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Space72

우주에서 스텔스는 가능한가? -스텔스 전투함 설계 탐지 아주 큰 우주망원경이 있다고 해 보자. 그 우주망원경은 아주 차갑고 아주 낮은 반사율을 갖고 있으며 초속 수 킬로미터로 움직이는 우주선을 아주 먼 거리에서 보고 있다고 해 보자. 스텔스를 위해서는 망원경의 탐지를 회피해야 한다. 얼마나 먼 거리에서 망원경이 목표를 탐지할 수 있는가? 거리가 증가하면 역제곱 법칙에 의해 복사 강도가 제곱에 비례하여 줄어든다. 예를 들자면 21K의 온도를 가지는 물체는 제곱미터당 11 밀리와트를 복사한다. 극저온으로 냉각한 적외선 센서는 10^-19W/m^2의 민감도를 갖는다. 역제곱 법칙에 따르면 이 물체는 332000km 밖에서 탐지가 가능하다. 그러나 이 방법으로는 진짜 탐지 거리를 찾지 못한다. 우주선이 탐지될 수 있는 거리는 신호 강도와 노이즈와 관계 있다. .. 2021. 2. 10.
우주에서 스텔스는 가능한가 -스텔스 로켓 엔진 이번에는 우주선을 가속할 수 있으면서 열을 많이 배출하지 않는 엔진을 다뤄볼 것이다. 우주에서의 스텔스 디자인은 극저온을 유지해서 들키지 않는 데 있다. 그러나 극저온은 효율적인 추진과는 반대된다: 배출속력이 줄어들고 질량비가 증가한다. 노즐 확장비로 배기 가스를 식히는 열핵 로켓 대부분의 로켓 노즐은 무게와 온도 노즐 확장비 사이에 균형을 맞춘다. 가벼운 노즐은 더 높은 추중비를 가지고, 더 높은 온도는 더 높은 배출 속력과 더 적은 엔진 재생냉각 장치를 요구한다. 낮은 확장비는 엔진을 더 짧고 가볍게 만들어준다. 스텔스 우주선에서의 로켓 엔진은 각각 다른 특징들이 필요하다. 일단 Children of a Dead Earth는 로켓 엔진에 대한 정확한 모델을 갖고 있으므로 이걸 시뮬레이션에 사용하겠다... 2021. 2. 9.
다이어프램(격막) 탱크 다이어프램 탱크는 인공위성이나 탐사선에 연료를 공급해주는 탱크이다. 무중력에서 연료가 엔진으로 빨려들어가려면 압력을 가해주거나 미소중력을 만들어줘서 연료가 엔진에 밀어넣어져야 하는데 이 탱크는 공급되는 가스가 격막을 눌러서 연료에 압력을 줘서 연료를 엔진으로 집어넣음 연료의 슬로싱(출렁거림)도 어느정도 억제할 수 있음 참고자료: https://www.space-propulsion.com/spacecraft-propulsion/bipropellant-tanks/index.html#180 https://www.space-propulsion.com/spacecraft-propulsion/propulsion-systems/index.html https://www.moog.com/products/propulsio.. 2021. 2. 9.
우주에서 스텔스는 가능한가? -기존 의견 정리 우주에서의 스텔스에 대해 다루는 의견들에는 많은 의견들이 있다. 일단 Atomic Rockets에 올라온 의견들을 정리해 보겠다. 천구 전체를 탐색하는 데 4시간 이하의 시간이 걸린다 행성 간 항행이 가능할 정도의 에너지를 가지는 로켓 엔진은 수억 km 밖에서도 관측될 수 있다. 엔진을 사용하지 않아서 차갑더라도 생명 유지 장치에서 나오는 열은 수백만 km밖에서 관측될 수 있다. 열을 한 방향으로 방출하는 것은 다수의 작은 탐지기를 사용하면 탐지될 수 있다. 또한 전면 탐지각을 줄인다고 해도 라디에이터의 비효율적 배치 때문에 라디에이터의 크기가 커지게 되고 전면 크기를 줄이면 라디에이터는 더 비효율적으로 배치된다. 강력한 엔진을 연소하고 그 후 스텔스 모드로 동작하는 것은 가능하지만, 적은 강력한 엔진을.. 2021. 2. 9.
우주선 항행 - 궤도역학 (Children of a Dead Earth 번역글) Children of a Dead Earth는 N체 시뮬레이션을 사용한다. 다른 게임들은 궤도역학을 묘사하는데 Patched Conic Approximation을 쓰지만, 이는 부정확하다. Patched Conic Approximation은 모든 궤도를 처네 주위를 도는 타원으로 계산한다. 그리고 엔진 점화 등으로 궤도가 변하면 궤도는 또 다른 타원 궤도로 바뀐다. 다른 천체로 갈 때에는 다른 천체에 새로운 타원 궤도가 생긴다.더보기궤도역학 참조: ellipsoid.tistory.com/entry/Kerbal-Space-Program%EC%9C%BC%EB%A1%9C-%EC%84%A4%EB%AA%85%ED%95%98%EB%8A%94-%EA%B6%A4%EB%8F%84%EC%97%AD%ED%95%99-%EC%.. 2021. 2. 6.
우주선 자세제어 (Children of a Dead Earth 번역글) 수십 킬로톤의 우주선을 회전시키는 것은 아주 어려운 일이다. 땅이나 바다, 공중에서는 다른 것들을 밀어내면서 회전할 수 있다. 그러나 우주에서는 그런 것들이 불가능하다. 회전은 로켓 엔진을 사용하거나 각운동량 보존 법칙을 이용하는 방법밖에 없다(내부에 각운동량을 저장). 그러나 우주선 내부에 각운동량을 저장하는 방법은 마찰력 등의 이유로 회전 에너지가 사라지기에 주된 회전 방식으로 사용하기에는 부족하다. 이런 방식들의 목적은 우주선을 싸고 간단하게 우주 전투에 사용할 수 있을 정도의 속도로 움직이는 것이다. 첫 번째 방법은 우주선의 중앙에서 추진기를 켜서 토크를 만드는 것이다. 회전이 목적이지 회전을 가속시키는 게 목적이 아니가 때문에 두 번째 추진기가 다시 반대로 추진기를 켜야 한다. 추진기가 우주선의.. 2021. 2. 4.
스페이스 X 스타십 SN9 발사 실험 착륙에는 저번과 비슷한 이유(헤더 탱크 압력 부족)로 실패한 듯 하다. SN8하고 SN9는 같은 구조니까 그럴 수밖에 없지만 2021. 2. 3.
로켓 연료 (Children of a Dead Earth 번역글) 이전 글에서 말했듯이 근미래의 우주 추진 수단은 화학 연료나 열핵로켓 둘 중 하나이다. 화학 로켓은 5km/s 정도의 배출속력을 가질 수 있고 NTR은 그 두 배 정도의 배출속력을 가질 수 있다. 그러나 NTR은 화학 로켓보다 낮은 추력을 가진다. 이 게임에서 나오는 NTR들은 원자로가 버틸 수 있는 온도의 한계로 인해 내부 온도가 대략 3000K 정도이다. 화학 로켓은 그보다 높은 연소 온도를 가질 수 있지만, 화학 물질의 양적 관계와 종류에 의존한다. 가장 유명한 화학 로켓은 액체산소-액체수소 로켓이며 대략 3000K의 연소실 온도를 갖는다. 우주왕복선의 메인 엔진이 이 연료를 사용한다(Space Shuttle Main Engine, RS-25). 그리고 이제부터 화학 로켓의 예시로 이것을 사용하겠다.. 2021. 2. 1.
로켓 엔진 (Children of a Dead Earth 번역글) 작용-반작용 엔진은 우주 전쟁에서 아주 중요하다. 연료를 쓰지 않는 솔라 세일이나 레이저 세일, 전자기 투석기(Skyhook)는 각각의 한계(특히 추력 문제)로 인해 다뤄지지 않는다. 추력은 이제 곧 보겠지만, 우주여행에서 가장 중요한 요소 중 하나이다. 다른 추진기들도 많지만, 이 게임에서 가장 중요하게 다루는 엔진은 고체 코어 열핵로켓이다. 소설에 나올법한 다른 미래적이고 실험적인 기술들은 그 기술들이 고려하지 않은 한계(기계적, 열적 한계들)들로 인해 구현하지 않았다. 또한, 그러한 기술들이 실제로 검증되지 않았기 때문이기도 하다. 그러면 열핵 로켓이 왜 쓰이는가? 화학 로켓보다 높은 비추력(배출속력 4~9km/s)을 갖기 때문이다. 물론 비추력이 더 좋은 엔진들(레이저 추진, 핵분열 세일 등등)이.. 2021. 1. 30.

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