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Feedback Control and SpaceX Falcon Heavy

제어는 어디에나 있지만 어디에도 안 보인다.

무언가를 만들어 동작시키다는 측면에서 보면 동작의 주체가 되는 사물이 가장 먼저 보이게 마련이고, 그 다음 생각에 도달해서야 이게 어떻게 움직이는 것이고 원리는 무엇일까 하는 생각을 갖게 되는 것이 일반적일 것이다. 그래서 혹자는 “음지에서 일하고 양지를 지향한다”는 국가정보원의 표어를 제어분야의 표어로 삼자고 하기도 하였다.

지난 2월 6일 발사된 SpaceX 사의 신형 로켓 Falcon Heavy는 현존하는 로켓 중 가장 무거운 payload를 우주로 보낼 수 있는 로켓이다. 물론 인간을 달에 보냈던 Saturn-V 로켓이 더 무거운 payload를 이동하는 로켓이지만, 재사용이 가능한 새로운 방식의 로켓으로 Falcon Heavy만한 로켓이 없는 것이다.

그런데, 재사용의 핵심은 사용한 로켓을 (바다가 아닌!) 땅으로 회수하여 간단한 정비와 연료 주입으로 다시 발사할 수 있어야 하고, 여기에 필요한 “지상으로의 회수”를 어떻게 구현하느냐가 관건이 된다. 이 이야기를 처음 들었을 때에는, 낙하산과 약간의 추진력으로 로켓을 옆으로 뉘어 땅으로 회수할 것이라 막연히 생각했었지만, 실제로는 로켓을 발사 때와 마찬가지로 “세워서” 회수를 하게 된다. 쉽게 넘어질 것 같은 길쭉한 로켓을 어떻게 세워서 회수하지? 여기에 feedback control의 기술이 마술을 부린다.

마치 로켓 발사의 동영상을 꺼꾸로 보는 듯한 이 절묘한 광경은 로켓 바닥에 설치된 9개의 추진 엔진이 실시간으로 자세를 제어해서 얻어지는 결과이다. 이와 관련하여 호주 Univ. of New Castle의 Christopher Kellett 교수가 작성한 기사가 있어 인용하고자 한다.

https://theconversation.com/sense-think-act-the-principle-that-governs-everything-from-rocket-landings-to-interest-rates-91391

이번 시험 발사의 성공 아래 숨겨져 있는 feedback control의 기여가 일반인에게도 전달되었으면 하는 바램이 위 글에 실려 있다. 한편, 이번 시험 발사를 일반인이 찍은 영상도 첨부한다.

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