로케트에는 고체연로와 액체연로 두가지가 있는거 같습니다.
로케트에는 고체연로와 액체연로 두가지가 있는거 같습니다.
이 두 기술중에 어느것이 더 효율적인가요? 어느기술이 더 어려운 기술인가요?
안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
액체연료가 더 복잡하고 정교한 설계가 필요합니ㅏㄷ.
다이너마이트의 원료로 유명한 니트로글리세린 같은 물질이 대표적인 고체연료이다.
고체로켓은 연소관 안에 고체추진제를 채워 넣는데 이 추진제 안에 알루미늄 분말을 넣기도 한다. 이는 알루미늄의 높은 반응성 때문인데, 알루미늄이 고온으로 연소되면서 연소 속도를 빠르게 하기 때문이다.
연료가 빠르게 연소하며 가스를 만들어내면 이것이 로켓 밖으로 배출되면서 추력이 발생한다. 연소관은 고온과 고압에도 잘 견디는 금속 합금을 사용한다. 최근에는 무게가 가벼우면서도 열에는 더 강한 복합소재를 사용하기도 한다. 고체연료를 사용한 고체로켓은 그 구조가 단순하고 연료를 보관한 채 오랫동안 대기할 수 있으며 비용도 적게 들지만, 한번 점화하면 제어할 수 없다는 단점을 지닌다.
반면 액체연료 로켓은 액체 상태의 연료에 불을 붙게 하는 산화제를 각각 다른 공간에 주입하여 추후 투입량을 제어할 수 있게 구성된다. 가장 널리 쓰이는 연료는 등유이며 산화제로는 플로오린, 질산, 과산화수소 등이 있다. 연소실이라는 제3의 공간에서 이곳에 투입한 연료와 산화제에 불이 붙으면 고온고압의 가스가 발생하고, 이 가스가 노즐로 빠져나가며 로켓이 추력을 얻는다. 액체인 연료와 산화제를 연소실로 보내려면 연료와 산화제의 압력이 매우 높아야 한다. 그래서 연료와 산화제를 안정적으로 공급하고자 펌프를 사용하는데, 보통은 풍차 같은 터보 펌프를 사용한다.
액체연료 시스템에서는 부품 냉각, 순환, 가스 압력과 분출 조절 장치 등 상대적으로 시스템이 복잡하고 정교하게 설계된다. 덕분에 만들기 어렵고 비싸지만, 점화와 소화를 반복하여 유연하게 제어할 수 있을 뿐 아니라 아나시스 2호를 쏘아 올린 팰컨9 로켓처럼 재사용 가능하다는 매우 강력한 장점을 가지고 있다