아르테미스는 현재 무엇을 하고 있을까? – 2편

[인류는 다시 달에 갈 수 있을까] 발사 후 일주일부터 현재까지

통신 링크 구성 중 예기치 않은 데이터 손실

임무 여덟째 날에는 갑작스러운 위기가 닥쳤다. 존슨 우주 센터 미항공우주국 미션 제어 센터(Mission Control Center)는 밤새 오리온 캡슐과 Deep Space Network 사이의 통신 링크 구성을 시도하던 중 오전 12시 9분 정도에 47분 동안 캡슐과의 통신 데이터가 예기치 않게 손실되었음을 확인했다.

통신 링크 구성은 성공적으로 수행되었지만, 아르테미스 팀은 여전히 통신 장애 원인에 관해서 파헤치고 있다. 다행히 오리온 캡슐에 영향은 없었으며, 탐사선은 여전히 정상적으로 작동하고 있다.

발사 후 여덟째 날은 오리온 캡슐이 달이 지구를 도는 궤도에 비교하여 역행 궤도로 진입하기 위한 준비를 시작하는 날로 지금부터는 지구로부터 더 멀리 떨어진 여정을 진행하게 된다. 오리온 캡슐은 달의 표면으로부터 높은 고도에서 달을 돌고 있었으며, 11월 22일 화요일 오후 9시 49분(현지 시각 미국 동부 표준시 기준) 달의 중력권을 벗어나기 시작했다. (아르테미스 1 미션 궤도표에서 녹색 화살표에서 회색 화살표로 바뀌는 부분 중 첫 단계)

아르테미스 1 미션 오리온 탐사선의 궤도 © Artemis 1/NASA

오리온 캡슐이 먼 역행 궤도로 이동하길 시작하는 동안, 아르테미스 팀의 엔지니어들은 임무가 정지되거나 비활성될 때를 대비해서 준비되고 있는 “prop slosh(propellant sloshing; 추진제 슬로싱, 슬로싱은 부유체의 움직임에 따라서, 부유체에 장착된 액체저장탱크 내의 액체가 움직이는 유동 현상을 뜻함)”라 불리는 테스트의 첫 번째 검사를 완료했다.

위 테스트에서는 추진제 탱크 안의 액체 변동에 대비하여 반응 제어 시스템 추진기가 정상적으로 수행되는지 체크하며 오리온 캡슐의 추진제 슬로싱이 우주선 궤적과 반대 방향에 놓이게 될 때 미치는 영향을 측정한다. 위 테스트는 추후 계속 수행되며 여러 상황에서의 데이터 비교가 가능해질 전망이다. 또한, 지구에서는 중력의 영향 때문에 추진제 슬로싱 테스트가 상당히 힘들다. 따라서 아르테미스가 여정을 수행하고 있는 현재 위 테스트를 수행하기 안성맞춤이라고 할 수 있다.

비행 아홉째 날인 11월 23일 수요일 현재 총 약 3,971파운드(대략 1,800kg)의 추진제가 사용되었으며, 이는 발사 전 예상값보다 약 147 파운드(대략 66kg) 적은 양이다. 따라서 현재 총 2,000파운드 (대략 900kg) 이상의 추진제가 남아 있는 상황이다. 같은 날 오후 1시 직후 오리온 캡슐은 지구에서 발사된 후 부터 약 212,437마일(대략 340,000km)의 여정을 진행하고 있으며, 달에서 48,064마일 (대략 77,000km) 이상 떨어져서 시속 2,837마일(대략 시속 4500km)로 순항하고 있다.

오리온 캡슐이 먼 역행 궤도로 이동하고 있는 동안 비행 관제사들은 세 번째 수행되는 항법 도구별 추적기 개발 비행 테스트를 성공적으로 마쳤으며, 다음날은 네 번째 테스트가 계획되어있다. 오리온 탐사는 같은 날 오후 3시 52분에 여섯 번째 아웃바운드 궤적 수정 연소를 성공적으로 완료했다.

 

오리온 탐사선 – 드디어 역행 궤도에 진입하다

비행 열흘째 날엔 오리온 캡슐이 머나먼 역행 궤도에 진입하기 시작했다. (아르테미스 1 미션 궤도표에서 녹색 화살표 궤도가 끝나고 첫 회색 궤도가 시작되는 부분) 11월 24일 오후 4시 52분에 존슨 우주 센터의 White Flight Control Room의 비행 제어팀은 궤도 기동 시스템 엔진을 1분 28초 동안 발사하며 초당 363 피트(대략 0.11km)로 오리온 캡슐을 움직이며 역행 궤도로의 성공적인 이동을 마쳤다.

이제 아르테미스 1 미션의 오리온 캡슐은 그동안의 달 관련 미션 중 지구로부터 가장 먼 거리를 이동하게 된다. (아르테미스 1 미션 궤도표에서 회색 화살표 오른쪽 부분) 위 거리 동안 비행 제어팀은 오리온 캡슐의 핵심 시스템을 꾸준히 모니터링하며 심우주 환경에 정상적으로 적응이 가능한지 체크하게 된다.

오리온 캡슐은 달의 궤도에서 다소 높이 그리고 멀리 떨어진 곳에서 역행 궤도로 진입했다. 따라서 오리온 탐사선이 돌 궤도는 다소 먼 거리이며 달 주위를 반 바퀴 공전하는 데 대략 6일 정도 걸린다. 비행 후 약 14일째가 되면(11월 28일경) 오리온 캡슐은 다시 한번 달을 근접 비행하며 달의 중력을 이용하며 지구로 돌아가는 여정을 시작하게 된다. (아르테미스 1 미션 궤도표에서 회색 화살표로부터 파란색 화살표로 바뀌는 부분)

오리온 탐사선은 달 주변의 먼 역행 궤도를 여행하고 있다. 사진은 오리온 캡슐의 태양 전지판에 장착되어있는 카메라로 달을 촬영한 사진 © Artemis/NASA

11월 26일 토요일, 오리온 캡슐은 지구에서 가장 멀리 떨어진 거리로 이동하며 기록을 경신하게 된다. (아르테미스 1 미션 궤도표에서 회색 화살표 중 지구로부터 가장 먼 오른쪽 부분) 현재까지 지구와 가장 멀리 떨어진 기록은 아폴로 13호의 248,655마일(대략 400,000km) 거리이다.

 

역사상 지구에서 가장 멀리 떨어진 달 탐사선

11월 25일 금요일, 아르테미스 1호의 임무 11일차에는 오리온 캡슐이 머나먼 역행 궤도에 진입한 후 여정을 계속 진행하고 있다. 물론 지구를 촬영하는 것도 잊지 않았다. 오리온은 6일동안 위 역행 궤도에 머물다가 달 궤도를 벗어나며 지구로 돌아갈 준비를 한다. 참고로 오리온 캡슐은 12월 11일 일요일 태평양에 도착할 예정이다.

11월 25일 금요일, 아르테미스 1호의 임무 11일차에는 오리온 캡슐이 머나먼 역행 궤도에 진입한 후 여정을 계속 진행하고 있다. 다시 한번 선명하게 지구를 촬영했다. © Artemis/NASA

11월 26일 토요일, 임무 12일 차에는 드디어 인류가 보낸 달 미션 중 지구로부터 가장 멀리 떨어지며 예전 기록을 경신했다. 이전 기록은 아폴로 13호가 가지고 있었으며 임무 중에 지구에서 248,655마일(약 400,171km) 떨어진 거리에 도달한 적이 있다. 오리온 캡슐은 계속해서 지구로부터 멀어질 것이다. 11월 28일 월요일에는 지구에서 270,000마일(약 434,522km) 이상 떨어져 있게 된다.

아르테미스 팀의 엔지니어들은 동부 표준시 기준으로 11월 26일 오후 3시 52분에 오리온 캡슐의 서비스 모듈에 장착된 보조 추진기를 발사하여 첫 번째 궤도 유지 보수 연소를 완료했다. 초당 0.47피트(대략 15cm) 정도로 우주선을 추진시키고 있으며 앞으로도 계획된 궤도 유지 보수 연소를 진행하며 Orion이 계속 달 주위를 공전하도록 미세 조정 및 유도하게 된다.

 

비행 12일 차 – Orion Star Trackers, 반응 제어 추진기를 테스트하다

아르테미스 1호 임무 12일째에, 오리온 캡슐은 여전히 달의 역행 궤도를 여행하고 있으며 계획된 또 다른 테스트를 진행했다. 구체적으로 아르테미스 팀은 오리온 항성 추적기(Orion Star Trackers)와 반응 제어 추진기 비행 테스트를 시작했다. 아르테미스 팀의 엔지니어들은 탐사선의 한 부분을 태양에 노출시키며 안내, 내비게이션 및 제어 시스템의 일부인 항성 추적기와 Orion 관성 측정 장치와 반응 제어 추진장치를 테스트했다.

항성 추적기는 탐사선이 방향을 결정하는 데 도움이 되도록 별의 위치를 ​​측정하는 탐색 도구이며, 관성 측정 장치는 우주선 본체 회전 속도를 측정하는 데 사용되는 자이로스라고 불리는 3개의 장치와 우주선 가속도를 측정하는 데 사용되는 3개의 가속도계가 포함되어 있다.

지구로부터 가장 먼거리에서 달과 지구 모두 촬영한 아르테미스 미션의 오리온 캡슐 © Artemis/NASA

위 테스트의 목표는 아르테미스 2 미션에서 이 테스트 목표는 승무원 Artemis II 임무에 이용될 쓰러스터 제트(Thruster Jet)와 반응 제어 시스템 제트를 효율적으로 모델링 하기 위해서이다.  미국 동부 표준시 기준으로 11월 27일 오후 4시 30분 현재, 오리온 캡슐은 지구에서 대략 425,000km, 그리고 달에서 73,000km정도 떨어져 있으며 시속 2,816km의 속도로 순항하고 있다.

 

아르테미스 1 미션 관련 사진 찾아보기 – Johnson Space Center Flickr

아르테미스 1 미션의 오리온 캡슐은 현재 어디 있을까? – 실시간 트래킹 확인하기

 

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