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우주 개발과 패러다임의 역사_23. - 싱글벙글 지구촌 마이너 갤러리

전편: https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view?id=singlebungle1472&no=1102928오늘은 두번째 사고이자, 우주왕복선을 아예 죽여버린 컬럼비아호의 최

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미국이 개쪄는 로켓, 우주왕복선을 개발할동안, 소련은 뭐하고 있었을까? 그냥 놀고만 있었을까?

당연한 말이었지만, 소련은 데탕스 기간동안 미국과 직접 협력했던만큼, 우주왕복선 프로그램의 존재와, 우주왕복선의 건설 이유를 누구보다 더 잘 알고 있었다.

소련 역시 미국의 목적을 그대로 따라서, 두가지 프로그램을 가동시킨다. 재활용 가능한 우주선 제작과, 지구 저궤도 우주 스테이션 건설이 바로 그것이다.

오늘은 그중에서 소련의 재활용 가능 우주선, 부란에 대해 알아보고자 한다.

하지만 부란에 설명하기 전에, 우주에 아무리 관심 없는 사람이라고 해도 미국, 나사의 우주왕복선이 어떻게 생겼는지는 모두가 잘 알고 있다.

근데 부란이라는게 대체 뭔지 처음 들어봤을 사람들도 있을 것이다.

오른쪽이 부란이고, 왼쪽게 우주왕복선의 그림이다.

맨 왼쪽에 소련의 R-7, 미국의 우주왕복선, 맨 오른쪽이 부란.

실물 사진. 눈썰미가 좋은 사람이라면 이 사진으로 부란이 가진 특징을 알 수 있을 것이다. 차근차근 알아보자.

보다시피, 부란은 소련이 만든 우주왕복선이자, 기체의 이름이다. 이름의 유래는 이름(Буран) 에서도 알 수 있듯 눈보라(Snowstorm), 폭풍(Blizzard)이다.

수많은 테스트 기체들과 제작중 소련 붕괴로 인해 미완성된 부란 자매들은 대략 11대 생산되었으며 그중 대략 10개 가량이 지금까지 남아있다.

1976년 11월 소련 국방부에서는 우주왕복선의 개발과 이로 인한 위험성 (미국의 군사적 목적으로 우주를 활용하려는 계획에 대응하는 군용 시스템을 구현하고, 거대한 우주 (군용) 스테이션 건설, 과학연구 및 실험, 우주에서의 페이로드 수송 등) 을 경계, 소련에서도 우주왕복선과 유사한 우주 시스템의 개발을 필요로 한다고 결의했으며, 그것이 부란이다.

부란이 왜 우주왕복선과 비슷한 형상을 하게 되었는가는 매체마다 설명이 다양하다. 여기에서는 본인이 접한 설명들 중 가장 현실성 있어 보이는것 2가지를 설명하도록 하겠다. 둘다 맞을수도 있고, 둘다 틀릴수도 있으니 그냥 그런가보다 하고 넘어가면 좋겠다.

첫번째는 우주왕복선과 비슷한 우주선을 개발하기 위한 자료를 참조하기 위해 가장 좋은 것은 우주왕복선을 따라하는 것이기 때문이었다. 풍동 시험은 나사의 설계가 가장 이상적이라 것을 보여주었고, 나사의 공개 소스와 함께, KGB의 광범위한 첩보활동을 통해 얻은 기밀정보들을 활용해 부란을 제작했기 때문에 두 기체가 놀라울 정도로 유사한 외관을 보여주게 되었다는 것이다.

두번째는 군부의 작전요구성능(ROC) 때문이라는 설이었다. 작전요구성능이란 도입하고자 하는 무기의 성능과 모양같은걸 결정하는 것을 말하는데, 군부에서 요구하는, 우주왕복선과 유사한 임무를 수행하기 위해 유사한 모양으로 설계할 수 밖에 없었다는 설이다.

(소련과 러시아의 제한된 정보 공개로 인해 실제와는 약간 다른 정보가 있을 수 있음)

그러나 부란이 단순한 우주왕복선의 카피버전이라고 부르기에는 여러가지 다른 점들이 많다는 점 역시 고려해야할 것이다.

먼저 우주왕복선의 작동 매커니즘에 대해 알아보자.

다들 질리게 들었겠지만, 우주왕복선은 오비터에 달려있는 주 엔진과 양쪽에 붙어있는 부스터에 의해 지구 궤도를 탈출할 추력을 얻는다. 주 엔진은 가운데에 달려있는 외부연료탱크로부터 연료를 빨아 쓰고. 부스터의 연료가 다하면 부스터를 떼어버리고 연료탱크가 비어버리면 연료탱크를 버린 다음 오비터 본체만 우주에 갔다가 내려온다.

반면, 부란은 좀 다르다. 위의 사진이 부란의 엔진 모습이다. 아래 사진은 우주왕복선의 엔진 모습이고.

우주왕복선의 경우 거대한 주 엔진 3개와 궤도 기동용 엔진이 달려있는걸 확인할 수 있지만, 위의 부란을 보면 엔진들이 매우 부실한 것을 알 수 있다.

이는 두 우주선들의 설계 사상이 다르기 때문으로, 우주왕복선은 "우주선의 재활용"에 초점을 둔 반면, 부란은 "우주왕복선의 능력을 카피하는 것" 에 초점을 둔 것이다.

좀 더 자세히 살펴보도록 하자. 다시 위의 부란 엔진들을 살펴보자면, 부란은 초라한 두개의 엔진밖에 달려있지 않은 것을 볼 수 있으리라.

이는 궤도 기동용 엔진으로 부란이 우주왕복선과 달리 로켓 엔진의 재활용에 별 관심이 없었다는 방증을 보여주는 대표적인 예시다.

엥? 엔진이 없으면 로켓이 어떻게 우주로 날아가죠?

이것이 바로 에네르기아 로켓이다. 이름(Энергия)에서도 알겠지만, 이걸 영어로 번역하면 Energy, 즉 에너지 로켓이다.

미국의 우주왕복선은 오비터가 날아가기 위해 부가적인 외부연료탱크와 부스터가 추가된다면, 소련의 부란은 오비터 단독으로는 우주에 갈수조차 없으며, 에네르기아 로켓의 페이로드로서 등짝에 업혀서 날아간다고 해도 과언이 아니다.

부란을 발사하기 위한 단 하나의 목적으로 개발된 로켓으로, 부란이 딱 한번 발사되었다면 에네르기아는 딱 두번 발사되고 쫑났다...

뭐, 어쨌든 에네르기아 로켓은 이래뵈도 지구 저궤도에 100톤의 페이로드를 실을 수 있는 2400톤짜리 중(重) 로켓이었고, 그 거대한 크기로 인해 소련이 달에 사람을 보내기 위해 개발하던 N-1 로켓을 개발하던 시설 및 인프라를 재활용해서 개발될 정도로 거대한 로켓이었다.

사실 에네르기아 로켓이 딱 두번 발사된거 치고는 굉장히 엄청난 업적을 많이 만들어냈는데, 두번째 에네르기아가 부란을 우주로 쏘아올린걸 빼고도 첫번째 처녀 발사가 굉장히 기합찼다. 1987년 5월 에네르기아는 폴리우스를 궤도로 발사시켰는데 (밑의 사진)

폴리우스는 미국의 스타워즈 계획 (우주 궤도에 레이저를 단 요격위성 수십대를 올려놓고 소련의 탄도미사일이 발사되면 이를 지구 저궤도에서 올라오는 족족 요격하겠다는 미국의 MD 프로그램) 에 대응, 우주공간에서 미국의 위성을 요격하는 위성 요격 시스템이었다.

1 메가와트급 이산화탄소 레이저를 단 덕분에 무려 약 80톤이라는 괴물 수준의 무게를 자랑했으며 그 때문에 기껏 완성된 궤도무기를 도저히 배치조차 못했지만, 부란을 발사하기 위해 개발된 에네르기아 로켓의 개발 성공으로 인해 무사히 궤도로 쏘아올려질 수 있었던 것이었다.

다행일지 불행일지, 폴리우스는 관성 유도시스템의 오류로 궤도에 올라가 잘못된 기동으로 인해 제대로 테스트 해보지도 못한채 지구 대기로 추락해버리는 너무나도 허무할 일생을 마쳤다....

뭐, 어쨌든 에네르기아는 4개의 부스터 엔진과 중앙의 코어 엔진으로 구성되어 있었으며, 모든 로켓과 부스터들은 재활용 되도록 설계되어지지 않았다. 이것이 바로 부란과 우주왕복선의 대표적인 차이점이라고 볼 수 있으리라.

한편, 가끔 "에네르기아는 우주왕복선보다 늦게 제작되어 지구에서도 제한적으로 움직일 수 있는 기체입니다" 라는 말이 돌아다니는데 이건 반은 맞고 반은 틀린 말이다.

미국의 엔터프라이즈는 우주왕복선의 개발을 위한 프로토타입 우주선으로, 활공실험을 위해 개발된 기체로, 방열타일도 없고 주엔진도, RCS도, 궤도 조정 엔진도 없는 모형 그 자체였다. 

이걸 보고 누구도 이게 우주왕복선이라고 부르지는 않겠지?

부란에 제트엔진이 달려있다고 하는 것도 OK-GLI의 존재만을 보고 하는 소리다. OK-GLI는 부란의 비행 형상을 확인하기 위해 개발된 프로토타입, 모형으로 셔틀의 비행 특성과 자동 비행 및 착륙 시스템을 설계하기 위해 부란에 АЛ-31 엔진 4기를 단 것에 불과하다.

소련 과학자들은 부란에 제트엔진을 달길 희망했지만, 에네르기아의 적재용량과 АЛ-31 엔진의 성능, 부란의 적재력 문제 등 복합적인 문제들이 계속 발생하자 결국 1988년 11월 부란에서 제트엔진을 사용하지 않기로 확정했는 점을 보면, 이것이 착각임을 뒷받침할 것이다.

한편, 에네르기아가 처녀항해때 기합차게도 위성 요격용 레이저 체계를 쏴올리기 위해 사용되었던 것 처럼, 부란 역시 미국과 달리 "진짜" 전투용으로 개발되었다고 여겨진다.

단순히 군사용 위성이나 우주 정거장을 쏘아올리는거 외에도

이런 원격 조작 핵로켓을 탑재, 미국의 요격이 힘들도록 지구 궤도상에서 적국을 타격하는 계획이라던가 하는...

미사용된 핵로켓은 재탑재가 가능하고, 아예 우주 공간에다가 군용 정거장을 세우고 부란을 대기시키는 계획도 있었다고 한다.

뭐, 이 부분은 단순히 페이퍼 플랜으로만 끝났을수도 있고.

더 자세한 내용은 다음에 알아보도록 하자...