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유인 우주탐사를 위한 대전력 플라스마 추진기 개발에의 도전

전문가 제언: ○ 우주시대를 맞아 멀리 있는 별까지의 왕래에 필요한 장거리 여행을 위한 로켓개발로서 플라스마 추진기들이 있는데, 그 추진기의 원리는 자장 속에서 플라스마에 전류를 강제로 흘려보낼 때 플라스마에 작용하는 힘에 의해서 속도를 얻은 플라스마가 로켓 밖으로 뿜어나가며 그 반작용으로 로켓은 가속되는 것이다.

○ 인류가 달 이후의 혹성을 향해 여행을 계획하기에는 종래에 없는 대 출력의 추진기가 필요하게 된다. 비행시간의 단축을 도모하기에는 화학추진을 이용한 추진기보다 비추력이 높은 전기추진기를 이용할 필요가 있다. 높은 비추력을 가지면서, 큰 추력을 실현하기에는 추진기의 대 출력화가 요구된다.

○ 앞으로 대출력화를 지향한 자장인가형 MPD 추진기개발에는 대전류 동작 시에 불안정성 억제 등을 포함하여, 전극형상과 방전전류에 대한 가장 적합한 자기 노즐 형상의 결정과, 자장발생전력을 포함한 효율평가, 자기 노즐에서 플라스마 이탈 등, 보다 상세한 연구를 진행할 필요가 있다.

○ 최신 우주추진기 VASIMR 개발에 있어서, 플라스마의 파동(波動)가열은 핵융합을 목표로 한 플라스마 자장유폐(磁場幽閉)연구를 열정적으로 진행시켜, 많은 실적을 올리고 있다. 그러나 고속으로 흐르고 있는 플라스마 흐름의 가열 고효율화 및 대출력화를 지향한 실험연구를 비롯하여, 가열된 플라스마의 열에너지를 효율 있게 추진에너지로 변환하는 자기 노즐배치의 최적화와, 자력선(磁力線)에서의 플라스마 흐름의 이탈현상 등 해결할 과제들이 많이 있다고 생각한다.

저자: ANDO Akira
자료유형: 학술정보