문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 로켓 (문단 편집) === 원자력 로켓 === 화학작용 대신에 [[원자력]]을 에너지원으로 사용하는 로켓엔진이다. 물론 원자력 자체만으로는 아무 추진력을 발생시킬 방법이 없고 추진제는 별도로 싣고 다녀야 한다. 단지 화학로켓처럼 연소를 시키지 않아 산화제가 필요없을 뿐 어떤 식으로든 추진제는 사용된다. 가장 간단한 방식으로는 고온의 [[원자로]]에 추진제를 통과시켜 가열, 팽창시킨 후 그 압력으로 분사하는 열핵 로켓(Nuclear Thermal Rocket)이 있다. 일반적인 원자로를 사용하는 방식은 이미 1950~70년대에 [[미국]]과 [[소련]]에서 개발되었고 가동실험도 했으며 거의 실제 사용이 가능한 단계 직전까지 갔다. [[https://fas.org/nuke/space/la-10062.pdf|프로젝트 로버 (pdf 자동 다운로드 링크)]]나 NERVA(네르바) 엔진 등이 개발되었으며, 특히 네르바 엔진은 지상실험에서 [[비추력]] 841s을 가지며, 이는 모든 화학로켓을 압도하는 효율이다. 해당 실험에서 1680초동안 최대출력으로 가동하며 가능성을 보였다. 미국에서 화성 유인탐사용으로 사용할 계획이었지만 원자력이 민감한 문제다 보니 실제 쓰이지는 못했다. 추가적인 정보는 나사의 [[https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20140008805/downloads/20140008805.pdf|발표자료 (pdf 자동 다운로드 링크)]]를 참조하자. 헌데 그 원리상 대기 중에서 공기를 가열하게 바꾸면 [[제트엔진]]으로 쓸 수도 있다. 그 대표적인 예가 [[프로젝트 플루토]]. 단순히 추진제가 열로 인해 팽창되는 방식이지만 원자로를 사용하니만큼 일반 화학로켓보다 효율이 더 좋다. 특히 추진제로서는 쉽게 데워서 잘 팽창하는 물질이면 대부분 쓸 수 있는데, 외계 행성에서 액화메탄이나 물 등 추진제를 수급하는 것도 가능하다. 하지만 가장 이상적인 것은 수소로써, 무게가 가볍기 때문. 왜 수소가 이상적인가를 이해하려면 로켓의 원리에 대해서 잠시 생각을 해 보아야 하는데, 작용 반작용의 법칙을 사용하므로 운동량 보존의 법칙에 따라 추진제를 빠르게 밀어낼수록 로켓의 효율이 좋아진다. 물론 추진제의 무게가 가벼우면 추진력은 떨어지겠지만 이는 효율과는 아무 상관이 없다. 그런데 열핵 로켓은 추진제로 가장 가벼운 수소를 쓸 수 있으니 그만큼 빠르게 분사가 가능하고 무거운 산화제와 연료를 사용하는 화학 로켓에 비해 더욱 효율이 좋아지는 것. 물론 더 무거운 액화메탄 등을 사용해도 화학 로켓보다는 어느 정도 효율이 더 좋다. 단점으로는 원자로를 써야 하는 만큼 가격과 관리 면에서 상당히 골치아프다는 것. 게다가 원자로의 무게가 무겁다 보니 중력을 이기고 날아올라야 하는 지상 발사시에는 쓰기 어렵고 우주 공간에서 쓰기 더 좋다. 또 연료인 수소의 경우 밀도가 낮아 무게 대비 부피가 크고 보일오프 현상으로 증발하므로 관리가 어렵다. 게다가 추진제를 뜨겁게 가열할수록 효율이 더 좋아지므로 열 효율을 높이기 위해 현존 원자력 발전소 등과는 달리 개방식이다. 즉 열교환기 등을 쓰지 않고 원자로 내부에 그대로 연료를 통과시키므로 방사능도 신나게 나오게 된다. 굳이 원한다면 효율 감소를 감안하고 폐쇄식으로 할 수도 있으며, 방사능은 어차피 우주에서 쓸 것이면 별 상관은 없는 문제지만. 이 방식은 효율을 높이기 위해서는 원자로의 온도를 높여야 하는데, 그러다보면 핵연료가 고열을 버티지 못하고 녹아서 [[노심용융]]이 일어나기 때문에 한계가 있다. 그런데 여기서 막장급의 발상이 나오는 것이 우주공간에서는 방사능 걱정이 없으니 일부러 노심용융을 일으킨 상태에서 가동시키는 액체노심 방식으로, 액체 핵연료에 그대로 추진제를 섞어 가열한 뒤 원심분리기 등을 사용해 추진제만 따로 분리해 분사하는 것이다. 초고온의 핵연료를 직접 담아둘 방식이 없으니 보다 낮은 온도의 추진제로 감싸서 반응로 안에 담아두고 데워지자마자 노즐 밖으로 내보내는 식의 아이디어가 제시되고 있는데, 이 경우 추진제가 충분히 가열될 만큼 핵반응을 유지시키고 연료가 새어나가지 않게 하는 것이 기술적으로 대단히 어려운 일이다. 때문에 이론적으로는 효율이 훨씬 더 좋지만 실현시키기는 매우 어려울 것으로 보고 있다. 현존하는 용융 핵분열 로켓 디자인으로 NASA의 [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19910012832|Liquid Annular Reactor System (LARS)]]가 존재한다. 또한 말이 안 되는 아이디어가 있다. 노심 온도를 수십만 도, 즉 기체가 될 때까지 올리는 것이다. 효율이 더욱 올라가지만 액체 노심 방식도 만들 수 있을지가 의문인 상황이니 더욱 가능성이 희박한 방식이다. 핵연료가 녹아서 엄청난 고압 고온의 가스 상태가 되는데 이를 용기 안에 붙잡아둘 방법은 현재로서는 존재하지 않는다. 어떻게 되기만 한다면 핵연료를 [[석영유리]]에 가둬놓고 거기에서 나오는 방사선을 쪼여서 추진제를 데우는 핵 전구 컨셉도 있다. 1968년 NASA에서 핵 전구와 개방형 와류 안정화 가스 핵 로켓을 연구한 적이 있다 [[https://ntrs.nasa.gov/citations/19680012569|Bauer, H. E., & Mc Lafferty, G. H. (1968). Studies of specific nuclear light bulb and open-cycle vortex stabilized gaseous nuclear rocket engines (No. NASA-CR-1030). NASA.]] 헌데 여기서 발상을 조금 달리해 핵 연료를 굳이 분리하지 않고 쓰는 방식이 있다. 임계밀도의 우라늄염 수용액을 사용하여 연속적인 핵분열을 일으키는 원자력 염수로켓이다. Robert Zubrin 박사가 1990년대에 제안하였다 [[https://doi.org/10.2514/6.1990-2371|Nuclear salt water rockets - High thrust at 10,000 sec I(sp)]]. 고순도 우라늄은 임계질량 이상이면 스스로 핵분열을 시작하는데, 이 로켓은 이를 막기 위해 고순도 우라늄염 수용액을 중성자 차폐구조의 탱크에 저장해 뒀다가 우주선 뒤로 분사하는 방식으로 즉 핵연료가 섞인 물이 그대로 반응하면서 추진제가 되고 반응되는 상태로 그대로 분사된다. 기술적으로는 단순하지만 임계밀도의 물건을 싣고 다니고 별도의 제어가 어려우니만큼 잘못하면 연쇄반응으로 우주선이 날아가버릴 수 있는 위험도가 매우 높은 방식으로 간주되고 있다.[* 연료통 내부를 제어봉으로 채워서 임계상태에 도달하지 않도록 제어하는데, 충격으로 고장이라도 일으킨다면 연료통 자체가 임계상태에 도달하여 거대한 핵폭탄이 될 위험성이 있다.] 게다가 개방 사이클이다 보니 우라늄을 노즐에 그대로 분사하여 매초마다 [[체르노빌 원자력 사고]]에 준하는 방사능 오염을 일으킬 수 있다. 그래도 만약 실현 가능하다면 현존 화학 로켓의 효율을 십수 배는 능가하고 추력도 어마어마해서 SF에나 나오는 우주선을 실제로 만들 수 있는 방법이기도 하다. 현실적으로 구현 가능한 다른 방법으로는 추진제가 실린 핵폭탄을 우주선 뒤에서 지속적으로 터트려 반발력으로 날아가는 [[오리온 프로젝트]], 혹은 핵 펄스 추진방식(Nuclear Pulse Propulsion)이 있다. 문서를 참조하면 알겠지만 우주선 뒤에 거대한 완충장치가 달린 방어판을 달아서 충격을 흡수하며 날아간다. 변형으로 메두사란 것도 있는데 이는 우주선 앞에 거대한 돛을 달고 여기에서 핵폭탄을 터뜨리는 방식으로 방어판보다는 가볍고 충격 흡수에 유리할 것으로 보고 있다. 이쪽은 성능이 넘사벽으로 우수하고, 무거운 원자로도 없으므로 추력도 타 로켓과 비교도 되지 않게 높다. 게다가 스케일을 키운다면 더 높은 수율의 핵폭탄이나 수소폭탄을 사용할 수 있어 다른 방식에 비해 커질수록 효율은 오히려 올라가는 장점이 있다. 물론 단점은 어쨌건 핵폭탄이 우주선 바로 앞뒤에서 터지고 있다는 것이다. 게다가 흔히 생각하는 로켓처럼 꾸준한 궤도 수정이 불가능하고 핵 하나 터질 때마다 급가속되다 보니 조종 면에서도 어려움이 생긴다. 무엇보다 이게 사고로 대기권에서 폭발하기라도 했다간 [[뉴클리어 아포칼립스]]를 생각해야 할 판인지라 원자력 연료를 [[달]]이나 [[화성]] 등에서 수급하고 조립도 우주에서 하는 방식이 아니라면, 적어도 이 모든걸 싸들고 지상에서 발사되는 방식으로 만들어지기는 힘들 것으로 보인다. 1990년대 들어서는, [[반물질]]을 점화장치로 사용하는 [[ACMF]] 역시 우주 탐사방식으로 연구되고 있다. 핵 펄스 추진방식의 원자력 로켓은 아직까지는 너무 높은 위험성 때문인지 개발이 재개되지 않고 있지만, 위험성이 상대적으로 낮고 기술적으로도 만만한 열핵 로켓 방식의 원자력 로켓의 경우에는 [[미국]]을 중심으로 개발이 재개되고 있으며 향후의 유인 화성 탐사 계획에서의 사용이 [[https://www.sciencetimes.co.kr/news/화성까지-3개월-만에-도달할-수-있을까/|검토되고 있다고 한다]]. 결국 유인 화성 탐사를 하려면 원자력 말고는 답이 없다는 결론이 나온 모양. 2023년 1월 25일, [[DARPA]]가 [[NASA]]와 열핵로켓 개발협력을 발표하였다. 빠르면 2027년까지 시연할 계획. [[https://www.nasa.gov/press-release/nasa-darpa-will-test-nuclear-engine-for-future-mars-missions|NASA 발표]] [[https://naver.me/5qAo9qr3|네이버 뉴스]] 이는 기존 NASA가 BWXT사와 협력하여 개발중이던 저농축 열핵로켓 프로젝트와 DAPRA의 Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) 프로젝트간의 큰 유사도 때문에 중복투자를 막기위해 통합된 것으로 보여진다. 21세기의 독자들은 잘 모르는 물건이지만 20세기 중반의 고전 SF에서는 이런 원자력 로켓이 굉장히 많이 등장했다. 대표적으로 SF의 대가 [[로버트 하인라인]]만 해도 최초의 원폭이 투하된지 불과 2년 뒤인 1947년에 토륨 원자로를 동력원으로, 아연을 추진제로 쓰는 우주선으로 달탐사를 하는 소설(Rocket Ship Galileo)을 썼다. 당시에 이미 실용화될 물건으로 연구되고 있었고 실제로도 실용화 직전까지 갔으므로 SF 작가들이 눈여겨본 것은 당연. 이런 물건을 지상에서 사용해서 발사장이 방사능 오염으로 격리된 시설로 나오는 뭔가 막장스런 묘사도 많았다[* 국내 출간된 것으론 [[스타니스와프 렘]]의 소설집 중 우주비행사 피륵스의 우주공항이 방사능 오염 투성이라고 나온다.]. 21세기엔 좀 더 미래적이거나 그냥 과학적 설명을 포기한 요상한 물건이 더 많이 나온다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기