우주 발사를 위한 새로운 도약: ULA의 벌컨 로켓과 USSF-106 임무

미국 정부의 국가 안보 페이로드를 발사하기 위해 인증된 이후, 유나이티드 론치 얼라이언스(ULA)는 이제 벌컨 로켓을 사용하는 임무를 수행할 준비가 되어 있습니다.

202피트 높이(61m)의 이 로켓은 미 항공우주군(USSF)-106이라는 집합적으로 지칭되는 임무에서 두 개의 위성을 발사합니다.

이 이중 단계 로켓은 케이프 카너베랄 우주군 기지의 발사대에서 동쪽으로 발사되는 궤도로 비행할 예정입니다.

ULA의 정부 및 상업 프로그램 부사장인 게리 웬츠는 발사 전 화상 회의에서 “이 임무는 직접적으로 정지 궤도로 향하는 것이며, 우리의 가장 긴 임무 중 하나가 될 것”이라고 언급했습니다.

“이 임무는 항공 우주군을 위한 GEO로 직접 삽입하도록 설계되었습니다. 이것은 국가 안보 우주를 위한 우리의 101번째 임무입니다. 우리가 자국의 주요 위성을 궤도로 발사할 수 있는 것에 자부심을 느낍니다.”

ULA는 월요일에 로켓을 정부 수직 통합 시설(VIF-G)에서 약 0.5킬로미터를 이동하여 발사대인 스페이스 론치 복합 단지 41에 배치했습니다.

이 이동은 첫 번째 움직임부터 발사대에 안정적으로 도착하기까지 약 한 시간을 소요했습니다.

스페이스 플라이트 나우는 예정된 발사 시간인 7:59 p.m. EDT(2359 UTC) 약 1.5시간 전부터 이 임무에 대한 실시간 중계 방송을 제공합니다.

이 라이브 스트리밍은 에리안스페이스의 아리안 6 로켓의 카운트다운 및 발사에 대한 중계도 포함될 예정입니다.

45번째 기상대는 발사 창 동안 80%의 좋은 날씨 확률을 예보했으며, 상승 구름과 태양 활동이 두 가지 주요 영향을 미칠 것으로 예상하고 있습니다.

이번 임무는 2025년 ULA의 세 번째 발사로, 이전 두 개는 아마존의 프로젝트 쿠이퍼 위성군을 위한 아틀라스 5 로켓으로 54개의 위성을 발사했습니다.

국가 안보 우주 발사로의 복귀

USSF-106 임무의 발사는 원래 몇 년 전에 발사될 예정이었지만, ULA가 항공 우주군과 국가 정찰국(NRO)을 위한 국가 안보 우주 발사(NSSL) 프로그램의 일환으로 다시 유료 발사 임무를 시작함을 의미합니다.

ULA의 마지막 국가 안보 우주 발사는 아틀라스 5 로켓을 이용한 USSF-51 임무로, 2024년 7월 30일에 발사되었습니다.

10년 전, 러시아의 우크라이나 침공 이후 미국의 발사 제공업체들은 러시아제 엔진과의 관계를 끊고 미국에서 제작한 하드웨어로 전환해야 했습니다.

이로 인해 ULA는 벌컨 로켓을 개발하는 길에 들어섰고, 노스롭 그루먼도 안타레스 230+ 로켓에서 전환하게 되었습니다.

수년간의 개발과 두 번의 인증 비행을 거쳐, ULA의 벌컨 로켓은 NSSL 페이로드를 발사할 수 있도록 인증을 받았습니다.

콜. 제임스 호른은 “우리는 오늘 여기에 있게 되어 매우 기쁩니다. 프로그램 역사에서 역사적인 시점이라고 생각합니다.

이번 발사를 통해 우리는 러시아제 엔진에 대한 의존을 공식적으로 끝내며, 우리는 두 개의 독립적인 로켓 서비스 회사를 통해 우리의 우주 접근성을 유지하고 있습니다”라고 말했습니다.

벌컨 로켓의 비행 인증은 간단한 과정이 아니었습니다.

2024년 10월 두 번째 인증 비행 중 한 노스롭 그루먼 제작 고체 로켓 모터의 노즐에 문제가 발생하여 NSSL 임무 발사를 시작하는 데 월간 지연이 발생했습니다.

호른은 “우리는 ULA 및 노스롭 그루먼 팀과 긴밀히 협력하여 이와 같은 상황에서 항상 하는 방식으로 작업했습니다.

우리는 몇 차례의 전체 규모 정적 시험과 광범위한 하위 규모 분석 및 모델링을 진행하여 안전한 비행을 위해 준비했습니다”라고 설명했습니다.

“그래서 우리는 3월에 차량 설계를 인증하고, 그런 다음 임무별 위험 분석을 진행하여 발사를 준비했습니다.”

그는 또한 항공 우주군이 벌컨 로켓을 구동하는 두 개의 블루 오리진 제작 BE-4 엔진과 같은 여러 다른 측면을 주의 깊게 살펴보았다고 덧붙였습니다.

“Cert-2에서 훌륭한 데이터를 얻었고, 이는 이 엔진이 SRB에서 발생한 문제를 극복하는 데 얼마나 강력한지를 보여 주었습니다.

우리는 이 로켓의 구조물인 탱크 및 복합재 인터스테이지 어댑터와 열 방패 등을 포함한 많은 새로운 구조를 인증했습니다.”

호른은 벌컨이 현재 ‘A와 B 임무’에 대해 인증되었지만, 항공 우주군은 여전히 여섯 개의 고체 로켓 모터를 장착한 벌컨 로켓의 인증을 진행 중이라고 밝혔습니다.

ULA의 여섯 개 고체 로켓 모터가 장착된 첫 발사는 아마존의 프로젝트 쿠이퍼 위성군으로, 45개의 위성을 저지구 궤도로 발사할 예정입니다.

호른은 “이 비행만으로는 이 구성의 벌컨 로켓의 인증을 완료하기에는 부족하다”고 말했습니다.

“쿠이퍼 발사는 인증에 요인은 되겠지만, Vandenberg에서 발사할 수 있도록 추가적인 분석 및 인증 활동이 필요합니다.

ULA는 그에 대한 좋은 일정과 속도를 유지하고 있습니다.”

USSF-106 임무 발사가 진행된 후, ULA의 다음 NSSL 비행은 USSF-87이 될 것입니다.

이번 임무의 발사 날짜는 아직 발표되지 않았지만, ULA의 사장 겸 CEO인 토리 브루노는 다음 국가 안보 임무 전에 몇 차례의 아틀라스 5 로켓 발사가 있을 수 있다고 언급했습니다.

GPS 업그레이드

USSF-106 임무는 두 개의 위성으로 구성되어 있습니다.

그 중 하나는 미 항공우주군 관계자들이 사전 발사 뉴스 브리핑 중에 아무런 세부 정보를 제공하지 않아 미스터리입니다.

다른 하나는 벌컨 로켓의 주 탑재물로, 공군 연구소(AFRL)의 창의물인 탐색 기술 위성 제3호(Navigation Technology Satellite-3, NTS-3)입니다.

이번 임무와 발사는 2억 5천만 달러의 가격표가 붙어 있습니다.

AFRL의 우주 차량 국에 속하는 선임 연구 항공 엔지니어인 조안나 힉스 박사는 자신이 수년간 작업해온 위성을 드디어 발사하게 되어 기쁘다고 밝혔습니다.

이 위성은 1970년대에 발사된 NTS-1 및 NTS-2의 길을 이어가고 있습니다.

“48년 만의 첫 실험용 항법 위성입니다. 마지막 것이 NTS-2로, 1977년에 발사되었습니다.

연구소에서는 이 분야에서 실험이 긴급하다고 생각하고 있습니다. GPS는 오늘날 우리의 삶의 필수적인 부분이며… NTS-3와 함께 우리는 GPS를 지속적으로 발전시키고 보강하기 위한 다양한 기술을 실험할 것입니다.

벌컨의 센타우르 상단 단계에서 배치된 후, NTS-3 위성은 궤도에서 체크아웃 및 커미셔닝을 위해 몇 주가 소요될 것입니다.

힉스는 PNT(위치, 내비게이션, 타이밍) 실험을 100여 가지 진행할 것이라고 밝혔으며, 이는 GPS 시스템을 보강하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

그 실험 중 일부는 더 나은 시간 유지 방법 및 전자적으로 조정 가능한 위상 배열 안테나를 테스트하는 것이며, 이는 “간섭을 극복하기 위해 더 높은 전력을 전달하여 필요한 위치에 도달할 수 있을 것”이라고 설명했습니다.

또 하나는 ‘키메라’라 불리며, AFRL은 “위성 궤도 데이터 및 위성과 사용자 간의 거리 측정을 공동 인증하여 GPS 스푸핑으로부터 민간 사용자에게 매우 강력한 보호를 제공하는 것”을 목표로 하고 있다고 전했습니다.

“재프로그래머블 아키텍처로 인해 우리는 궤도로 나가고 위협을 확인한 후에도 모든 계획을 세우지 않아도 됩니다.

이것은 위성 측면에만 국한되지 않고 있습니다. 우리는 발사 이후에도 우리가 정의한 새로운 신호를 수신할 수 있는 재프로그래머블 사용자 장비와 쌍으로 구성하고 있다는 점에서 매우 흥미롭습니다.”

우주선의 주요 계약업체인 L3 Harris Technologies는 노스롭 그루먼의 ESPAStar 위성 버스를 기반으로 한 위성을 제작하였으며, 이 프로그램을 위해 2018년에 8,400만 달러의 계약을 체결하였습니다.

이 위성은 2020년 비판적 설계 검토를 통과했습니다.

그 당시에는 2022년 발사가 예상되었지만, 위성은 2023년 1월까지 AFRL의 통합 및 시험 시설에 전달되지 않아 발사 날짜가 늦춰졌습니다.

L3 Harris의 전략 및 사업 개발 부사장인 앤드류 빌타는 “L3Harris는 프로그램의 디자인, 개발, 통합 및 시험 책임을 맡았습니다.

우리는 또한 지상 제어 구간의 일부를 개발하고, 발射체 통합을 지원했으며, 제어 및 사용자 구간과의 통합을 지원하고, 궤도 운영을 지원할 것입니다.”

다양한 시험들은 실험실 뿐만 아니라 현장에서도 진행될 것입니다.

힉스는 NTS-3에서 다루는 일부 사항, 예를 들어 스팟 빔 안테나를 보정하는 방법이 록히드 마틴에서 개발 및 제작 중인 차세대 GPS 위성인 GPS 3-F에도 적용될 수 있도록 할 수 있다고 강조했습니다.

“NTS-3이 테스트하는 것 중 하나는 다중 궤도 별자리 개념입니다.

그래서 우리는 GEO의 NTS-3 신호를 수신할 수 있나요? 또한 MEO(중간 지구 궤도)의 GPS를 수신하고 이 둘을 모두 활용할 수 있나요? 미래에 LEO에 이러한 기술을 배치할 수 있을 것인가.

현재로서는 그러한 미션이 계획되어 있지 않지만, 장기적으로 가능성을 고려할 수 있습니다.”

이미지 출처：spaceflightnow