로켓 과학 3

1부 탄도탄의 개요
제1장 탄도탄의 정의
1. 탄도탄의 정의/ 2. 탄도탄을 유도탄이라고 하는 이유
제2장 탑재질량과 이륙질량
1. 탑재질량과 이륙질량 간의 관계/ 2. 탄두질량, 폭발력 및 피해반경
제3장 사거리별 탄도탄의 필요성
1. 모든 사거리를 커버하는 탄도탄이 없는 이유/ 2. 사거리를 기준으로 한 탄도탄의 분류
제4장 미국과 구소련 탄도탄 DNA의 진화과정
1. 탄도탄의 초라한 출생/ 2. 로켓과 핵폭탄의 상승효과/ 3. 탄도탄 DNA의 돌연변이
제5장 공포에 의해 추진되는 탄도탄의 기술 변천
1. 미사일 갭 아메리칸 스타일/ 2. 미사일 갭 소비에트 스타일/ 3. 탄도탄 DNA의 두 번째 돌연변이: 다탄두 미사일

2부 자유낙하궤도와 람베르트 문제
제1장 역제곱 중력장에서 자유낙하 문제
1. 편평 지구 중력장에서 탄도탄의 자유낙하궤도/ 2. 역제곱 중력장에서 탄도탄의 자유낙하궤도
제2장 람베르트 조준과 요구속도 
1. 람베르트 조준/ 2. 케플러 방정식

3부 탄도탄 궤도
제1장 동력 비행궤도와 자유낙하궤도
1. 발사장소의 관성계에 대한 속도/ 2. 동력 비행궤도와 자유낙하궤도
제2장 기준궤도
1. 기준궤도의 정의/ 2. 가상 발사점 L′과 원지점 A 및 표적 T에 의해 결정되는 기준궤도/ 3. 최소에너지 기준궤도: RMET
제3장 동력 비행궤도
1. 동력 비행의 기본방정식/ 2. 대기밀도/ 3. 자전하지 않는 구球형 지구에서의 동력 비행궤도/ 4. 탄도계수/ 5. 로켓의 속도 성능

4부 크로스 프로덕트 유도조종
제1장 개방형 유도
1. 수직 상승궤도/ 2. 저궤도 구간에서 유도조종: 개방형 유도
제2장 폐쇄형 유도
1. 폐쇄형 유도/ 2. 속도 오차
제3장 ‘크로스 프로덕트’ 조종법(CPS)
1. 제로 크로스 프로덕트 조종법(ZCPS)/ 2. 논제로 크로스 프로덕트 조종법(NZCPS)
제4장 기준궤도를 이용한 CPS 유도 및 에너지 소모 조종법
1. 기준궤도를 이용한 크로스 프로덕트 조종법(CPS)/ 2. 에너지 소모 조종법(EMS)/ 3. 회전하는 지구의 영향

5부 재돌입의 물리학
제1장 재돌입궤도의 특성
1. 일정한 중력을 가진 편평 지구에서 재돌입/ 2. 대기저항에 의한 재돌입체 가열
제2장 재돌입의 물리학
1. 재돌입궤도 방정식/ 2. 구-원추형 재돌입체의 탄도계수/ 3. RV에 흡수되는 열량 계산/ 4. 융제현상과 RV의 마찰열 차폐/
5. 열전도로부터 페이로드 보호

6부 핵탄도탄의 살상면적과 표적 파괴확률
제1장 살상면적
1. 핵폭발 효과와 표적 파괴반경/ 2. 살상면적과 사상자 수 추정
제2장 표적 파괴확률
1. 단발 파괴확률/ 2. 다발 파괴확률

7부 현대식 탄도탄의 전략적 의미
제1장 현대식 탄도탄의 특성과 역할
1. 짧은 반응시간/ 2. 탑재질량 대 이륙질량/ 3. 발사대기 상태 유지율
제2장 CEP와 표적 파괴확률
1. CEP가 지배하는 표적 파괴확률/ 2. 미국과 구소련 ICBM/SLBM CEP의 변천
제3장 생존력
1. 미국과 구소련/러시아 ICBM급 탄도탄의 성능/ 2. 이동식 ICBM의 생존력 예측

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로켓 개발과 우주개발이 꿈이었고, 이에 관한 한 세계 최고를 자부하던 폰 브라운 팀에게는 포트 블리스의 생활은 견디기 어려운 고문이었을 것이다. 이러한 상황을 겪으며 폰 브라운은 엘파소의 생활을 “우리는 평화의 포로prisoners of peace다”고 한마디로 표현했다. 미국은 독일 로켓 팀의 코어 그룹과 V-2 로켓 100기를 조립할 수 있는 부품을 확보했으면서도 이것들을 사용해 새로운 로켓이나 탄도탄을 개발하려는 움직임은 전혀 없었다. (중략) 미국 정부의 이러한 무관심은 아마도 폰 브라운으로 하여금 필생의 소원이었던 달 탐사계획을 성취하게 만들어준 운명의 배려가 아니었을까 생각한다. 만약 폰 브라운 팀이 ICBM 개발 같은 극비 프로젝트에 관련되었더라면 아마도 그에게 아폴로 계획을 구상하고 달로켓 ‘새턴Saturn-V’를 개발할 기회는 없었을 것이다. 달 탐사계획 자체도 지금 우리가 알고 있는 ‘아폴로 계획Apollo Program’과는 많이 다르게 전개되었을 것으로 생각한다.

1958년 대통령 선거유세에서 ‘존 F. 케네디John F. Kennedy’는 소련에 대한 아이젠하워 정부의 미사일 군사력 열세를 꼬집기 위해 처음으로 ‘미사일 갭’이라는 단어를 사용했다. 사실 미사일 갭은 미 ‘대통령과학자문위원회President’s Science Advisory Committee’ 산하의 ‘안보자원 패널Security Resources Panel’이 작성한 ?핵시대의 억지수단과 생존Deterrence & Survival in the Nuclear Age?이라는 보고서에서 구소련은 ICBM 기술과 전력에서 미국을 이미 능가했다고 기술한 데서 비롯됐다고 본다. (중략) 이 보고서의 소련 ICBM에 대한 과대평가와 스푸트니크 위성이 상승효과를 일으키면서 공포의 미사일 갭을 일으켰다. 그러나 실상은 그 반대였다. 사실 OKB-1의 코롤레프 팀은 RV 개발이 지연되어 R-7은 1960년 1월이 되어서야 실전 배치될 수 있었던 반면, 미국은 소련보다 이른 1959년 9월 3기의 아틀라스-D를 반덴버그 공군기지의 지상 발사대에 배치할 수 있었다. 아이젠하워 정부는 ‘미사일 갭’이 실체가 없다는 사실을 어느 정도 파악하고 있었지만, 언론과 시민 및 정치권의 불안을 막을 수는 없었다.

전략적인 필요에 따라 발사에서 탄착점까지 비행시간을 미리 정해놓고 표적을 조준해야 할 경우도 있다. 실제로 영국의 유일한 핵 억지력이었던 폴라리스 A3T ‘셰벌린Chevaline’은 모스크바의 ABMAnti-Ballistic Missile Defense을 돌파하는 시스템으로 설계되었다. SSBN에서 탑재한 16기의 셰벌린은 모두 모스크바를 겨냥하고 발사하도록 전략을 세웠다. 그러나 16발을 모두 발사하는 데는 몇 분의 시간이 소요된다. 따라서 최대사거리궤도를 이용한 통상적인 방법으로 16기를 발사한다면, 첫 기가 모스크바에 도달한 후 몇 분이 경과해야 16번째 미사일이 모스크바 상공에 도달하게 된다. 반면, 16기의 셰벌린을 조금씩 다른 궤도로 발사하여 동시에 모스크바로 도달하게 발사한다면, 모스크바의 방공망에 32기의 RV를 한꺼번에 요격해야 하는 부담을 줌으로써 셰벌린 탄두의 생존율이 대폭 향상되게 했다.