○ 본문요약 : ​

인도의 우주 기술 스타트 업인 Skyroot Aerospace 는 로켓 중 하나의 상단 단계에 연료를 공급하기위한 3D 프린팅 극저온 엔진을 공개했습니다. Dhawan-1이라고 불리는이 로켓 엔진은 액체 천연 가스 (LNG) 및 액체 산소 (LoX)와 같은 추진제에서 작동하는 인도 최초의 민간 개발 토착 완전 극저온 로켓 엔진으로 간주됩니다.

이 발표는 인도 로켓 과학자 사티시 다완 (Satish Dhawan)의 탄생 100 주년과 일치했습니다. 인도 우주 연구 프로그램 (ISRO) 의 아버지로 널리 알려져있는 Dhawan은 1970 년대의 어려운 10 년 동안 초기 우주 프로그램을 이끌었고 미국에서 강력한 우주 연구의 토대를 마련했습니다. 유명한 엔지니어를 기리기 위해 Skyroot Aerospace는 3D 프린팅 엔진 디자인에 그의 이름을 부여했습니다.

Skyroot Aerospace는 Dhawan-1이라는 완전 3D 프린팅 극저온 로켓 엔진을 공개했습니다. 이미지 제공 : Skyroot Aerospace.

전 ISRO 동료들이 2018 년에 설립 한 하이데라바드에 기반을 둔 스타트 업은 미국에서 최초로 소형 위성 발사체 를 제작 한 민간 기업이며 고객이 접근 한 후 1 주일 이내에 우주로 보낼 것을 약속합니다. 과거 ISRO에서 시스템 엔지니어로 일한 공동 창립자이자 CEO 인 Pawan Kumar Chandana는 인도 를 만나고 싶다는 소망을 표명했습니다.정부의 승인과 감독하에 민간 부문의 우주 활동 참여를 촉진합니다. 이러한 방식으로 그는 기하 급수적으로 성장할 예정이며 향후 10 년 동안 7,000 개 이상의 위성을 발사 할 것으로 예상되는 시장에 중국이 진출 할 수있을 것이라고 믿습니다. 다른 우주 비전가들과 마찬가지로 Skyroot Aerospace 팀은 응답 성이 뛰어나고 안정적이며 경제적으로 우주에 접근 할 수있는 기술을 구축 할 준비를하고 있습니다. 그 임무의 일부는 정기적이고 안정적이며 저렴한 우주 비행을 가능하게하는 것입니다.

작년에 회사는 2021 년 말까지 최초의 로켓을 상업적으로 발사 할 준비를하면서 하위 시스템을 테스트했습니다. Skyroot Aerospace는 Vikram-1 발사체의 상부 로켓 엔진 인 Raman을 성공적으로 시험 발사했습니다. 2020 년 7 월. 완전 3D 프린팅 인젝터가 장착 된 엔진은 여러 번의 재시작이 가능하므로 Vikram-1 로켓이 단일 임무에서 여러 궤도에 위성을 삽입 할 수 있습니다. 그러나 Dhawan-1 극저온 엔진은 주로 기술의 극도의 복잡성과 추진제 사용으로 인해 회사에 훨씬 더 중요 할 것으로 예상됩니다.

Skyroot Aerospace는 또한 전 ISRO 기계 엔지니어이자 인도의 극저온 로켓 과학의 선구자 인 Vasudevan Gnanagandhi 수석 부사장이 초저온 추진 설계 및 소규모 위성 발사체 용 액체 엔진 개발을 담당하고 있다고 밝혔다.

Skyroot Aerospace의 Vikram-1 발사체의 상단 단계 엔진 인 Raman의 성공적인 테스트 발사. 이미지 제공 : Skyroot Aerospace.

ISRO에 따르면 극저온 엔진 은 고체 및 지구 저장 가능한 액체 추진제 로켓 단계에 비해 연소하는 추진제 1kg 당 더 많은 추력을 제공하여 상당한 탑재 하중 이점을 제공합니다. 특히이 엔진은 극저온에서 유지되는 액체 연료와 산화제를 사용합니다.

또한 인도의 뉴스 매체 인 YouStory 는 Chandana가 "LNG는 깨끗하고, 저렴하고, 재사용이 가능하며, 안전한 극저온 연료이며, 인공위성이나 인간을 운반하는 장기간의 심 우주 임무에도 이상적입니다."라고 보도했습니다. 극저온 처리 기술을 더욱 매력적으로 만듭니다.

그러나 극저온 엔진 기술 은 새로운 것이 아닙니다. NASA 스핀 오프 인 세계 최초의 극저온 연료 구동 로켓 엔진은 개발 된 지 50 년이 넘도록 미국에서 가장 많이 사용되는 상부 단계 로켓 엔진입니다. 1963 년에 처음으로 성공적으로 비행 한 RL10 로켓 엔진은 NASA의 우주 탐사에 중요한 역할을했으며 수백 개의 상용 및 군사 탑재 물을 궤도에 올려 놓았습니다. 더욱이 NASA는 소수의 국가 만이이 프로그램에 따라 액체 수소와 산소로 로켓에 동력을 공급하는 기술을 보유하고 있다고 말합니다. 이제 Aerojet Rocketdyne 의 일부인 RL10은 진화했으며 2016 년에 회사는 성공적으로 테스트 발사했습니다. 3D 프린팅 된 코어 메인 인젝터가있는 RL10 엔진으로 부품 비용과 생산 시간을 약 절반으로 줄였습니다.

당분간이 스타트 업은 연료 흐름과 엔진의 구조적 무결성을 확인하기위한 테스트를 완료했으며 현재 Dhawan-I의 "고온 화재"테스트를 수행하기위한 전용 테스트 시설을 구축하고 있습니다. 회사는 첫 번째 로켓 Vikram-I의 최상단 엔진을 성공적으로 테스트했지만 Vikram-I의 초기 단계 엔진을 제조하고 있습니다. 모든 것이 순조롭게 진행된다면 Skyroot Aerospace는 ISRO의 지원과 안내를 받아 2021 년 12 월까지 Vikram-I의 첫 출시를 기대하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 극저온 엔진은 Vikram-I의 일부가 아니며 회사의 더 큰 로켓 Vikram-II를위한 것입니다.

Indian space tech startup Skyroot Aerospace unveiled a fully 3D printed cryogenic engine that is meant to fuel the upper stage of one of its rockets. Called Dhawan-1, the rocket engine is considered India’s first privately developed indigenous fully cryogenic rocket engine that runs on propellants, like Liquid Natural gas (LNG) and Liquid Oxygen (LoX).

The announcement coincided with the birth centenary of Indian rocket scientist Satish Dhawan. Widely considered as the father of the Indian Space Research Programme (ISRO), Dhawan steered the nascent space program through the difficult decade of the 1970s and laid the foundations for robust space research in the country. To honor the renowned engineer, Skyroot Aerospace gave their 3D printed engine design his name.

Skyroot Aerospace unveiled its fully 3D printed cryogenic rocket engine called Dhawan-1. Image courtesy of Skyroot Aerospace.

The Hyderabad-based startup founded in 2018 by former ISRO colleagues is the first private company in the country to build small satellite launch vehicles and promises to send them into space within a week of a customer’s approach. In the past, co-founder and CEO, Pawan Kumar Chandana, who worked as a systems engineer in the ISRO, expressed his desire to see India facilitate private sector participation in space activities with authorization and supervision by the government. This way, he believes the country will be able to tap into a market that is slated to grow exponentially, and expected to launch more than 7,000 satellites in the next decade. Like other space visionaries, the Skyroot Aerospace team is preparing to build technologies for responsive, reliable, and economic access to space. Part of its mission is to enable regular, reliable, and affordable spaceflight.

In the last year, the company tested sub-systems, as it prepares to commercially launch the first rockets by the end of 2021. Skyroot Aerospace successfully test-fired Raman, an upper-stage rocket engine for its Vikram-1 launch vehicle, in July 2020. The engine with a fully 3D printed Injector is capable of multiple restarts which will enable the Vikram-1 rocket to insert satellites into multiple orbits in a single mission. However, the Dhawan-1 cryogenic engine is expected to be even more significant for the company, mainly due to the extreme complexity of the technology and the use of propellants.

Skyroot Aerospace has also revealed that its Senior Vice President, Vasudevan Gnanagandhi, also a former ISRO mechanical engineer and pioneer of cryogenic rocket science in India, is responsible for leading the cryogenic propulsion design and development of the liquid engine for small scale satellite launch vehicle.

Successful test firing of Skyroot Aerospace’s Vikram-1 launch vehicle’s upper stage engine called Raman. Image courtesy of Skyroot Aerospace.

According to ISRO, the cryogenic engine is more efficient and provides more thrust for every kilogram of propellant it burns compared to solid and earth-storable liquid propellant rocket stages, giving it a substantial payload advantage. Specifically, this engine uses liquid fuel and an oxidizer that is maintained at extremely low temperatures.

Moreover, Indian news outlet YouStory reported Chandana saying “LNG is a clean-burning, low-cost, highly-reusable, and safe cryogenic fuel, which is also ideal for long-duration deep space missions carrying satellites or humans.” Making cryogenic-handling technology even more attractive.

But cryogenic engine technology is not new: the world’s first cryogenic fuel-powered rocket engine, a NASA spinoff, remains the most-used upper-stage rocket engine in the United States more than 50 years after its creation. The RL10 rocket engine, first successfully flown in 1963, has been crucial to NASA’s space exploration and has also put hundreds of commercial and military payloads into orbit. What’s more, NASA states that only a handful of countries have the technology, pioneered under the program, to power rockets with liquid hydrogen and oxygen. Now a part of Aerojet Rocketdyne, the RL10 has evolved and in 2016, the company successfully test-fired an RL10 engine with a 3D printed core main injector, which reduced the part’s cost and production time by about half.

For the time being, the startup has completed tests to check the fuel flow and structural integrity of the engine and is presently building a dedicated test facility to carry out the “hot fire” testing of Dhawan-I. While the company has successfully tested the upper-most stage engine of its first rocket Vikram-I, the initial stage engines of Vikram-I are being manufactured. If all goes well, Skyroot Aerospace is looking forward to a maiden launch of Vikram-I by December 2021, with the support and guidance of the ISRO. Nonetheless, the cryogenic engine won’t be part of Vikram-I and is meant for the company’s bigger rocket Vikram-II.

​○ 출처 : ​  

https://3dprint.com/273540/indian-space-startup-unveils-fully-3d-printed-cryogenic-rocket-engine

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