[저멀리 우주로: 우주경쟁] 엔터프라이즈호, 새로운 가능성

• Avicii - Wake me Up

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Wake me Up - Avicii

 

 

 

• 우주선을 재활용하자

NASA의 우주개발은 천문학적 예산이 들었다

NASA는 1960년대부터 수많은 우주선을 발사했으며 정부의 전폭적인 지원금을 아낌없이 사용했습니다. 하지만 우주선 제작비용은 매우 비쌌고 제아무리 돈이 넘쳐나는 미국이라 할지라도 우주선을 무한정 발사하기에는 재정적 부담이 무시할 수 없는 수준이었습니다. 그래서 미국 정부는 NASA에 우주선 가격을 더 저렴하게 하는 것을 요구했고 미공군 역시 이에 동의했습니다. 그래서 미공군과 NASA는 우주선을 저렴하게 이용하는 방법을 연구했고 우주선을 재활용하기로 결정했습니다. 그리고 우주선 재활용을 위해 지구로 온전히 귀환하는 우주선 개발을 준비했습니다.

우주왕복선

미공군은 우주로 나아갔다가 지구에 재돌입하는 우주선을 제안했고 그 우주선에 날개를 달아 비행기처럼 지구 내 상공을 비행하는 기능을 추가하기를 원했습니다. NASA는 처음에는 반대했지만 NASA도 우주선 제작비용이 부담되자 미공군의 제안을 진지하게 검토했습니다. 그래서 로켓엔진을 탑재하며 우주와 지구 환경 모두 견딜 수 있는 거대한 비행기를 만들었고 우주왕복선이라고 명명했습니다. 우주왕복선은 조종석에 우주비행사가 탑승해 조종하고 동체에 인공위성 등 우주로 보낼 물건을 탑재하기로 결정했습니다.
 
 
 

• 우주왕복선을 어떻게 우주로 보내는가

NASA의 우주왕복선 계획 중 하나

하지만 우주왕복선을 우주로 보내고 지구로 귀환하는 것을 시뮬레이션해보니 고려해야할 점이 매우 많았습니다. 먼저 우주왕복선은 원통형이 아닌 비행기 형태라서 무게중심 위치가 복잡했고 균형을 맞추기가 매우 어려웠습니다. 그래서 발사 시 우주왕복선이 중심을 잃지 않고 균형을 유지하게 할 센서와 장치가 필요했습니다. 또 우주왕복선은 조종석과 동체 모두 인간과 인공위성이 있을 공간이 필요했기에 연료탱크를 탑재할 공간이 없었습니다. 그래서 연료탱크를 길게 늘리거나 외부로 내보내는 방법이 연구되었고 무게중심 유지를 위해 연료탱크를 외부로 빼는게 좋다는 결론이 나왔습니다.

정확한 삼각형 날개인 델타익은 조종난이도가 높았다

두번째는 지구에 무사히 착지하는 문제였습니다. 단순히 봐도 심각하게 크고 무거운 우주왕복선이 일반 비행기처럼 지구에 안전하게 착지하는 것이 가능한가는 매우 큰 문제였습니다. 게다가 비행기처럼 성층권에서 하강하는 것이 아닌 우주에서 매우 빠른 속도로 지구 대기권에 진입한 후 몇분 만에 속도를 줄여 안전하게 착지해야 했습니다. 그 와중에 공군은 전투기의 속도를 늘리는 대신 조종이 어려운 델타익을 고집했으며 NASA 직원들은 통제가 어려운 델타익으로 무거운 우주왕복선을 안전하게 지상에 착지시켜야했습니다. 이를 위해 수많은 프로그램으로 소프트웨어를 구축했지만 물리적으로 극악의 난이도인 임무를 어떻게 완전히 해결하는건 불가능했습니다.
 
 
 

• 엔터프라이즈 활공실험

보잉 747에 탑재된 엔터프라이즈 우주왕복선

NASA는 극악의 환경에서 어떻게든 우주왕복선을 설계했습니다. 그러나 공기흐름에 따라 우주왕복선이 지상에 안전하게 착지하는 것이 가능한가는 실제로 진행해봐야 아는 것이었습니다. NASA는 풍등실험으로 어느정도 안전한 모델을 만든 뒤 그 모델로 우주왕복선 활공실험을 단행했습니다. NASA는 보잉 747에 엔터프라이즈 우주왕복선을 탑재한 후 자유비행해 무사히 착지하는 실험을 계획했고 1977년 수차례의 실험을 진행했습니다.

자유비행하는 엔터프라이즈 우주왕복선

1977년 2월 시작된 실험 동안 수많은 실패를 겪었습니다. 하지만 8월 12일 엔터프라이즈 우주왕복선이 자유비행에 성공했습니다. 보잉 747 비행기에서 떨어진 엔터프라이즈 우주왕복선은 델타익으로 상공을 항해했고 속도를 줄여 지상에 무사히 착륙하는데 성공했습니다. NASA는 불가능해보이던 우주왕복선 활공실험에 성공하자 우주왕복선으로 지구귀환이 가능하고 우주개발비용을 절감할 수 있으리라 생각해 우주왕복선 개발에 박차를 가했습니다.