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레이저추진의 지상발사 및 우주공간에의 응용

전문가 제언: ○ 레이저추진기술에는 다음과 같은 가능성이 있다. ①레이저빔을 맞춤으로서 원격파워스테이선 등으로부터 에너지공급이 가능하고, 엔진주변에 에너지원탑재의 필요성이 없어 우주기나 지상발사로켓엔진의 우주수송시스템의 비용저감이나 신뢰성향상에 기여한다. ②추진제 단위질량 당 주입되는 에너지를 비교적 자유롭게 제어할 수 있어 엔진의 성능을 비행 목적에 맞추어 최적화할 수 있다.

– 레이저플라스마를 이용하여 용이하게 운동지향성을 가진 1만도 이상의 플라스마 생성이 가능하고, 또 레이저광과 추진제의 조합을 적당히 선택함으로써 추진제에 임의의 에너지밀도를 부여하는 것이 가능해져 추진제 배기속도나 유체의 운동 상태를 자유롭게 제어할 수가 있다.

○ 레이저추진은 종래의 기술이 달성하지 못한 성능이나 기능을 실현할 수가 있고, 우주의 수송인프라의 비용저감, 신뢰성의 향상 등의 이점을 가져올 가능성이 있다. 레이저추진의 어떠한 응용에 대해서도 실용적인 필요레이저파워는 약 100㎾이다.

– 이 출력을 지상발사에 응용하면 약 10㎏의 마이크로세터라이트를 주회궤도까지 발사할 수가 있다. 또 궤도천이기에 응용하면 약 1ton의 페이로드를 수십 일의 시간에 정지궤도까지 운반할 수가 있다. 레이저추진기술이용의 이점은 비행시간의 단축(방사선손상의 저감)과 페이로드비의 향상이다.

○ 평균파워 100㎾의 레이저는 지상에서도 실현되고 있지 않기 때문에, 우주에서의 실현에는 더 많은 개발연구가 필요하다. 레이저추진기술을 발전시키기 위해서는 소형의 레이저를 이용한 궤도수정용 모터의 실증이나 지상에서의 기초실험 등의 실적을 쌓고, 그 실현가능성과 신뢰성을 제시하는 연구와 더불어 빔 제어기술에 관한 기초연구도 착실히 추진하는 것이 중요하고 바람직하다.

저자: UCHIDA Shigeaki
자료유형: 학술정보