[우주비행역학]과제3-Gravity-Turn Trajectories(최대도달고도 및 최대도달수평거리 구하기)

1. 개요

우주비행역학에서 중력턴 궤적은 발사체가 저중력과 대기 중에서 궤적을 형성하는 중요한 전략이다. 이는 발사체가 우주로 진입하는 과정에서 중력과 공기 저항을 효과적으로 이용하여 최적의 경로를 설정하는 것을 말한다. 이 과정에서 중력턴은 발사체가 지면에서 수직으로 발사된 후, 점진적으로 수평으로 궤적을 전환하여 목표 고도에 도달하는 메커니즘이다. 이 방식을 사용하면 연료 소 wastage를 최소화하고, 목표 고도와 수평 거리 도달을 효율적으로 극대화할 수 있다. 중력턴의 핵심 원리는 중력이 발사체에 미치는 영향을 최대한 활용하는 것이다. 발사 후 초기 고도가 낮은 상황에서는 중력과 대기 저항이 중요한 영향을 미치기 때문에, 수직으로 상승하는 것보다는 적절한 각도에서 수평 방향으로 궤적을 변경함으로써 중력의 저항을 상쇄하고, 연료 소모를 줄일 수 있다. 발사체는 대기 중에서 일정한 고도와 속도로 비행하면서 중력을 이용해 자연스럽게 방향을 전환하게 된다. 이러한 비행 경로는 최적의 고도에 도달하기 위해 설계되어 있으며, 결과적으로 발사체의 최대 도달 고도와 최대 도달 수평 거리를 결정하는 데 중요한 영향을 미친다. 중…(생략)