미래 발사 준비 프로그램

Future Launchers Preparatory Programme

미래 발사 준비 프로그램(FLPP)은 유럽우주국(ESA)의 기술 개발 및 성숙 프로그램이다.미래의 유럽발사체(런처) 및 기존발사체로의 업그레이드에서 응용 프로그램을 위한 기술을 개발합니다.이것에 의해, 런처 개발 프로그램의 시간, 리스크, 코스트의 삭감에 도움이 됩니다.
2004년에 시작된 이 프로그램의 초기 목표는 차세대 런처(NGL)가 Ariane 5를 추종할 수 있는 기술을 개발하는 것이었다.아리안 6 프로젝트의 시작과 함께, FLPP의 초점은 유럽 발사대를 위한 새로운 기술의 일반적인 개발로 옮겨졌다.
FLPP는 미래 응용에 유망하다고 생각되지만 현재 성능 및 관련 위험을 명확하게 평가할 수 있을 만큼 충분히 높은 기술 준비 수준(TRL)을 가지고 있지 않은 기술을 개발하고 성숙시킵니다.이러한 테크놀로지의 초기 TRL은 보통 3 이하입니다.목표는 TRL을 최대 6까지 끌어올려 관련 조건에서 검증된 솔루션을 만들고 비용을 절감하고 위험을 [1]제한하면서 개발 프로그램에 통합할 수 있도록 하는 것입니다.

목적

주요 목적

FLPP의 주요 목적은 다음과 같습니다.

  • 런처 출시까지의 기간을 5년 이내로 억제하여 장기적인 산업 [1]경쟁력을 유지하면서 반복적인 비용과 개발 위험을 줄이는 것을 목표로 시스템 역량 및 개발 기술을 식별하고 준비합니다.
  • 전 세계적으로 [1]개발 비용을 절감하기 위해 기존 및 새로운 기술의 재사용 가능성을 촉진합니다.
  • 운용 런처, 미래의 런처 아키텍처, 고도의 개념, 엄선된 테크놀로지 및 정교한 테크놀로지 [1]요건을 평가하기 위한 시스템 연구를 실시한다.
  • 현재의 발사대의 안전한 이용과 [1]우주로의 확실한 접근을 위해 유럽의 중요한 산업 능력을 보호한다.
  • 친환경 [1]기술을 개발하다.

접근

FLPP는 대부분의 경우 미래의 런처 어플리케이션에서 유망한 새로운 테크놀로지의 TRL이 낮다는 문제에 대처합니다.이 단계에서 이러한 기술을 개발 프로그램에 구현하는 것은 상당한 위험을 수반한다.만약 그 기술이 개발의 후반 단계에서 예상대로 작동하지 않거나 그 기술을 사용하는 개념이 실현 가능하지 않은 것으로 판명되면, 전체 시스템의 재설계는 종종 시간, 품질 및 [1]비용에 심각한 영향을 미칩니다.
FLPP는 시스템 주도의 접근방식을 통해 이 문제에 대처합니다.향후 출시 시스템 또는 현재 시스템의 업그레이드를 위한 시스템 연구에 기초하여 FLPP의 목적에 따라 이점을 제공하고 TRL(일반적으로 2-3)이 낮은 유망한 기술을 선정한다.그런 다음 이러한 기술은 위험을 크게 줄이면서 현재 또는 미래 개발 프로그램에 구현할 수 있도록 충분히 높은 TRL(최소 5개, 일반적으로 6개)에 도달하도록 개발된다.FLPP에서는 이미 기술 성숙이 이루어졌기 때문에 새로운 런처 개발에 필요한 시간 범위도 대폭 [1]단축된다.
시스템 연구를 기반으로 데모레이터에서 기술을 성숙시키는 접근방식은 런처 개발에 비해 예상보다 나쁜 성능(예: 무게, 효율성, 복잡성)의 영향을 크게 줄인다. 런처 설계는 종종 하위 시스템의 특성 변경에 의해 영향을 받는다.이 "고위험" 성숙 단계가 끝나면 이 기술을 런처 개발로 이전할 수 있습니다.이미 높은 TRL(즉, TRL 6)을 사용하고 있는 경우,[1] 개발 과정에서 예상되는 테크놀로지의 특성이 크게 변화할 가능성은 낮은 테크놀로지에 비해 훨씬 낮아집니다.

데모 참가자

기술 준비 수준을 6으로 높이려면 관련 환경의 모델 또는 프로토타입에서 기술을 테스트해야 합니다.이를 비용 효율이 높은 방법으로 수행하기 위해 미디어, 압력 및 온도 등의 파라미터를 고려하여 1개 또는 여러 기술을 데모레이터에 통합하고 관련 환경에서 테스트합니다.
이러한 데모 참가자는 현재 또는 미래의 발사 시스템과 일반적인 경험에서 도출된 요건에 기초하고 있습니다.요건은 발사 시스템을 대표하도록 조정되며, 통합 기술의 최대 달성 가능한 성능과 안전 여유도를 테스트할 수 있는 가능성을 제공한다.
시연자는 일반적으로 탱크, 무대 구조물 또는 [1]엔진과 같은 완전한 발사대의 하위 시스템을 나타낸다.

콜라보레이션

FLPP가 수행하는 프로젝트는 외부 파트너와의 협업에 크게 의존하고 있습니다.추구하고 있는 TRL의 증가는 향후의 기술 적용과 연계되어 있기 때문에, 이러한 파트너들은 통상, 산업체이다.유익하다고 판단되면 기관 파트너나 하청업체도 선정된다.

구조.

FLPP는 ESA의 발사대 이사회 내의 개발 프로그램이다.
FLPP는 ESA 회원국에서 옵션으로 자금을 조달한다.참여국들은 ESA 각료회의 기간 동안 FLPP에 대한 기여에 서명한다.
시간순으로 FLPP는 연속된 기간으로 구성되며, 이는 보통 각료회의 사이의 시간에 해당한다.일의 연속성을 유지하기 위해 이 기간들은 겹친다.[2]

역사

인셉션

FLPP는 2004년 2월에[3] 10개 ESA 회원국에 의한 선언에 가입하면서 시작되었습니다.

기간 1 (2004-2006)

기간 1은 향후 재사용 가능한 발사체(RLV)에 대한 연구에 초점을 맞췄다.실현 가능하고 비용 효율적인 옵션을 선택하기 위해 여러 가지 다른 RLV 개념을 조사했습니다.또한 기존 발사대의 비용을 절감하기 위한 업그레이드도 [1]조사되었다.

기간 2 스텝 1 (2006-2009)

이 기간 동안 재사용 가능 및 소모품 출시 개념에 대한 작업은 여러 가지 유망한 런처 구성에 대한 시스템 연구로 계속되었습니다.또한, 미래의 발사대에 대한 핵심 기술을 시연대에 통합하여 발사대 개발에 효율적으로 통합하기 위해 TRL을 충분히 증가시켰다.이 시기에 시작된 주요 시연 프로젝트는 IXV(Intermediate eXperimental Vehicle)였다.또한,[1] 이 기간 동안 FLPP 프로그램에 의해 발사대 상부 스테이지 엔진 Vinci의 개발이 자금 조달 및 관리되었습니다.

기간 2 스텝 2 (2009-2013)

기간 2의 두 번째 단계는 소모품 발사대에 대한 시스템 연구를 완료했다.기술 개발 활동, 특히 상위 단계와 재진입 기술 및 추진이 계속되었다.빈치 엔진이 아리안 5 ME 개발로 이전되는 동안, 스코어-D라고 불리는 고추력 1단 엔진의 시연 프로젝트가 시작되었다.또한 저장 가능한 추진제를 사용하는 상위 단계 엔진의 시연 프로젝트가 생성되었습니다.이 단계의 후반부에서 극저온 팽창기 사이클 데모레이터 [1]프로젝트의 시작을 보았다.
다양한 유망 기술에 대한 여러 기술 개발 및 시연 프로젝트가 시작되었습니다.이것들은 하이브리드 및 고체 추진뿐만 아니라 스테이지 및 스테이지 간 구조물, 탱크, 항전장치 분야였다.

기간 3/FLPP NEO(2013-2019)

3기는 2013년에 시작되었으며 2016년에 시작된 FLPP NEO(New Economic Opportunities) 기간과 겹친다.전용 Ariane 6 프로젝트의 시작과 함께, FLP는 특정 차세대 발사대를 위한 기술 준비에서 미래 발사대를 위한 유망한 기술의 일반적인 식별과 성숙, 그리고 현재 발사체의 업그레이드까지 범위를 넓혔다.주요 기술의 식별 및 성숙 프로세스는 여전히 시스템 중심이며 주로 시스템 연구 및 통합 시연자에 의존합니다.중요한 목표는 서로 다른 애플리케이션과 발사대(예: Ariane과 Vega) 간의 시너지를 촉진하는 것입니다.FLPP NEO는 플래그십 데모와 매우 저렴한 런처 [1]컨셉에 중점을 두고 이전 시기의 기술 접근방식을 계속하고 있습니다.

프로젝트

FLPP는 여러 조정된 기술 개발 프로젝트로 구성됩니다.

과거 프로젝트

이 섹션에서는 FLPP의 주목할 만한 과거 프로젝트를 나열합니다.이 목록에는 일부 주요 프로젝트만 포함되며 전체는 아닙니다.

NGL-ELV 시스템 연구

NGL-ELV 시스템 연구는 Ariane 5를 따르는 차세대 런처와 이 런처에 통합되어야 하는 기술을 식별하여 높은 신뢰성, 고성능 및 비용 효율성을 달성하기 위해 수행되었습니다.식별된 기술들이 발사대 개발 프로그램에 효율적으로 통합하기에 충분한 TRL을 가지고 있지 않다면, 그것들은 FLPP 내에서 성숙될 수 있다.

스코어-D

스테이지 연소 로켓 엔진 시연기(SCORE-D)는 차세대 발사대에 동력을 공급하기 위해 계획된 하이 스러스트 엔진(HTE)의 핵심 기술과 도구를 개발하는 프로젝트였다.추진제로는 액체 산소/수소와 액체 산소/메탄 조합이 검토되었다.시연 프로젝트 준비 과정에서 몇 가지 하위 스케일 테스트가 수행되었습니다.
당초 아리안6의 1단 베이스라인으로 고체 추진이 선정돼 SRR 단계에서 사업이 중단됐다.

빈치

재점화 가능한 상층부 엔진인 빈치의 개발은 2006년부터 2008년까지 FLPP에 의해 자금조달되고 관리되었다.
빈치는 아리안 5의 새로운 상부 스테이지인 ESC-B의 엔진으로 구상되었다.액체 산소와 액체 수소로 구동되는 재점화 팽창기 사이클 엔진입니다.
2002년 ESC-A(V-157)의 첫 비행 실패 이후 ESC-B 개발은 중단됐지만 빈치 개발은 계속돼 FLPP로 넘어갔다.FLPP에서는, 테크놀로지가 성숙해, 광범위하게 테스트되고 있습니다.2008년 말, 빈치는 아리안 5 ME로, 그리고 그 프로그램이 중단된 후 아리안 6으로 이적했다.

IXV

IXV(Intermediate eXperimental Vehicle)는 재사용 가능한 발사대와 우주선 기술을 테스트하기 위한 재진입 시연기입니다.이 프로젝트의 주요 초점은 열 보호와 비행 기계 및 제어에 있습니다.그것은 2015년 2월에 베가 로켓에 의해 발사되었다.재진입은 낙하산을 배치하고 바다로 낙하하기 전에 두 번의 가동 플랩을 통해 제어되었다.

현재 프로젝트

이 섹션에서는 FLPP에서 주목할 만한 현재 프로젝트를 나열합니다.FLPP는 "추진", "시스템과 테크놀로지" 및 "항공전자"의 주요 영역에서 다수의 프로젝트를 관리하고 있기 때문에, 다음 목록은 일부 주요 프로젝트만 포함하며,[1] 모든 프로젝트를 망라하지는 않습니다.

익스팬더 사이클 테크놀로지 통합 데모레이터

익스팬더 사이클 테크놀로지 통합 데모레이터(ETID)는 부분적으로 Vinci 기술에서 파생된 고급 상부 스테이지 엔진 개념을 기반으로 합니다.엔진 성능(특히 추력/중량)을 개선하고 단위당 비용을 절감하기 위해 몇 가지 새로운 기술을 통합해야 한다.이러한 기술 중 일부는 추진 [4]부문 이외의 활동에도 유용할 수 있습니다.2016년 현재 이 프로젝트는 설계 및 제조 [5]단계에 있습니다.

저장 가능한 추진 기술 시연기

저장식 추진 기술 시연기는 3kN에서 8kN 사이의 추력 범위에서 로켓 엔진 기술 개발을 지원해야 한다.이 프로젝트에서 개발된 기술은 유사한 추력 요건을 가진 소형 발사대 또는 애플리케이션의 상위 단계에 사용될 수 있다.시승기는 새로운 냉각,[4] 인젝터 및 댐핑 기술을 사용합니다.2016년 현재, 시연자는 지상고와 진공 점화 두 가지 테스트 캠페인을 성공적으로 수행했습니다.정상 상태 동작은 광범위한 작동 지점에서 최대 110초 동안 테스트되었습니다.또한 연소 안정성 및 스러스트 챔버 길이 변화를 [5]테스트했습니다.

고체 추진

고체 추진에 관한 현재의 노력은 미래의 모터 케이싱을 위한 기술 개발과 고체 로켓 모터의 물리학, 특히 압력 진동 연구에 초점을 맞추고 있다.이 두 가지 목표 모두 시연자를 통해 추구된다.「압력 진동 데모레이터 eXperimental」(POD-X)은 연소 물리학의 조사 전용으로, 이미 시험 발화를 실시해, 고체 추진 연소 [4]프로세스에 관한 귀중한 정보를 얻을 수 있습니다."섬유 강화 최적화 로켓 모터 케이스(FORC)"는 건식 파이버 권선의 개발에 전념하고 있으며, 대형 탄소 섬유 강화 폴리머 고체 로켓 모터 케이스의 제조를 위한 자동 건식 파이버 배치 및 후속 수지 주입 기술이 결합되어 있으며, 여기에는 실물 및 대표 제품 생산이 포함됩니다.3.5미터의 외경을 가진 시험물품.2016년 9월 현재 FORCE 공정개발 시 이미 여러 개의 서브스케일 시료가 생산되었다.또한 테스트 물품은 제조 단계에 있으며,[5] 연말 이전에 광범위한 기계적 부하 및 압력 테스트가 예정되어 있습니다.

하이브리드 추진

FLPP에서의 하이브리드 추진 활동은 남모와 협력하여 시승기 프로젝트를 중심으로 하고 있습니다.이후 비행에 적합한 치수를 가진 이 시연자는 2016년 9월 현재 한 번의 열화 시험 캠페인을 수행했다.두 번째 시험 캠페인이 진행 중이며, 소리나는 로켓 [5]시연기로 비행할 계획으로 있다.

극저온 탱크 시연기

극저온 탱크 시연기는 일련의 시연기로, 미래의 경량 극저온 탱크 시스템을 위한 기술을 개발하고 테스트하는 데 사용해야 한다.2016년 9월 현재 서브스케일 시연기가 제작 및 테스트되고 있으며, 현재 설계 단계에 있는 실물 버전이다.시연자는 다른 탱크 장비 및 [6]인접 구조물의 테스트 플랫폼으로 사용할 수도 있습니다.

적층 제조(AM)

FLPP는 발사체에 적용할 적층 제조 기술(3D 프린팅이라고도 함)을 개발하고 있습니다.이러한 기술은 소규모 생산의 보다 빠르고 저렴한 수단과 추가 설계 가능성을 제공하여 보다 가볍고 효율적인 구조를 실현하는 것을 목표로 합니다.
AM을 다른 여러 프로젝트에 적용하는 것 외에, 기술을 성숙시키고 미래의 [6]발사대를 위한 응용 프로그램을 개발하기 위한 전용 프로젝트가 시작되었습니다.

CFRP 테크놀로지

FLPP에는 탄소 섬유 강화 폴리머(CFRP)로부터 다양한 구조를 생산하는 첨단 기술이 몇 가지 프로젝트가 있습니다.이러한 구조는 상단의 극저온 공급 라인 및 극저온 탱크에서 단계 간 [6]구조까지를 포함한다.

페어링 테크놀로지

페어링에 관한 몇 가지 미래 기술은 FLPP 내에서 개발된다.여기에는 페어링 내부를 외부로부터 밀봉하여 환경조건과 청결을 원하는 수준으로 유지하는 막과 페어링 [6]분리 시 충격을 최소화하는 기술이 포함된다.

탈비탈 관찰 캡슐

탈궤도 관측 캡슐은 대기권 재진입 시 발사대 상단의 붕괴에 대한 상세한 데이터를 제공한다.이를 통해 안전하고 효율적인 디오빗 기동을 위한 향후 단계를 설계하는 데 도움이 됩니다.
이 데이터를 수집하기 위해 캡슐은 발사대에서 발사되며, 해당 단계를 분리한 후 [6]재진입 시 해당 단계의 거동과 붕괴를 관찰한다.

자동 추진 멀티 페이로드 어댑터 시스템

이 활동의 범위는 기존 다중 페이로드 디스펜서 시스템을 기반으로 요구를 분석하고 타당성을 검증하고 추진 궤도 모듈(APMAS)의 예비 정의를 제공하여 베가와 아리안 [6]6을 위한 기존 발사체 상부 스테이지의 임무와 성능 범위를 향상시키는 것이다.

세컨더리 페이로드 어댑터

이 프로젝트의 목표는 최대 30kg의 페이로드에 대한 보조 페이로드 어댑터 링의 구조 및 열 모델을 개발하는 것이다.이것은 베가,[6] 아리안 6, 소유즈 발사대의 탑재체 질량을 최대화하는 데 도움이 될 것이다.

종말을 맞이하는 설계

소멸을 위한 설계(D4D) 프로젝트는 재진입 시 발사 차량 구성 요소가 겪는 프로세스를 조사합니다.특히 초점은 고갈된 스테이지, 부스터, 페어링 또는 페이로드 어댑터와 같은 구성요소의 단편화 동작에 있습니다.목표는 수치 시뮬레이션, 재료 데이터베이스 생성 및 플라즈마 풍동 테스트를 통해 거동을 더 잘 이해하는 것이다.이 연구결과는 ESA 파편 완화 [6]요건에 따라 지면에 영향을 미치는 파편의 위험 감소에 기여한다.

Power over Ethernet

Power over Ethernet 테크놀로지에 의해, 같은 케이블로 전력과 신호 전송을 혼재시킬 수 있어 질량과 비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 런처 텔레메트리 조작의 복잡성도 경감할 수 있습니다.이 기술을 기반으로 모듈러 런처 원격측정 아키텍처를 정의하는 프로젝트가 현재 진행 중입니다.시판되는 컴포넌트를 활용하여 비용과 개발 시간을 단축하는 것을 목표로 하고 있습니다.미래에는 시스템이 더 큰 항전 데모레이터에 통합되어 항전 [7]버스의 다른 서브시스템에 전력을 공급할 수 있습니다.

어드밴스드 항전 테스트 베드

첨단 항전 테스트 베드는 단일 파이버를 통해 여러 센서를 연결할 수 있는 하니스 고장 감지, PoE(Power over Ethernet), 광전자 원격 측정 시스템 및 파이버 브래그 그레이팅 센서 모듈과 같은 몇 가지 혁신적인 기술을 갖추고 있습니다.지상 및 기내 시연이 [7]예고되어 있습니다.

스페이스 라이더 스페이스 플레인

Space RIDER는 유럽우주국(ESA)이 저렴하고 일상적으로 [8]우주에 접근할 수 있도록 하기 위해 개발 중인 계획된 무인 궤도 우주선이다.Space RIDER의 개발은 ESA를 위한 이탈리아 PRIDE 프로그램에 의해 주도되고 있으며, 중급 eXperimental Vehicle(IXV)[9]의 기술을 계승하고 있다.그것은 [10]2023년 프랑스령 기아나에서 베가-C 로켓 위로 발사되어 [11]아조레스 제도의 산타 마리아 섬의 활주로에 착륙하는 것이다.

다른 프로그램과의 연계

미래 발사대 및 기존 발사대에 대한 업그레이드를 위한 기술 개발 프로그램으로서 FLPP와 아리안과 베가를 위한 발사대 개발 프로그램 간에 긴밀한 조정이 있다.FLPP에서 성숙된 많은 기술은 Ariane 6 및 Vega C 구성에 기반합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o "ESA FLPP". ESA. 30 November 2016. Retrieved 30 November 2016.
  2. ^ Underhill, K., Caruana, J.-N., De Rosa, M., and Schoroth, W. (2016). "Status of FLPP Propulsion Demonstrators – Technology Maturation, Application Perspectives". Space Propulsion Conference, Rome. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)CS1 유지: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  3. ^ Caisso, Philippe; et al. (December 2009). "A liquid propulsion panorama". Acta Astronautica. Acta Astronautica, Volume 65, Issues 11–12, Pages 1723–1737. 65 (11): 1723. Bibcode:2009AcAau..65.1723C. doi:10.1016/j.actaastro.2009.04.020.
  4. ^ a b c Caruana, Jean-Noel; De Rosa, Marco; Kachler, Thierry; Schoroth, Wenzel; Underhill, Kate. (2015). "Delivering Engine Demonstrators for Competitive Evolutions of the European Launchers". 6th European Conference for Aeronautics and Space Sciences (EUCASS), Kraków, Poland. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  5. ^ a b c d "ESA FLPP Propulsion". ESA. 30 November 2016. Retrieved 30 November 2016.
  6. ^ a b c d e f g h "ESA FLPP Systems and Technologies". ESA. 30 November 2016. Retrieved 30 November 2016.
  7. ^ a b "ESA FLPP Electronics and Avionics". ESA. 30 November 2016. Retrieved 30 November 2016.
  8. ^ "Space Rider". ESA. ESA. Retrieved 19 December 2017.
  9. ^ 스페이스 라이더 프라이드이탈리아 항공우주연구센터(CIRA).접속일 : 2018년 11월 15일
  10. ^ "ESA signs contracts for reusable Space RIDER up to maiden flight". ESA. 9 December 2020.
  11. ^ Coppinger, Rob (22 June 2017). "ESA aims to privatize Space Rider unmanned spaceplane by 2025". Space News. Retrieved 19 December 2017.

외부 링크