재사용 무인 우주비행체 X-37B의 추진시스템 분석 = Analysis of the Propulsion System for the Reusable Unmanned Spacecraft X-37B

국문 초록 (Abstract)

최근 장시간 다목적의 우주 임무를 수행하고, 지구 귀환 후 재사용 되어 여러 번 우주 임무가 가능한 재사용 무인 우주비행체는 전 세계적으로 주목받고 있다. 재사용 무인 우주비행체는 우주발사체에 실려 궤도에 진입하고, 우주에서는 자체의 추진시스템을 이용하여 임무를 수행한다. 본 연구에서는 현재 운용 중인 미국의 X-37B 추진시스템을 분석하여 재사용 무인 우주비행체 설계 및 운용 개념을 확보하고자 하였다. X-37B의 초기 설계부터 현재의 주 엔진, RCS, 추진제, 공급 방식 등의 추진시스템을 분석하였다. 주 엔진은 정확히 밝혀진 바 없으나 공개된 정보에 의하면 2가지 엔진으로 추정된다. 각 엔진의 특징과 적용 시 중량 추정 및 총 속도증분 분석을 수행하였으며, 공개된 이미지로부터 노즐 출구 직경을 계산하여 X-37B에 더 적합한 주 엔진은 R-42 엔진으로 확인되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, reusable unmanned spacecraft, capable of performing multi-purpose space missions over extended periods and reusability upon returning to Earth, have garnered global attention. Initially, these reusable unmanned spacecrafts are launched into orbit using space launch vehicles. However, once in space, they execute missions utilizing their own propulsion systems. This study aimed to acquire the design technology and operating concept for reusable unmanned spacecraft by analyzing the operational X-37B propulsion system. Starting from the initial design of the X-37B, various propulsion components, including the main engine, RCS, propellant, and supply methods, were thoroughly examined. The primary engine of X-37B is estimated to be either the AR2-3 or R-42 engine, and we conducted an analysis of the characteristics of each engine, weight estimation when applying each engine, and total delta-v analysis. Additionally, we calculated the nozzle exit diameter based on publicly available images to confirm a more suitable primary engine for X-37B.