 임펄스를 생성하는 로켓은 시간당 약 9,900 마일 (시속 15,840km)의 속도를 달성 할 수 있습니다. 연장 된 기간.

극저온 엔진의 새로운 변형은 미국의 NASA (National Aeronautics and Space Administration)에서 개발 한 CECE (Common Extensible Cryogenic Engine)입니다. 일반적인 액체 산소와 수소 연료를 사용하지만 전체 엔진 자체도 과냉각됩니다. 연료는 로켓 트러스트의 형태로 5,000 ° F (2,760 ° C) 과열 증기를 생성하기 위해 혼합되며, 추력은 100 %에서 10 %의 추력 레벨에서 약간 아래로 스로틀 링 될 수 있으며, 표면과 같은 착륙 환경에서 기동 할 수 있습니다. 달. 엔진은 2006 년 말까지 성공적인 테스트를 거쳤으며 미래의 화성과 문 유인 임무에 모두 사용될 수 있습니다.