ULA의 Vulcan 로켓, 궤도 진입 중 또 다른 부스터 문제 발생

Source: Ars Technica

Vulcan의 Blue Origin‑제 BE‑4 엔진이 로켓을 실패에서 구한 것으로 보인다

이미지: 플로리다 케이프 커버럴 우주군 기지에서 목요일 발사 직후 차량 오른쪽에서 보이는 Vulcan 로켓 부스터 중 하나의 하단 근처에서 나타난 불타는 플룸.
크레딧: Adam Bernstein/Spaceflight Now

플로리다 스페이스 코스트에서 목요일 이른 아침에 발사된 직후, United Launch Alliance의 Vulcan 로켓 배기 플룸에서 불꽃이 흩뿌려졌다. 몇 초 뒤 로켓이 축을 중심으로 비틀렸지만, 다시 회복하여 미국 군사 위성들을 실은 채 궤도로 상승을 계속했다.

이 모습은 숙련된 로켓 관찰자들에게는 익숙하게 보였을 것이다. 16개월 전, Vulcan 로켓이 케이프 커버럴 우주군 기지에서 발사된 직후 부스터 노즐 하나를 잃은 적이 있었다. 그 로켓은 고장을 극복하고 여전히 임무 계획 궤도에 도달했다.

목요일 부스터 문제에 대한 자세한 내용은 아직 명확하지 않다. 보잉과 록히드 마틴이 50‑50으로 공동 투자한 ULA에 따르면, 현재 이 사안에 대한 조사가 진행 중이다. 상황은 2024년 10월 부스터 고장 사건과 유사하다. 목요일 발사에서 촬영된 클로즈업 영상은 로켓 네 개의 고체 연료 부스터 중 하나의 목(노즐 입구) 근처에서 불타는 플룸을 보여준다—이 부위는 모터의 연료 케이싱이 종 모양의 배기 노즐에 연결되는 지점이다. 목은 연소된 고체 연료에서 발생한 초고온 가스를 노즐을 통해 추진력으로 전환한다.

이상 플룸

플룸은 목요일 **동부 표준시 4:22 am (UTC 09:22)**에 발사된 지 30초도 채 되지 않아 처음 나타났습니다. 로켓은 비행 시작 후 약 1분 정도 지나서 불꽃과 파편 구름을 방출했습니다. 그 뒤에 Vulcan 발사체의 긴 축을 따라 갑작스러운 롤링 움직임이 있었습니다. 마지막으로 로켓의 네 개 스트랩‑온 부스터가 연소를 마치고 분리되어 대서양에 떨어졌으며, ULA는 나머지 임무는 사고 없이 진행되었다고 밝혔습니다.

“비행 초기에 팀은 네 개의 고체 로켓 모터 중 하나에서 상당한 성능 이상을 관찰했습니다. 이 관찰에도 불구하고 Vulcan 부스터와 Centaur는 정상적으로 작동했으며 우주선을 직접 정지궤도에 전달했습니다.”라고 Atlas 및 Vulcan 프로그램 부사장인 Gary Wentz가 말했습니다. “통합된 미국 정부 및 계약자 팀은 기술 데이터와 사용 가능한 영상을 검토하고, 파편을 수집하기 위한 복구 팀을 구성하고 있습니다. 우리는 철저한 조사를 수행하고 근본 원인을 규명한 뒤, 다음 Vulcan 임무 전에 필요한 모든 시정 조치를 시행할 것입니다.”

고체 로켓 부스터 (GEMs)

Vulcan의 고체 로켓 부스터, 또는 **Graphite Epoxy Motors (GEMs)**는 Northrop Grumman이 제작합니다. 길이 72피트(22미터)인 고체 연료 모터는 Vulcan이 대체하고 있는 ULA의 Atlas V 로켓에 사용된 부스터보다 큰 버전입니다. Vulcan 로켓에 사용되는 GEM 63XL 변형은 90초 미만의 시간에 105,000 lb 이상의 사전 포장 추진제를 연소하도록 설계되었습니다.

2024 booster malfunction recap

2024년 부스터 고장은 Vulcan 로켓의 두 번째 시험 비행 중에 발생했습니다. 엔지니어들이 노즐 고장을 조사하는 동안 로켓은 10개월 동안 재가동되지 않았습니다. 조사 결과, 노즐 내부의 탄소 복합 절연체(히트 실드) 가 초고온 배기 가스로부터 노즐의 금속 구조를 보호하지 못한 것으로 밝혀졌습니다. 원인은 절연체 중 하나의 제조 결함으로, 이로 인해 부스터 노즐이 녹고 관통되었습니다.

관계자들은 손상된 모터가 2024년 발사 당시에도 계속 작동했지만 추력과 효율이 낮아졌으며, Vulcan의 BE‑4 메인 엔진(Blue Origin 제공)이 추력 차이를 보상했다고 밝혔습니다. 목요일 비행에서 BE‑4 엔진은 다시 한 번 로켓을 구해낸 것으로 보였습니다.

ULA 관계자는 지난해 회사 재고에 있는 다른 부스터들을 검사하여 동일한 결함이 없는지 확인했다고 전했습니다. 목요일 임무에서 발생한 사건은 결함이 해결되지 않았거나, Northrop 부스터에 별도의 문제가 있음을 시사합니다.

Mission details

부스터 문제에도 불구하고, Vulcan 로켓은 적도 위 22,000 mi (≈ 36,000 km) 이상의 목표 지구동기궤도에 여러 군사 위성을 배치했습니다. 이 임무는 USSF‑87이라는 코드명으로, Space Force의 일곱 번째와 여덟 번째 GSSAP 감시 위성을 발사했으며, 이 위성들은 Northrop Grumman이 제조했습니다. 위성들은 지구동기궤도를 순회하며 중국과 러시아가 운영하는 비밀 함대와 같은 다른 우주선을 감시할 것입니다.

USSF‑87 임무에 탑재된 세 번째 페이로드는 Space Force가 “정밀 궤도 기동을 위한 전술, 기술 및 절차를 정교화”하기 위해 사용할 “추가 연구, 개발 및 훈련 시스템”을 시험할 것이며, Space Systems Command는 성명에서 “이 시스템은 지구동기궤도에서의 복원력 및 보호를 강화하고 검증할 것”이라고 밝혔습니다.

의미와 향후 발사

Vulcan 로켓이 노즐 고장과 같은 극적인 이상을 극복할 수 있다는 점은 분명 장점이지만, 3번의 비행 중 2번에서 유사한 고장이 발생하면 군 관계자들은 ULA에게 또 다른 국가 안보 위성을 맡기는 것에 신중을 기할 것입니다.

다음 Vulcan 발사는 최소 3월에 미국 우주군을 위한 GPS 항법 위성을 실어 진행될 예정이었으나, 현재 일정이 불투명합니다. 군의 우주 시스템 사령부는 성명에서 “다음 Vulcan 국가 안보 우주 임무 이전에 우리의 임무 보증 우주 비행 적합성 프로세스에 따라 ULA와 긴밀히 협력할 것”이라고 밝혔습니다.

목요일 발사는 ULA의 Vulcan 로켓으로 수행된 두 번째 운영 국가 안보 임무였습니다. 이는 로켓이 데뷔한 지 25개월 만에 전체 네 번째 Vulcan 발사였습니다. 펜타곤 관계자들은 Vulcan 로켓을 서비스에 투입하는 데 지연이 있었다고 비판했습니다(https://arstechnica.com/space/2025/11/ula-aimed-to-launch-up-to-10-vulcan-rockets-this-year-it-will-fly-just-once/). 또한 국가 정찰 위성(NRO) 스파이 위성의 발사 계약을 수여하는 우주군은 현재 27건의 Vulcan 로켓 발사를 예약하고 있습니다.

목요일까지 ULA는 Vulcan 로켓으로 16~18건의 임무와, 퇴역을 앞두고 있는 기존 Atlas V 로켓으로 2~4건의 발사를 계획하고 있었습니다. 올해 Vulcan 로켓의 주요 일정으로는 Amazon Leo 광대역 위성을 실은 첫 Vulcan 발사와 캘리포니아에 있는 Vandenberg Space Force Base에서 진행되는 첫 Vulcan 임무가 포함되었습니다.

ULA는 지난해 최대 10건의 Vulcan 발사 목표를 달성하지 못하고 2025년을 단 한 차례의 Vulcan 비행으로 마감했습니다. 이 회사는 한때 Atlas V와 Delta IV 로켓으로 국가 안보 발사 시장을 장악했지만, SpaceX가 ULA를 앞서게 되었습니다.