사이언스타임즈

비행 24일 차: 지구로 향하는 오리온

휴스턴의 미션 관제팀은 임무 24일 차인 12월 9일 (미국 중부 표준시 기준), 12월 11일에 계획된 스플래쉬다운을 앞두고 탐사선의 전반적인 시스템 점검을 수행했다. 비행 관제사 역시 추진기에 대한 열화 테스트를 진행했다. 승무원 모듈 추진 시스템의 추진력은 12개의 단일추진제 MR-104G 엔진에서 생성되는데, 지금까지 약 5488kg 정도의 추진제가 사용되었으며 이는 발사 전 예정보다 108kg 정도 적게 사용한 양이다. 따라서 1011kg 정도의 연료 여유분이 남아있다.

임무 24일 차인 12월 9일 오리온 탐사선의 모습 © Artemis 1/NASA

이에 맞춰서 Exploration Ground Systems 복구 팀 역시 과달루페 섬근처 Baja Coast에서 약간 떨어진 착륙장으로 향하기 시작했다.

Exploration Ground Systems 복구 팀 역시 과달루페 섬근처 Baja Coast에서 약간 떨어진 착륙장으로 향하기 시작했다. © Artemis 1/NASA

이제 지구로 향하고 있는 오리온 탐사선은 지구를 감싸고 있는 방사능대인 밴 앨런 대(Van Allen Belts)를 다시 한번 통과하게 된다. 오리온 탐사선은 지구를 떠나며 달을 향할 때도 위 방사능대를 지나간 적이 있다. 오리온 탐사선은 처음 설계부터 잠재적인 방사능으로부터의 보호가 가능하도록 구성되어 있으며, 이는 궁극적으로 승무원이 탑승하게 될 아르테미스 2 임무를 위함이다. 방사능으로부터의 보호를 위한 추가 조치가 필요한지 연구가 필요하기 때문이다.

또한 ‘Moonikin Campos 사령관’이라고 불리는 사람 모형 마네킹의 2개 방사능 센서와 기타 센서를 이용하여 임무 전반에 걸친 가속도와 진동을 기록하게 된다. 참고로 아르테미스 2, 3 미션의 승무원들은 1세대 Orion Crew Survival System 압력복을 착용하게 될 예정이다. 이는 주로 탐사선의 발사 및 재진입 등 중요한 임무에서의 착용을 위함이지만, 객실 압력을 잃을경우에도 이를 통해서 최대 6일 동안 승무원의 안전이 보장될 전망이다.

12월 5일, 오리온 탐사선은 달의 중력을 이용한 근접 비행을 수행했다.

비행 25일 차: 우주에서의 마지막 하루

오리온 탐사선은 임무 25일 차인 12월 10일(미국 중부 표준시 기준), 우주에서의 마지막 하루를 보내고 있다. 물론 아무것도 하지 않고 지구로 돌아올 시간을 즐기고 있는 것은 아니다. 미션팀의 엔지니어들은 배기가스가 태양 전지판 날개에 미치는 온도 영향을 조사하기 위하여 마지막으로 설계된 테스트를 수행했다.

이어서 다섯 번째로 예정된 복귀 궤적 수정 분사가 오후 2시 32분(미국 중부 표준시 기준) 8초 동안 수행되었으며, 이를 통해서 탐사선을 초당 약 1.5m로 가속하며 스플래쉬다운을 준비했다. 여섯번째이자 마지막 궤적 수정 분사는 오리온 탐사선이 지구 대기권에 진입하기 약 5시간 전에 발생한다.

오리온 탐사선은 임무 25일 차인 12월 10일 지구를 포착했다. © Artemis 1/NASA

오리온 탐사선이 지구로 돌아올 때 미항공우주국(NASA)의 TDRS(Tracking and Data Relay Satellite) 위성들은 최종 궤적 수정 분사, 우주선 분리, 지구 대기권 재진입 및 스플래쉬다운을 위한 통신 및 중계등에 이용된다. 오리온 탐사선이 시속 40,233km의 속도로 지구로 재진입하는 동안 대기를 만나면서 발생되는 강렬한 열로 인해 캡슐 주변의 공기등이 플라스마로 바뀌며 탐사선과의 통신이 잠시 방해될 수 있기 때문이다.

미션 팀은 하루 전과 같이 케네디 우주 센터의 Exploration Ground Systems의 해군 상륙작전 전문가, 우주군 기상 전문가 그리고 플로리다의 케네디 우주 센터, 휴스턴의 존슨 우주 센터, 록히드 마틴 우주 작전의 엔지니어와 기술자를 포함한 미 국방부 인력들과 함께 모의 훈련을 진행하며 지구로 돌아올 오리온 탐사선을 기다리고 있다.

이제 하루 남았다.

비행 26일 차 (1) : 오리온 크루 모듈과 서비스 모듈의 분리 완료

미항공우주국은 임무 26일 차인 12월 11일, 오리온 탐사선의 승무원 모듈과 서비스 모듈이 오전 11시(미국 중부 표준시 기준) 성공적으로 분리되었음을 확인했다. 서비스 모듈은 탐사선이 지구 대기로 재진입 시 지구 대기에서 타버릴 예정이다. 이어서 승무원 모듈은 “skip 진입 기술”을 이용하여 지구 대기권 상부로 재진입하며 캡슐 리프트와 함께 대기권 밖에서 대기하다 최종 하강을 위해서 재진입하게 된다. 이 기술을 이용하면 탐사선이나 우주선이 언제 어디에서 달에서 돌아오든지, 선택한 착륙 지점에 정확하고 일관되게 착지할 수 있다는 장점이 있다.

지구 대기를 통과하며 탐사선의 속도는 대략 145m/s 정도로 줄게 된다. 다음, 3개의 작은 낙하산을 이용하여 하강하는데 이때 안전한 스플래쉬다운을 위하여 속도를 대략 8.9m/s까지 낮추게 된다.

비행 26일 차 (2) : 역사적인 아르테미스 1 미션, 성공적으로 마무리하다

미항공우주국은 임무 26일 차인 12월 11일, 미국 동부 표준시 기준 12시 40분, 오리온 탐사선이 성공적으로 스플래쉬다운을 수행하며 아르테미스 1 미션이 성공적으로 마무리되었음을 발표했다. 역사적인 미션의 첫걸음이 매우 성공적으로 완료되는 순간이다.

물론 착륙 뒤에도 탐사선의 회수 작업이 남아 있으며 복구 작업도 성공적으로 완료되어야 한다. 하지만, 적어도 우주에서와 같이 원격으로 조정하거나, 사람들이 직접 다루지 못하는 작업들은 아니기에 이미 미션의 9부 능선은 넘었다고 할 수 있다.

스플래쉬다운이 성공적으로 마무리 되다. © NASA/Kim Shiflett

오리온 탐사선이 스플래쉬다운을 시작하며, 승무원 모듈을 바로 세우기 위하여 캡슐 상단 밝은 주황색 헬륨이 채워진 큰 풍선형 가방 5개가 배치된다. 이는 내부 탑승 승무원의 보호를 위한 작업으로 캡슐의 착륙 위치와 관계없이 전개되며 대략 4분 정도 소요된다.

성공적으로 스플래쉬다운을 마무리한 오리온 탐사선에 복구팀이 접근하고 있다. © NASA

엔지니어들은 스플래쉬다운을 마친 탐사선의 전원을 종료했으며 USS Portland에 탑승한 복구 팀에 넘기기 전 몇 가지 추가 테스트를 수행하기 시작할 예정이다. 오리온 탐사선 역시 배에 고정되어 움직일 준비가 되었기에, 미항공우주국 케네디 우주 센터로 반환되어 검사가 시작되었다.

한편, 미항공우주국에서는 아르테미스 미션의 하이라이트를 공개하며 지난 26일간의 대장정을 대중에 선보였다.

아르테미스 1 미션 관련 사진 찾아보기 – Johnson Space Center Flickr

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