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원지점 킥모터

원지점 킥모터(영어: apogee kick motor, AKM)는 인공위성이 천이 궤도(transfer orbit)에서 최종 궤도(가장 일반적으로 원형 궤도)로 궤적을 변경하기 위해 필요한 최종 속도 증가분을 제공하는 데 사용되는 로켓 모터를 말한다. 지구에서 발사된 위성의 경우, 이 모터는 천이 궤도의 가장 높은 지점인 원지점(apogee)에서 점화된다.

정지 궤도(geostationary orbit)로 진입하려는 위성의 경우가 대표적인 사용 사례이다. 대부분의 정지 궤도 위성 발사는 지구 적도에서 상당히 떨어진 발사장에서 이루어지기 때문에, 발사체는 위성을 적도면에 대해 기울어진 궤도, 즉 정지 천이 궤도(geostationary transfer orbit, GTO)에만 올려놓을 수 있다. 이후 위성은 자체에 장착된 원지점 킥모터를 이용해 필요한 속도 증가분(delta-v)을 확보해야 한다. 위성이 천이 궤도의 원지점에 도달하면 킥모터가 점화되어 타원 궤도를 원형 궤도로 변환하고, 동시에 궤도 경사각을 약 0도로 낮추어 정지 궤도 진입을 완료한다. 이러한 과정을 "원지점 킥(apogee kick)"이라고 부른다.

보다 일반적으로, 천이 궤도에서 로켓 엔진을 점화하여 목표 궤도에 진입시키는 과정은 "궤도 삽입 연소(orbital insertion burn)" 또는 원형 궤도가 목표일 경우 "원형화 연소(circularization burn)"라고 한다. 지구 이외의 천체 주위 궤도에서는 "최고점 연소(apoapsis burn)"라고 부르기도 한다.

위성에 탑재되는 연료의 양은 위성의 수명에 직접적인 영향을 미치므로, 원지점 킥 기동을 최대한 효율적으로 수행하는 것이 중요하다. 대부분의 정지 궤도 위성은 정지 천이 궤도에서 분리되었을 때의 질량에 비해 정지 궤도에서 운용 수명을 시작할 때의 질량이 대략 절반 수준이며, 나머지 절반은 원지점 킥 기동 과정에서 소모된 연료에 해당한다.

원지점 킥모터는 주로 고체 추진제를 사용하는 경우가 많으며, 대표적인 예로 미국의 스타(Star) 계열 로켓 모터가 원지점 킥모터로 널리 사용되었다. 또한 행성 간 탐사 임무에서도 사용된 사례가 있는데, 예를 들어 뉴 호라이즌스(New Horizons) 탐사선은 명왕성으로 향하는 과정에서 스타 48(Star 48) 킥모터를 사용하였다. 한국에서는 과학로켓 KSR-III의 3단으로서 원지점 킥모터(아포지 킥 모터)에 대한 연구·개발이 수행된 바 있다.

원지점 킥모터는 우주공학 분야에서 널리 인정받고 문서화된 실제 개념으로, 인공위성 궤도 진입 및 정지 궤도 배치에 있어 핵심적인 추진 장치로 자리 잡고 있다.

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