우주선 연료에는 뭐가 쓰이나요?

Question

안녕하세요

우주선은 크기나 출력 등 보통 생각하는 것과는 차원이 다르잖아요

거대한 우주선에 사용되는 연료는 어떤 게 쓰이는지 궁금합니다

Answer 1

우주선 연료나 로켓 연료는 고체 연료와 액체 연료로 나뉩니다.

고체 연료의 경우 산화제와 결합제로 이루어져 있고,

마그네슘 분말과 과연염소산 암모늄 산화제, 질산 암모늄이 사용됩니다.

이 연료가 연소하게 되면 연소가스로 인해 추진력이 생겨 로켓이 발사 됩니다.

그리고 이후에는 액체 연료로 추진을 하게 됩니다.

액체 연료로는 주로 등유나 액체 수소 등이 사용됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.무거운 발사체를 우주로 보내기 위해서는 연료가 내뿜는 힘, 추력(thrust)이 중요한데요. 화학적인 반응으로 추진되는 발사체의 연료는 크게 고체 연료와 액체 연료로 나뉘는데, 지금부터 살펴보겠습니다.

먼저 고체 추진제는 고체로 된 연료와 산화제, 그리고 이 둘이 섞일 수 있도록 도움을 주는 결합제로 이루어져 있습니다. 연료로는 주로 금속 알루미늄 분말과 마그네슘 분말이 사용되며 산화제는 과염소산 암모늄(NH4ClO4)과 질산 암모늄(NH4NO3)이 사용됩니다. 이 연료와 산화제가 연소하면서 생기는 연소가스가 밖으로 분출되면서 발사체가 비행하기 위한 힘이 발생합니다.

고체 추진제를 사용할 때는 특별한 장비가 들어가지 않고 고체 연료만이 엔진 내부에 위치해 있어서 무게도 가볍고 구조가 간단하다는 장점이 있습니다. 그러나 발사체에 점화가 되면 반응을 중단할 수 없고, 추력을 제어하기 어렵다는 단점이 있는데요. 그러므로 고체 추진제는 속도 조절이 필요 없는 군용 미사일에 주로 사용됩니다.

그렇다면 정확한 궤도에 진입해야 하는 인공위성과 같은 발사체에는 어떤 연료가 쓰일까요? 바로, 액체 추진제입니다. 액체 추진제는 발사 뒤에도 점화와 소화를 반복할 수 있고, 연료와 산화제의 양을 조절하여 추력 제어가 가능하다는 특장점을 지녔습니다. 그러나 부품이 많아 구조가 복잡하고, 액체 연료의 특성상 저장과 보관이 어려워 개발이 힘들다는 단점이 있습니다.

액체 추진제의 연료는 보통 등유, 액체 수소(H2), 비대칭 디메틸히드라진(UDMH), 히드라진(N2H4) 등이 주로 사용되고, 산화제로 액체 산소(O2), 질산(KNO3), 사산화이질소(N2O4)가 쓰입니다.

지난 10월 하늘로 솟아오른 한국형 발사체 누리호도 액체 추진제를 사용하였는데요. 누리호는 산소를 액체화한 액체 산소와 흔히 등유로 알려진 케로신이라는 연료를 사용했습니다.