반응형
러시아 원자력 공업 회사(Rosatom) 소속 러시아 과학자들이 화성까지 가는 데 걸리는 시간을 30~60일로 단축할 수 있는 플라즈마 전기 로켓 엔진의 프로토타입을 공개했습니다. 이 획기적인 기술은 하전 입자를 초속 100km의 속도로 가속시켜, 기존의 화학 로켓에 비해 상당한 발전을 이루었으며, 더 빠른 행성 간 탐사가 가능해질 수 있게 해줍니다.
엔진 성능 지표
Rosatom이 개발한 플라즈마 전기 로켓 엔진은 기존의 추진 시스템과 차별화되는 인상적인 사양을 자랑합니다.
- 추력: 약 6N, 부드러운 가속과 감속을 제공하여 우주 비행사 안전을 향상시킵니다.
- 입자 속도: 하전 입자를 100km/s의 속도로 가속하여, 약 4.5km/s의 기존 로켓의 최대 속도를 크게 초과합니다.
- 추진제: 수소를 연료로 사용하며, 플라즈마 상태로 이온화됩니다.
- 작동 방식: 펄스-사이클릭 방식으로 평균 300kW의 출력을 달성합니다.
- 자기 구속: 고전압 자기장을 이용하여 하전 입자를 추진 및 유도합니다.
플라즈마 전기 로켓의 작동 원리
로사톰 과학자들이 개발한 플라즈마 전기 로켓 엔진은 플라즈마 물리학과 전자기 가속의 진보된 원리를 바탕으로 작동합니다.
- 이온화: 수소 연료는 전파 또는 다른 이온화 방법을 사용하여 플라즈마 상태로 이온화됩니다.
- 자기 구속: 플라즈마는 엔진 내부의 강한 자기장에 의해 억제되고 유도됩니다.
- 가속: 플라즈마 내의 하전 입자는 전자기력을 이용하여 최대 100km/s의 매우 빠른 속도로 가속됩니다.
- 추력 생성: 가속된 플라즈마의 고속 분사는 추력을 발생시켜 우주선을 앞으로 추진합니다.
- 펄스 주기적 작동: 엔진은 짧고 강력한 펄스로 작동하여 300킬로와트의 높은 평균 출력을 유지합니다.
기존의 화학 로켓에 비해 장점
- 더 높은 특정 추력: 플라즈마 엔진은 약 450초인 화학 로켓에 비해 12,000초 이상의 특정 추력을 달성할 수 있습니다.
- 여행 시간 단축: 기존 6~9개월 걸리는 화성 여행을 30~60일로 단축 가능.
- 연료 효율성: 기존 화학 로켓보다 10배 이상의 연료 절감 효과.
플라즈마 엔진은 우주 공간에서 효과적으로 작동하지만, 추진력이 약해 지구 표면에서 발사하는 데 적합하지 않습니다. 따라서 향후 우주 임무는 초기 발사에는 화학 로켓을 사용하고, 행성 간 이동에는 플라즈마 엔진을 결합하여 두 기술의 장점을 활용하는 것이 이상적입니다.
개발 및 테스트 일정
러시아의 플라즈마 엔진 개발은 체계적인 일정에 따라 진행되고 있으며, 향후 몇 년 동안 주요 이정표가 설정되어 있습니다.
- 2024년: 프로토타입 개발 완료 및 개념 증명 실험 진행.
- 2025~2028년: 우주 환경을 모의 실험할 수 있도록 설계된 진공 챔버에서 광범위한 테스트 진행.
- 2030년: 비행 준비 완료된 플라즈마 엔진 모델 개발 및 실제 우주 임무 적용.