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[스압] 지구를 떠나다 계획 수립의 예시.

1,042 조회

2016.10.13 15:49

지구를 떠나다에서 가장 중요한건 어떤 루트로 어떤 수단을 이용하여 플랜을 짜느냐 입니다.

그리고 이 플랜을 짜는 노하우가 초보자와 숙련자를 가르는 가장 큰 요소가 됩니다.

저도 시작한지 얼마 되지 않은 초보입니다만, 한 가지 목표를 세 가지 방법을 통해 다녀오는 법을 소개드려서

다른 유저분들께 플랜을 짜는 방법에 대한 감을 조금이나마 잡을 수 있게 도와드리고자 글을 올립니다.

한글에서 글을 써서 붙여넣었더니 간격이 좀 빡빡하네요... 심지어 핸드폰에서는 표가 정상적으로 보이지 않습니다. 양해 부탁드려요.

이동 난이도	로켓 타입
		JUNO	ATLAS	SOYUZ	SATURN
	1	3	23	71	180
	2	1	9 1/2	31	80
	3	1/3	5	17 2/3	46 2/3
	4		2 3/4	11	30
	5		1 2/5	7	20
	6		1/2	4 1/3	13 1/3
	7			2 2/3	8 4/7
	8			1	5
	9				2 2/9

먼저 이 모든 계산에 앞서서 이 표를 볼 줄 알아야 합니다. 여러분들의 우주개발국 카드에도 써있는 표지요.

아틀라스의 경우 4무게, 27추진력입니다.

아틀라스로 난이도 3의 기동을 한다면 (아틀라스 무게 4 + 추가 무게 5) X (난이도 3) = 27 로

무게 5까지 추가로 적재하면 아틀라스 한 대로 무리없이 이동시킬 수 있습니다. 위 표는 그런 의미입니다.

이동난이도 3의 아틀라스 열을 보면 5라고 표시되어있죠. 아틀라스 한 대를 사용하면 5의 무게는 감당 가능하다 라는 이야기입니다.

고로, 앞으로는 이동 할 난이도를 보고 탑재무게를 잘 분배만 하면 됩니다.

예를들어 난이도 2로 무게 20의 기동을 한다면 여러분들에게 선택지는 두 개가 됩니다.

아틀라스 두 대(19)+주노 한 대(1)로 20을 딱 맞추거나, 소유즈 한 대로 11이라는 넉넉한 적재공간을 확보하거나요.

이 표만 볼 줄 아시면 계산이 엄청 쉬워집니다.

아무튼 화성에서 샘플을 가지고 돌아오는 미션에 대한 시뮬레이팅을 해보겠습니다.

1) 단순하게 기교없이 다녀오기

가장 노멀하게 이온추진기와 랑데부 없이 한번에 쭉 갔다가 돌아오는 경우를 고려해보도록 합시다.

루트는 지구 → 준궤도 → 지구궤도 → 화성궤도 → 화성착륙(샘플채집) → 화성궤도 → 지구궤도 → 지구착륙입니다.

그런데 마지막 루트인 지구궤도 → 지구착륙의 경우 난이도가 0입니다. 그리고 이동하는데 필요한 추진력은 [추진력 ≥ 이동난이도 × 무게]입니다.

만약 난이도가 0이라면 무게가 얼마가 되었든 곱하면 0이 되기 때문에 별도의 로켓이 필요하지 않게 됩니다.

그러니 우리의 최종 목적지는 지구궤도까지 잡아도 무방합니다. 표를 작성해봅시다. 기본적으로 표는 역순으로 정리하는쪽이 편합니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5
화성궤도로	3
화성으로	0
화성궤도로	5
지구궤도로	5
준궤도로	3

샘플을 채집한다는 건 <작동중인 탐사선>이 존재해야 한다는 것이므로

지구궤도로 도착했을 때에는 최소한 탐사선 무게1 + 샘플 무게1, 도합 2의 무게는 가지고 있게 됩니다. 그래서 첫 칸에 2를 써 넣겠습니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2
화성궤도로	3
화성으로	0
화성궤도로	5
지구궤도로	5
준궤도로	3

즉 화성궤도에서 지구궤도로 이동하는 마지막 단계는 2의 무게를 난이도 5로 비행하는 상황이 됩니다.

위의 표를 보면 난이도 5를 기동하는데 아틀라스 로켓은 1과 2/5의 무게를, 소유즈는 7의 무게를 탑재 가능합니다.

탑재해야 할 무게가 2이므로 아틀라스 로켓은 두 대, 소유즈는 한 대가 있어야 하겠군요.

아틀라스로켓의 경우 한 대에 무게가 4입니다. 즉 2대를 탑재한다면 무게가 8, 소유즈는 무게가 한 대에 9입니다.

즉 아틀라스 두 대가 소유즈 한 대보다 무게에 있어서 효율적이란 이야기지요. 아틀라스 2대를 채택하겠습니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8
화성궤도로	3	10
화성으로	0
화성궤도로	5
지구궤도로	5
준궤도로	3

따라서 화성궤도에 도착한 로켓은 지구궤도로 가기위해 [프로브1+캡슐1+아틀라스8], 즉 10의 무게를 탑재하고 있어야 합니다.

그러니 화성에서 이륙하여 화성궤도로 가기 위해서는 난이도 3으로 무게 10의 적재량을 버텨야 한다는 이야기가 됩니다.

표를 참조해봅시다. 난이도 3 기동에서 아틀라스는 5, 소유즈는 17과 2/3의 무게를 적재 가능합니다.

위와 같은 사고 흐름에 의해 소유즈 한 대를 싣느니 아틀라스 두 대쪽이 더 무게가 이득이 됩니다. 그런고로 이번 단계에도 아틀라스를 사용하도록 하죠.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8
화성궤도로	3	10	ATLAS 2	8
화성으로	0	18	-	0
화성궤도로	5	18
지구궤도로	5
준궤도로	3

자 이제 화성으로 착륙을 해 봅시다. 난이도가 0이므로 별도의 로켓이 필요하지 않습니다. 프리패스!

그런데 이 단계에는 틀린 부분이 있습니다.

화성에 착륙후 이륙하는 과정에서 샘플을 채집하기 때문에 이 단계에서 무게 1이 추가된다는 부분이지요.

따라서 화성으로 착륙하는 우주선은 1의 무게를 덜 지니게 됩니다. 화성에 도착해서야 무게가 18이 되지요.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8
화성궤도로	3	10	ATLAS 2	8
화성으로	0	18	-	0	샘플 채집+1
화성궤도로	5	17
지구궤도로	5
준궤도로	3

그러므로 우리는 화성궤도에 17의 무게를 올려야 합니다. 표를 참조하면 소유즈 두 대에 아틀라스 세 대 또는 새턴 한 대로 해결할 수 있겠군요.

하지만 전자의 경우 무게가 30이나 되며, 후자의 경우는 무게가 20밖에 되지 않으니 당연히 후자를 선택합니다. 새턴을 채용하도록 하죠.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8
화성궤도로	3	10	ATLAS 2	8
화성으로	0	18	-	0	샘플 채집+1
화성궤도로	5	17	SATURN 1	20
지구궤도로	5	37
준궤도로	3

자 다음은 지구궤도에 37의 무게를 올리는 과정입니다. 선택지가 두 개 있습니다.

하나는 지구에서 37의 무게를 8난이도를 통해 바로 지구궤도로 쏘거나,

하나는 지구->준궤도->지구궤도로 난이도 3, 난이도 5의 기동을 순차적으로 하는거죠.

8 난이도의 경우 필요한 로켓은 새턴 8대입니다(...) 뒤도 보지 않고 패스하겠습니다.

일단 준궤도에서 지구궤도로 5난이도로 37을 쏘는걸 목표로 해보죠. 선택권은 새턴 두 대 혹은 새턴 한 대＋소유즈 두 대+아틀라스 세 대입니다.

전자는 무게 40, 후자는 무게 50입니다. 전자 채용.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8
화성궤도로	3	10	ATLAS 2	8
화성으로	0	18	-	0	샘플 채집+1
화성궤도로	5	17	SATURN 1	20
지구궤도로	5	37	SATURN 2	40
준궤도로	3	77

자 마지막! 지구에서 준궤도로 무게 77을 3의 난이도로 발사하도록 합니다.

새턴 한 대, 소유즈 두 대면 82의 무게를 퍼나를 수 있으니 이렇게 가도록 하죠. 최종 플랜은 다음과 같습니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8
화성궤도로	3	10	ATLAS 2	8
화성으로	0	18	-	0	샘플 채집+1
화성궤도로	5	17	SATURN 1	20
지구궤도로	5	37	SATURN 2	40
준궤도로	3	77	SATURN 1, 2SOYUZ	38

최종적으로 우리가 필요한 로켓은 ATLAS 4대, SOYUZ 2대, SATURN 4대입니다. 물론 화성 진입과정에서 랜딩 기술이 요구되겠죠.

2) 이온추진기 이용

이번에는 지구 → 준궤도 → 지구궤도 → 화성 접근궤도 → 화성착륙(샘플채집) → 화성궤도 → 내부행성궤도 → 지구궤도 → 지구착륙 의 루트를

이온추진기를 사용하여 가 보도록 하겠습니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4
화성궤도로	3
화성으로	3
화성 접근궤도로	3
지구궤도로	5
준궤도로	3

이온추진기는 다른 로켓과는 이질적인 특징이 있습니다.

추진량이 고정인 다른 로켓들과는 달리 이온추진기는 이동에 걸리는 햇수당 5의 추진력을 제공합니다.

1년의 시간이 소요되므로 이온추진기 세 대가 제공하는 추진력은 15입니다.

이온추진기 무게3+샘플 무게1+탐사선 무게1 = 총 무게 5 이며 난이도가 3이므로 15의 추진력이 요구되니 딱점으로 맞아떨어집니다. 와우!

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5
화성으로	3
화성 접근궤도로	3
지구궤도로	5
준궤도로	3

다음은 화성에서 내부행성계로 이동을 할 차례입니다. 이온추진기의 다른 특징중 하나는 사용한 로켓을 버리지 않고 재사용한다는 것입니다.

우리에게는 마지막단계에서 사용해야할 이온추진기 세대가 실려있으니 이걸 한번 더 활용해보도록 합시다.

(원래대로라면 최초 화성 접근궤도로 이동하는 단계에서 사용 한 이온추진기를 이후 재사용하는거지만

계산 단계에서는 최후 무게에 더해주고 아래쪽을 재사용한다는 개념으로 가주셔야 편합니다.)

이온추진기가 세대, 소요되는 시간이 2년이므로 개당 10의 추진력씩 세 대, 즉 30의 추진력을 제공합니다.

이번 단계에서 쓰일 이온추진기는 쓰던거 계속 쓰는거라서 추가로 적재할 필요가 없으니

여전히 무게는 5밖에 되지 않고, 난이도4의 기동이므로 20의 추진력이 필요, 넉넉하게 패스 가능합니다. 다음 단계로 넘어가지요!

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5
화성으로	3
화성 접근궤도로	3
지구궤도로	5
준궤도로	3

화성에서 화성 궤도로 가는 우주선은 5(이온추진기 3대, 샘플1, 탐사선1)의 무게를 3으로 기동해야 합니다.

이온추진기를 계속 재탕하고 싶지만 이온추진기는 소요시간이 없는 이동에선 사용할 수가 없으니 이번에는 그냥 일반 로켓을 사용해야 하겠군요.

3의 난이도로 5의 무게를 실어나르려면 아틀라스 한 대면 딱점입니다. 아틀라스 채용!

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5	ATLAS 1	4
화성으로	3	9
화성 접근궤도로	3
지구궤도로	5
준궤도로	3

화성으로 내려앉는 단계입니다. 3의 난이도로 9의 무게를 실어날라야 할 것 같지만,

이 무게에도 역시 샘플의 무게가 포함이 되어 있으니 샘플 무게를 제외한 8의 무게를 옮겨 봅시다. 표를 참조하신다면 아틀라스 두 대면 되겠군요.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5	ATLAS 1	4
화성으로	3	8	ATLAS 2	8
화성 접근궤도로	3	16			3년 소요
지구궤도로	5
준궤도로	3

이번에는 지구궤도에서 화성 접근궤도(MARS FLY-BY)로의 여정입니다. 난이도 3, 3년 소요.

아까 묵혀뒀던 이온추진기를 다시 꺼낼 시간입니다. 3년이므로 개당 15씩 45의 추진력이 제공된다는걸 기억해두시고...

아틀라스 한 대를 추가로 끼얹는다면 45+27=72의 추진력이 생깁니다.

기본 무게가 16이고 아틀라스가 4이므로 20의 무게를 3 난이도로 이동시킨다면 60의 추진력이 요구되므로 72면 차고 남네요. 아틀라스 한 대 채용! (*)

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5	ATLAS 1	4
화성으로	3	8	ATLAS 2	8
화성 접근궤도로	3	16	ION3 ATLAS1	4	3년 소요
지구궤도로	5	20
준궤도로	3

아까 보셨듯 8 난이도로 쏘아올리는건 정말 어려운 일입니다.

그런고로 깔끔하게 바로 2단계에 걸쳐서 쏘아봅시다. 5난이도로 20의 무게를 쏘아올리려면 새턴이 답입니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5	ATLAS 1	4
화성으로	3	8	ATLAS 2	8
화성 접근궤도로	3	16	ION3 ATLAS1	4	3년 소요
지구궤도로	5	20	SATURN 1	20
준궤도로	3	40

남은건 3 난이도로 40의 무게를 쏘아올리는 것. 역시 답은 새턴입니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5	ATLAS 1	4
화성으로	3	8	ATLAS 2	8
화성 접근궤도로	3	16	ION3 ATLAS1	4	3년 소요
지구궤도로	5	20	SATURN 1	20
준궤도로	3	40	SATURN 1	20

그런고로 최종 플랜은 이온추진기 3대, 아틀라스 4대, 새턴 2대로 파이널 앤서어어어!!

이 때 요구되는 기술은 이온추진기+랜딩기술입니다. 첫 플랜보다는 조금 부담이 있죠.

위에서 잠깐 내비쳤던 (*) 단계를 다시 되짚어봅시다. 이동에 시간이 걸리는 이동의 경우 시간을 의도적으로 증가시킬 수 있습니다.

이온추진기가 해가 지나갈수록 추가적인 추진력을 제공하기 때문이죠.

그런고로 지구궤도에서 화성 접근궤도로 이동하는 단계의 시간을 4년으로 의도적으로 1년 늘려보도록 합시다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5	ATLAS 1	4
화성으로	3	8	ATLAS 2	8
화성 접근궤도로	3	16	ION 3	재사용	4년 소요
지구궤도로	5	16
준궤도로	3

이온 추진기가 개당 20의 추진력을 제공하게 됩니다. 오마이갓!

그러므로 세 대를 1년 더 돌리면 추가로 아틀라스 로켓을 적재할 필요 없이 그대로 프리패스. 이온추진기는 갓입니다. 갓이에요.

아무튼 이대로 끝까지 쭉쭉 추진한다면 이렇게 됩니다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	3	2	ION 3	3	1년 소요
내부행성계로	4	5	ION 3	재사용	2년 소요
화성궤도로	3	5	ATLAS 1	4
화성으로	3	8	ATLAS 2	8
화성 접근궤도로	3	16	ION 3	재사용	4년 소요
지구궤도로	5	16	SATURN 1	20
준궤도로	3	36	SATURN 1	20

결과적으로 아틀라스 1개분의 예산(5$)을 1년을 더 들이면 아낄 수 있다는 이야깁니다.

3) 랑데부 기술을 이용하여 이동하기

마지막으로 최초와 같은 루트를 랑데부 기술을 활용해 이동해봅시다.

루트는 지구 → 준궤도 → 지구궤도 → 화성궤도 → 화성착륙(샘플채집) → 화성궤도 → 지구궤도 → 지구착륙입니다.

랑데부 기술이란 우주 밖에서도 우주선을 조립, 분해 할 수 있는 기술입니다. 매우 좋죠.

랑데부 기술을 쓰기 위해선 몇 가지 조건이 필요합니다만 여기서 그런 것 까지 이야기 하긴 너무 길고..

일단 랑데부 기술을 안정화 하는 과정에서 새턴 한 대를 지구 궤도까지 쏘아올렸다는 가정 하에 시작하겠습니다.

이에 따르는 부가지출은 여기선 잠깐 접어두도록 하죠.

어차피 기술 안정화 하려면 로켓 몇 번 쏘아야 하는데, 그 때 한 대쯤 더 실어서 궤도에 놓고 온다고 생각하시면 좋습니다.

아무튼 시작해보겠습니다. 랑데부 기술의 계산은 좀 복잡합니다.

일단 지구에서 올라갈 때 지구궤도에서 화성궤도로 향할 때 사용할 새턴 한 대는 아까 궤도에 미리 올려둔 녀석으로 대체하면 됩니다.

또한 마지막 단계에서 우리는 화성궤도에서 지구궤도로 아틀라스 두 대를 써서 올 것입니다.

하지만 이 로켓은 그 전단계인 화성에서 화성궤도로 이륙하는 과정에서는 필요하지 않습니다.

그러므로 화성궤도에서 화성으로 착륙하는 과정에서 아틀라스 로켓 두 대를 화성궤도에 분리시켜두고

화성에 착륙할 때에는 이륙용 아틀라스 한 대만 싣고 가겠습니다.

도표로 이야기하자면 이렇습니다.

이동단계

지구에서 이륙

지구궤도로

화성궤도로

화성착륙

화성이륙

지구궤도로

현재위치

지구

준궤도

지구궤도

화성궤도

화성

화성궤도

지구궤도

비고

새턴 도킹

2AT 분리

2AT도킹

네. 마지막 말이 이상하죠?

분명 첫 번째 예시에서 루트를 짜며 우리는 화성에서 이륙할 때 아틀라스 두 대를 사용했습니다.

하지만 이 계산에서는 한 대만 사용한다고 이야기했죠.

왜냐하면 화성에서 이륙 시 궤도에 두고 온 아틀라스 두 대 만큼의 무게가 줄어들었기 때문입니다. 우와!

자 그럼 계산을 시작해봅시다.

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8
화성궤도로	3	10
화성으로	0
화성궤도로	5
지구궤도로	5
준궤도로	3

원래대로라면 이렇게 시작하고 화성에서 화성궤도로 10의 무게를 견딜 아틀라스 두 대를 빈 칸에 차례로 써 넣어야 하지만,

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8	지구궤도행 아틀라스 2대 도킹 +8
화성궤도로	3	2	ATLAS 1	4
					화성 샘플 채집 +1
화성으로	0	5	-	-
					지구궤도행 아틀라스 2대 분리 -8
화성궤도로	5	13

지구궤도로	5

준궤도로	3

이렇게 계산됩니다.

차례로 이야기하자면 화성 최초 지구궤도에서 화성궤도로 이동하는데 탑재된 부품은 탐사정 한 대(1)+아틀라스 3대(12)입니다.

화성궤도에 도착 후 아틀라스 2대를 분리해 탐사정 한 대(1)+아틀라스 한 대(4) = 총 무게 5의 우주선 한 대와 아틀라스 2대(8)의 우주선 한 대로 분리하고

탐사정 달린 무게 5짜리 우주선을 0난이도로 화성에 착륙시켜서 샘플을 채집합니다.

이 시점에서 우주선의 무게는 탐사선(1)+샘플(1)+아틀라스(4)=6이 됩니다.

화성에서 화성궤도로 이륙하는 난이도는 3이므로 추진력 18이 필요하며 이는 아틀라스 한 대로 커버 가능하니

이륙하면 화성궤도에 방금 올라온 탐사선(1)+샘플(1) 의 우주선 1대와 아까 남겨둔 아틀라스 2대짜리 우주선 1대가 남습니다.

이걸 이제 PO도킹WER.

탐사선(1)+샘플(1)+아틀라스2(8)=10의 우주선을 방금 도킹시킨 아틀라스 두 대로 난이도 5로 지구궤도로 쏘아버린다는 계산입니다.

이제 남은건 두 칸입니다.

먼저 준궤도에서 지구궤도로 올라오는 녀석 말인데, 이 녀석에게 지구궤도에서 화성궤도로 갈 우주선을 탑재할 필요는 없습니다.

아까 우리는 랑데부 및 다른 기술 안정화 과정에서 새턴 한 대를 지구 궤도로 올려뒀거든요.

그러니 지구궤도까지 올라올 녀석은 이후 사용할 로켓 및 부품 13무게만큼을 지니고 올라오면 됩니다. 이를 적용시켜서 마저 정리한다면

이동루트	난이도	무게	로켓	로켓무게	비고
지구궤도로	5	2	ATLAS 2	8	지구궤도행 아틀라스 2대 도킹 +8
화성궤도로	3	2	ATLAS 1	4
					화성 샘플 채집 +1
화성으로	0	5	-	-
					지구궤도행 아틀라스 2대 분리 -8
화성궤도로	5	13	SATURN 1	20
					화성궤도행 새턴 1대 도킹 +20
지구궤도로	5	13	SOYUZ 2	18

준궤도로	3	38	SATURN 2	20