점화 (액체 로켓 추진제의 비공식 역사)

점화 (액체 로켓 추진제의 비공식 역사)

$20.00
Description
“극히 높은 고도에 도달하는” 힘의 원천에 관한 이야기
대한민국은 지난 해 자체 개발한 우주발사체 누리호의 시험 발사에 성공했고 북한은 근래 들어 ICBM(대륙간탄도탄)을 집중적으로 시험 발사하며 긴장 수위를 높이고 있어 우리는 요즘 긍정적인 것이든 부정적인 것이든 로켓에 대해 자주 보고 듣게 된다.
우주발사체나 군용 로켓에 관심 있는 독자들은 추진제(케로신, 액체수소/산소, 하이드라진류, 사산화질소 등)와 발사체의 용도에 따라 보통 그 사용이 구분된다는 점을 알고 있을 것인데, 그렇다면 수많은 물질 중 위의 몇 가지가 액체 로켓 추진제로 주로 사용되는 이유는 무엇일까?
조지 서튼(George P. Sutton)은 저서 『액체추진제 로켓 엔진의 역사』(History of Liquid Propellant Rocket Engines. AIAA, 2005)에서, “액체 로켓 엔진 역사의 처음 20년간 아주 많은 수의 매우 다양한 화학물질이 잠재적 추진제로서의 사용 가능성을 평가받았고, 80년간 선택은 몇몇 실용적인 추진제 조합으로 좁혀졌다”고 서술한 바 있다. 실용적인 추진제에 요구되는 특성을 만족하면서도 더 나은 성능을 내는 물질을 찾거나 만들어 내려는 노력 아래 수많은 물질이 연구되고 합성되었는데, 1800여 종으로 추정되는 액체추진제와 2000여 가지에 달하는 이원 추진제 조합이 실험실 평가를 받았으며, 약 300가지는 소형 연소실에서 시험되기도 했다고 한다. 잠재적인 추진제로 연구되었던 수많은 화학물질 가운데 몇 종류만 살아남기까지 한때 존재했던 추진제 후보들의 춘추전국시대가 궁금하다면 아마 이 책 『점화!』가 그 궁금증을 해소해 줄 것이다.
저자

존D.클라크

(JohnD.Clark,1907-1988)_존D.클라크는1949년뉴저지주도버에있는해군항공로켓시험장NARTS에입소했다.(시험장은1960년에피카티니조병창의액체로켓추진연구소가되었다.)그는거의21년내내액체추진제개발을담당했고,이후1970년에은퇴했다.
알래스카사람인클라크박사는알래스카대학교를다녔고캘리포니아공과대학교에서이학학사를,위스콘신대학교에서이학석사를,1934년스탠퍼드대학교에서박사학위를받았다.그는NARTS와인연을맺기전에몇몇산업분야에서화학자로일했다.
클라크박사의저작물다수가기밀로분류된정부보고서형태였지만,그는학술저널등에글과논문을기고하기도했고,취미로공상과학잡지에이야기와기사를쓰기도했다.그는로버트E.하워드의코난시리즈에대한관심의대대적인부흥에중요한역할을했으며,아이작아시모프,L.스프레이그드캠프,플레처프랫과그외공상과학작가들의집필활동에영향을준인물이다.

목차

존클라크에관해_아이작아시모프
서문
1.어떻게시작되었는가
2.페네뮌데와JPL
3.하이퍼골과…
4.…그짝의사냥
5.과산-언제나들러리
6.할로젠과정치적인문제들그리고심우주
7.성능
8.LOX와Flox그리고극저온일반
9.이반은무엇을하고있었는가
10.‘이색추진제(exotics)’
11.일원추유망주들
12.고밀도그리고고도의어리석음
13.그래서어떻게되는가
용어해설
색인

출판사 서평

로켓분야의고전,
존클라크의『점화!』가돌아왔다

이책은냉전과우주개발경쟁이한창이던시절미국에서액체로켓추진제개발에깊이관여한화학자가회고록형태로쓴액체로켓추진제개발사인데,저자자신이직접참여했거나가까이서지켜본일들을주로다룬까닭에건조한역사서보다는흥미진진한비사에가깝다고할수있다.
저자존D.클라크(1907-1988)박사는군연구시설(해군항공로켓시험장NARTS-이후육군이인수해피카티니조병창의액체로켓추진연구소LRPL이된다)에서20여년간액체추진제를연구한추진제화학자이다.그가했던일도정확히위의설명과같은것이기때문에『점화!』도로켓자체보다그전단계에서군용추진제로서가능성있는물질을찾아내고시험한이들의추진제화학-화학로켓의본질-이내러티브의중심을이룬다.
『점화!』는1972년에처음나온뒤로오랫동안절판되었다가,거의반세기후인2017년에다시출간된책이다.이때문에서술된내용일부가현상황과다소거리가있는것도사실인데,그럼에도이책이갖는의미를몇가지관점에서생각해볼수있다.
저자에따르면액체추진제연구는1940년대말,1950년대,1960년대전반까지활발히이루어진이후황혼기에접어들었다.액체추진제화학분야에새로운일거리도,예상되는주요개발도거의남지않았다는것이다.미국에서그렇게액체로켓추진제연구개발에관여한집단은많아야200여명규모였고(일명‘추진제커뮤니티’),실질적인핵심인력은그중1/4에불과했다고한다.
연구개발에소수만관여한현실과기술적완숙기에접어든시기적여건에대한저자의인식은추진제커뮤니티(쥘베른의『지구에서달까지』에나오는‘볼티모어건클럽’을연상시킨다)를향한서문의인상적인인사말에,혹은예우를갖춘고별사에함축적으로표현되어있는데,이는오늘날우리가이주제에관한당사자의진술을더는찾아보기어렵다는의미로도읽힌다.
다른한편으로『점화!』는로켓학에관한좋은참고서적이기도하다.역사적인측면은물론이고,화학로켓의본질을이해함에있어서도그러하다.이책은저자가밝혔듯이공식적역사를기술한것은아니지만,일차적으로는언제무슨일이있었는지에관한것인데,저자는개별적인사건들을기술하는데그치지않고많은부분기술적인설명을곁들인다.어떤시도가,어떤기획이어떠한이유로성공하거나실패했는지에관한서술은,교재처럼수식으로보이지않았을지라도,은연중에화학로켓이작동하는원리를보여준다.“추진제화학자들은추진제가무엇을해야하는지안다”는말처럼,이책은다른분야에서흉내낼수없는독특한문법으로화학로켓이무엇인지표현한다.
그러나그무엇도이책의최대미덕으로꼽히는재미를뛰어넘지못할것이다.『점화!』에관한해외독자들의반응은(대부분)‘폭발적’이다.로켓도아닌추진제라는협소한분야를다루고있는하드코어사이언스에납득하기어려울만큼많은독자들이높은평점을주었다는점은,이책이그만큼잘쓰인과학책이라는방증일지도모르겠다.독자들의이러한반응은온라인서점아마존닷컴의어느서평제목,“Aniche-interestbookthattherightreaderwillfindfascinating.”한줄로잘요약될것같다.
좁게는항공우주와군사과학분야에흥미가있는독자들과넓게는과학을공부하는학생들에게이책을권하고싶다.“과거를기억하지못하는자는그것을되풀이할수밖에없다”라는인용문과,본문에등장하는“기초연구명목보다엔지니어링명목으로자금을마련하는것이항상더쉽다.왜그런지필자에게묻지말라.”는한마디는이공계의많은종사자들에게통렬하게다가올것이고,추진제화학자들이주어진상황에서무엇을하려했으며어떤방식으로문제를풀어가려했는지살펴보는것은학생들(특히항공우주와추진분야전공자)에게흥미롭고유익한경험이될것이다.익살스럽게표현되어있지만사실은극도로위험한물질들속에서생명을담보로써나간도전의역사가오늘날의독자에게도탐구정신을일깨우고영감을주는좋은자극제가되기를빈다.

장별소개
1장‘어떻게시작되었는가’에서는치올콥스키,고더드를비롯한로켓학의선구자들에관한이야기,추진제개발의본류중하나의출발점인사산화질소(NTO),적연질산(RFNA)의도입등을소개한다.
2장‘페네뮌데와JPL’에서는2차대전중독일에서의주요연구(알코올/액체산소조합,하이드라진/고농도과산을이용한자동점화성추진제,질산과자동점화하는연료를찾으려는노력)와미국에서의주요연구(GALCIT-JPL에서아닐린-RFNA로이륙보조로켓(JATO)을개발)에대해소개한다.
3장‘하이퍼골과…’에서는자동점화성연료/첨가제개발,저장성추진제인하이드라진의어는점을낮추기위한노력과,그결과물인하이드라진유도체(MMH및UDMH)에대해다룬다.
4장‘…그짝의사냥’에서는질산특유의문제점(부식성,분해로인한압력상승등)을해결하려는노력과,그결과물인억제적연질산(IRFNA)에대해서술한다.
5장‘과산-언제나들러리’에서는이원추진제로서고농도과산화수소에대한연구,과산이가진태생적한계등을다룬다.
6장‘할로젠과정치적인문제들그리고심우주’에서는산소기반저장성산화제를능가할,할로젠기반산화제연구를다룬다.악명높은ClF3,퍼클로릴플루오라이드와ClF5의발견등이소개된다.
7장‘성능’에서는로켓학에서의성능이무엇을뜻하는지,주어진추진제조합에대한성능계산은어떻게이루어지는지,성능계산에사용된각종근사법에는어떤것들이있었는지,성능측면에서우수한추진제란어떤것인지간략하게설명한다.
8장‘LOX와Flox그리고극저온일반’에서는액체산소(LOX)와RP-1/액체수소에관한일반적내용,액체플루오린,Flox(액체플루오린과LOX의혼합물),오존을이용한연구에대해소개한다.
9장‘이반은무엇을하고있었는가’에서는소련의액체로켓추진제개발에대해개괄한다.소련의행적은미국의그것과크게다르지않지만,그관행은다소보수적인것으로보인다.
10장‘이색추진제(exotics)’에서는보레인(붕소와수소의화합물)관련연구를다룬다.붕소함유연료는고에너지추진제로기대를모았지만,결과물은별로성공적이지못했다.
11장‘일원추유망주들’에서는(과산및하이드라진의촉매분해)저추력일원추진제를소개하고,주추진용고성능일원추진제개발비화,고에너지와안정성간의위험한줄타기에대해다룬다.
12장‘고밀도그리고고도의어리석음’에서는하이브리드(고체연료/액체산화제사용)로켓,고밀도연료(금속화연료,젤추진제등),삼원추진제(Li-F-H시스템등)에관한연구를소개한다.
13장‘그래서어떻게되는가’에서는화학로켓의미래와,응용분야별(단/장거리탄도탄,우주발사체부스터/상단,달착륙선,심우주탐사선등)추진제사용에대해전망한다.

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