로켓의 역사

BC 250년경 알렉산드리아(이집트)의 수학자 헤론이 만들었다고 하는 아에올리파일이라는 반동식 엔진은 1687년 뉴턴이 발표한 운동의 법칙에 착안되었다고 한다. 헤론의 엔진은 구형(球型)의 용기 밑에서 증기가 들어가고 측면의 2개소에서 구(球)의 접선방향으로 증기가 분출되는 배기관이 있는데, 그 힘으로 용기가 지지축(支持軸)을 중심으로 강하게 회전하는 구조였다.

한편 뉴턴은 짐받이에 놓은 보일러에서 발생하는 증기를 에서 분출시켜 그 추력으로 말을 사용하지 않고 마차를 달리게 하려고 하였으나 물탱크나 보일러 또는 연료가 너무 무거운데다가 그것에 비해 추력이 작았으므로 마차는 움직이지 않았다.

또 1040년경 저술된 중국의 《(武經總要)》에는 오늘날 흑색화약이라고 하는 초보적인 추진제의 제조법이 기록되어 있으며, 이것을 에너지원(源)으로 해서 대형의 화살을 사용하였다는 기록이 있다. 흑색화약은 숯·초석(硝石)·황 등을 혼합해서 만드는데, 중국에서는 굵은 대나무 통에 이것을 채워 넣고 화살촉이 붙은 가느다란 대나무에 묶어, 처음에는 활로, 후에는 목제(木製)의 발사대에서 발사하여 무기로 사용하였다. 이것을 화전(火箭)이라 하였는데, 중국은 1232년에 성(城)을 포위한 몽골군에게 화전을 사용해서 반격했다고 한다. 원군(元軍)이 일본을 침공했을 때도 이 화전을 사용했다고 한다. 중국의 화전제조 기술은 인도나 아라비아를 거쳐 150년 후에는 유럽에 전해졌고, 특히 이탈리아에서는 쏘아올리는 불꽃을 뜻하는 로케타(rocchetta)라 불리어 오늘날의 로켓의 어원이 되었다.

영국에서도 18세기 인도를 침공했을 때 인도군의 로켓 공격으로 봉변을 당하고, 그 후부터 로켓을 연구하기 시작하였다. 그러나 로켓에 의한 추진은 특히 비행 중의 안정제어가 곤란하여, 실용화가 이루어지지 못한 가운데 16세기경부터 급속도로 발달한 총포기술(銃砲技術)에 눌려서 연구의 주류(主流)에서 벗어나게 되었다. 19세기 초에 영국의 W.콩그리브는 로켓 추진에 의해 약 3km를 비행시키는 데 성공하여 무기로서 이용을 연구하였으나 그 성과는 대포포탄(大砲砲彈)의 비행거리를 연장시키는 방향에 전용되고 말았다.

그후 1898년에 러시아의 K.E.치올콥스키가 발표한 <로켓에 의한 우주공간의 탐구>라는 논문이다. 이 논문에서 그는 액체추진제를 사용함으로써 엔진의 배기속도를 더욱 높일 수 있다는 것을 이론적으로 증명하고, 우주공간에서의 비행실현에 대해 상세한 연구성과를 설명하였다.

치올콥스키의 이론적인 추구에 대해 미국의 R.H.고더드는 이론뿐만 아니고 실제로 로켓을 제작하여 비행시킴으로써 이론의 구체적인 증명을 구하였다. 그는 수 년간의 연구성과를 발판으로 삼아 1916년에는 우선 고체추진제를 사용한 실험기(實驗機)를 제작하여 비행에 성공하였다. 그러나 엔진 속의 고압력에 견딜 수 있도록 하기 위해 두꺼운 재료를 사용하였기 때문에 결과적으로 기체(機體)가 너무 무거워서 생각했던 것과 같은 성능을 내지 못하였다.

1923년 가을에 마침내 시작(試作) 제1호기가 완성되었다. 이것은 추진제로 액체산소 및 가솔린을 사용하고, 이것들에게 펌프 동력으로 압력을 걸어 엔진에 보내는 기본적으로는 오늘날 실용화하고 있는 것과 같은 것이었다. 이리하여 1926년 3월 16일 매사추세츠주(州) 오번에서 사상 최초로 액체추진제를 사용한 로켓 발사가 고더드에 의해 실시되었다. 엔진은 2.5초 동안 작동하고, 로켓은 고도 56m로 상승하여 시속 97km를 기록하였다.

한편 그 당시 유럽은 독일의 베를린에서 H.오베르트를 중심으로 하는 청년집단이 역시 로켓에 의한 우주공간비행을 목표로 동호회(同好會) 성격의 조직을 결성하였는데, 그 중에는 W.폰 브라운도 있었다. 그들의 연구는 독일 육군의 관심을 끌게 되어 연구의 근거지를 발트해에 있는 작은 섬 페네뮌데에 두고 대규모의 로켓 동력병기를 개발하기 시작하였다.

그리하여 유명한 V-2호(정식으로는 A-4형) 탄도 등이 생산되게 되었다. V-2호는 독일이 낳은 획기적인 근대 로켓이며 그후 미국과 소련의 우주 미사일이나 군사 미사일의 원형이 되었다.

1961년 미국의 대통령 케네디가 "1960년대에 인간을 달로 보내고 또한 안전하게 귀환시키겠다"고 발표하였는데, 그 아폴로 계획을 실현시키기 위하여 계획한 로켓이 새턴 5형이다. 이것은 3단식 액체 엔진으로 승무원 3명으로 2인승의 착륙선을 달에 연착륙시켜서 탐사를 마친 뒤, 사령선(司令船)으로 지구에 귀환하는 것인데 계획대로 1969년 6월에 최초의 달착륙에 성공하였다. 새턴 5호 시리즈는 개발 도중에 1호기·2호기의 부분적 실패와 13호기의 발사가 중지된 것 이외는 모두 달탐사에 성공하였다.

아폴로계획 후 미국은 스페이스셔틀(유인)의 개발에 착수, 1977년 실험선 엔터프라이즈호의 성공을 시작으로 1982년까지 컬럼비아호, 1983년 챌린저호, 1984년 디스커버리호 등을 여러 차례 발사하여 성공하였으나 1986년 1월 챌린저호가 발사 직후 폭발하는 참사를 겪기도 하였다.