스페이스 클럽 Starliner, 뉴멕시코에 안전하게 착륙

[발사통제동]

보잉의 스타라이너 우주선이 국제우주정거장에서 지구로 귀환한 후 화이트 샌즈 우주항구의 사막에 머물고 있다. 이미지: 보잉

보잉의 문제투성이인 스타라이너 우주선은 승무원을 궤도에 남겨두고 금요일 국제 우주 정거장에서 도킹을 해제하고 무인 지구로 성공적으로 귀환했으며, 목표물에 맞고 명백히 문제가 없는 뉴멕시코 착륙으로 실망스러운 시험 비행을 마감했습니다.

초기 추진기 문제와 우주선의 추진 가압 시스템에서 여러 차례 헬륨 누출에 대한 NASA의 우려에도 불구하고 Starliner는 오후 6시 4분(동부 표준시)에 도킹을 해제하고 정거장에서 멀어지는 데 문제가 없었으며 오후 11시 17분에 59초의 중요한 궤도 이탈 제동 기동을 실행하여 궤도를 이탈했습니다.

태평양 상공 400,000피트 상공에서 식별 가능한 대기권에 부딪힌 Starliner는 바하 반도와 멕시코 북부를 가로질러 토요일 오전 12시 1분(동부 표준시)에 뉴멕시코 사막의 화이트 샌즈 스페이스 하버에서 낙하산과 에어백 보조 착륙을 위해 하강했습니다.

인근에 주둔하고 있던 NASA와 보잉 구조팀은 신속하게 우주선에 도착하여 "안전" 작업을 시작하고 착륙 후 검사를 수행했습니다.

스타라이너의 사령관 배리 "부치" 윌모어(Barry "Butch" Wilmore)와 조종사 수니타 윌리엄스(Sunita Williams)는 궤도에 남았는데, NASA 관리자들이 그들의 우주선이 그들을 지구로 안전하게 데려다 줄 것이라고 믿을 수 없다고 결정한 후 우주 정거장에 남아 있으라는 명령을 받았습니다.

결과적으로 Starliner는 잘 작동하는 것처럼 보였습니다. 알려진 헬륨 누출은 더 이상 악화되지 않았으며 임무 초기에 문제가 있었던 우주선의 서비스 모듈에 있는 반응 제어 시스템 스러스터는 우주선을 정거장에서 안전하게 이동시키고 궤도 이탈 연소 중에 안정적으로 유지하는 데 필요한 대로 작동했습니다.

국제우주정거장(ISS)에 탑재된 카메라는 보잉의 스타라이너(Starliner)가 연구소의 전방 항구에서 도킹을 해제하고 지구로 귀환하는 6시간의 여정을 시작하는 순간을 클로즈업으로 포착했습니다. 우주선의 승무원인 사령관 배리 "부치" 윌모어와 조종사 수니타 윌리엄스는 이전의 추진기 문제와 여러 차례의 헬륨 누출로 인해 스타라이너의 안전성에 대한 NASA의 우려 때문에 정거장에 남아 있었습니다. 이미지: NASA

그러나 보잉 페리 선박의 앞길은 아직 명확하지 않습니다. 서비스 모듈은 재진입 전에 계획대로 분사되어 대기권에서 연소되었으며, 엔지니어는 우주선과 정거장과의 랑데부 중 헬륨 누출 및 추력 성능 저하의 원인을 정확히 파악하기 위해 하드웨어를 검사할 수 없습니다.

대신, 그들은 더 많은 데이터 분석, 테스트 및 우주 비행사가 탑승 여부에 관계없이 다음 비행을 빠르면 내년 말로 연기할 것으로 예상되는 잠재적인 재설계에 직면하게 될 것입니다.

NASA 본부의 우주 운영 책임자인 켄 바우어삭스(Ken Bowersox)는 성명에서 "우주선을 무인 상태로 귀환시켜야 했지만, NASA와 보잉은 가능한 가장 극한의 환경에서 스타라이너에 대해 믿을 수 없을 정도로 많은 것을 배웠다"고 밝혔다.

"NASA는 우주 정거장의 승무원 순환 임무를 위한 Starliner 인증을 위해 Boeing 팀과의 지속적인 협력을 기대합니다."

어쨌든 성공적인 착륙은 스타라이너가 윌모어와 윌리엄스를 안전하게 지구로 데려올 수 있었다고 주장했던 보잉 엔지니어와 관리자들에게 큰 충격이었다.

그러나 NASA 관리자들은 우주비행사들을 위험에 빠뜨리기에는 불확실성이 너무 많다는 결론을 내렸다. 이에 따라 윌모어와 윌리엄스는 2월 말까지 우주정거장에 머물며 9월 24일 발사 준비 중인 스페이스X 크루 드래곤 우주선에 탑승해 집으로 돌아갈 예정이다.

크루 드래건은 보통 4명의 승무원과 함께 발사되지만, 윌모어와 윌리엄스의 좌석을 확보하기 위해 다가오는 크루 9 비행에서 2명의 NASA 우주비행사가 부딪혔습니다. 이들은 크루 9의 사령관 닉 헤이그(Nick Hague)와 러시아 우주비행사 알렉산더 고르부노프(Alexander Gorbunov)와 함께 6개월간 임무를 수행하게 됩니다.

국제우주정거장(ISS)으로 향하는 NASA의 스페이스X 크루-9 미션의 원래의 승무원들이 캘리포니아주 호손에 있는 스페이스X 본사에서 단체 사진을 찍기 위해 포즈를 취하고 있다. 이미지: SpaceX.

2월 22일쯤 지구로 귀환할 때쯤이면 원래 궤도에서 약 8일을 보낼 것으로 예상했던 윌모어와 윌리엄스는 우주에서 8개월 반 이상을 보내게 된다.

NASA 우주비행사 프랭크 루비오(Frank Rubio)는 2022년에 그를 궤도로 데려간 러시아 소유즈 우주선의 문제로 인해 정거장에서의 6개월 체류가 1년 이상으로 연장되었을 때 비슷한 딜레마에 직면했다.

루비오는 CBS 뉴스와의 인터뷰에서 "6개월에서 12개월로 가는 것은 힘들다고 생각하지만, 8일에서 8개월로 가는 것만큼 힘들지는 않다"고 말했다. 윌모어와 윌리엄스가 연장 소식을 어떻게 받아들였냐는 질문에 그는 "그들은 잘하고 있다"고 말했다.

"물론, 여러분 중 일부는 실망한 부분이 있습니다. "그걸 인정해도 괜찮아요. 그렇다고 내내 주변을 맴돌 수도 없잖아요? … 그저 임무에 헌신하고 다시 헌신해야 합니다."

Boeing의 일련의 좌절

승무원 없이 스타라이너를 추락시키기로 한 결정은 스타라이너의 첫 번째 유인 비행을 거의 4년 지연시키고, 두 번째 무인 시험 비행을 필요로 하며, NASA의 고정 가격 계약을 넘어 15억 달러 이상의 비용을 지출하는 초기 문제의 여파로 보잉의 사기를 꺾는 타격이었습니다.

스타라이너의 불황은 두 차례의 737 맥스 8 여객기 추락 사고, 올해 초 알래스카 항공 737 여객기와의 긴밀한 충돌, 그리고 최근에는 보잉의 장거리 777 항공기의 업그레이드 버전과 관련된 문제 이후 대중의 신뢰를 회복하기 위한 지속적인 노력에 더해졌다.

최신 스타라이너 비행에서 발생한 문제를 해결하기 위해 무엇이 필요한지, 또 다른 값비싼 시험 비행이 필요한지, 또는 우주선이 우주비행사를 우주정거장을 오가는 적극적인 서비스를 제공할 준비가 될 수 있을지는 아직 알려지지 않았습니다.

보잉의 스타라이너 프로그램 매니저인 마크 나피(Mark Nappi)는 성명에서 "성공적이고 안전한 도킹 해제, 궤도 이탈, 재진입 및 착륙을 보장하기 위해 스타라이너 팀이 한 일을 인정하고 싶다"고 밝혔다. "우리는 데이터를 검토하고 프로그램의 다음 단계를 결정할 것입니다."

우주 정거장 승무원은 목요일 오후 1시 29분에 스타라이너의 해치를 닫았습니다. 그 전날, 윌리엄스는 스타라이너 안에서 올바른 균형과 무게 중심을 유지하기 위해 반품 물품을 정리하는 일을 도우면서 그 순간을 "달콤 씁쓸했다"고 묘사했다.

"우리를 지원해 줘서 고맙고, 어깨 너머로 봐서 고맙고, 우리가 모든 것을 올바른 곳에 두고 있는지 확인해줘서 고맙다"고 그녀는 비행 관제사에게 말했다. "우리는 그녀가 사막에 멋지고 연착륙하기를 원합니다."

https://youtu.be/Op2_H03zjGc

뉴멕시코 상륙 지점에서 날씨를 최종 점검한 후, 스타라이너의 도킹 메커니즘에 있는 고리가 풀리면서 정거장 쪽의 스프링이 무인 페리 선박을 밀어낼 수 있게 되었습니다.

그런 다음 일련의 추진기 발사를 실행하여 우주선을 실험실 단지 앞으로 천천히 밀어낸 후 위로 올라가 위쪽으로 올라가 뒤쪽으로 출발했습니다. 도킹을 해제한 지 7분 후, 스타라이너는 1,300피트 너비의 안전 구역인 "출입 금지 구역"을 빠져나왔습니다.

초기의 추진기 문제를 감안하여 NASA는 Starliner가 가능한 한 빨리 정거장에서 멀리 떨어질 수 있도록 출발 일정을 단축했습니다. 출입 금지 구체를 떠난 지 16분 후, 우주선은 길이 2.5마일, 너비 1.2마일의 ISS 주변의 또 다른 안전 구역인 더 큰 "접근 타원체"를 빠져나왔습니다. 추진기는 출발 초기 단계에서 완벽하게 작동했습니다.

우주선의 비행 컴퓨터는 우주선을 궤도 밖으로 떨어뜨리는 데 필요한 중요한 궤도 이탈 제동 연소를 위해 우주선을 우주의 정확한 지점으로 안내하도록 프로그래밍되었습니다.

신호를 받자마자 4개의 대형 궤도 기동 및 자세 제어 로켓(OMAC)이 59초 동안 발사되어 우주선의 17,100mph 속도를 거의 300mph 늦췄습니다. 그것은 궤도의 먼 쪽을 대기권으로 떨어뜨리고 뉴멕시코 착륙 지점으로 재진입하고 하강하기에 충분했습니다.

강력한 OMAC 제동 로켓이 발사되는 동안 더 작은 반응 제어 시스템(RCS)인 제트기가 컴퓨터 명령에 따라 발사하여 Starliner가 안정적이고 올바른 방향을 가리키도록 했습니다.

궤도 이탈 연소가 완료되면, OMACs, 28대의 RCS 제트기, 헬륨 탱크 및 기타 중요하지만 더 이상 필요하지 않은 시스템을 수용하는 Starliner의 서비스 모듈이 대기권에서 연소되도록 분사되었습니다.

방열판으로 보호되고 12대의 자체 RCS 제트기가 장착된 승무원 모듈은 약 400,000피트 고도에서 재진입을 시작하여 화씨 3,000도의 높은 온도를 견디면서 초속 5마일의 속도로 대기권 하부로 다시 곤두박질쳤습니다.

적외선 카메라는 스타라이너가 뉴멕시코에 착륙하기 위해 하강하는 동안 우주선의 세 가지 주요 낙하산이 전개되어 우주선의 속도를 늦추고 비교적 완만하게 착륙하는 것을 추적했습니다. 이미지: NASA

약 10분 후, 약 24,500피트 고도에서 두 개의 작은 드로그 낙하산이 펼쳐져 스타라이너의 속도를 늦추고 안정시켰습니다. 그로부터 약 1분 후, 8,000피트 고도에서 3개의 조종사 낙하산이 104피트 너비의 주 낙하산 3개를 뽑아내어 비행선을 약 18mph로 감속시켰습니다.

2,500피트 고도에서 에어백이 팽창되어 착륙 충격력을 보행 속도와 동일한 수준으로 줄였습니다. 터치다운은 동부 표준시 오전 12시 1분(현지 시간 금요일 오후 10시 1분)에 이루어졌습니다.

궤도 이탈 연소와 컴퓨터 조율 자세 제어 시스템 발사는 정확한 착륙에 필요한 정확한 궤적을 궤도에서 벗어나는 데 중요했습니다. 그리고 이러한 모든 발사에는 추진체를 건강한 추진기로 밀어 넣기 위해 가압 헬륨이 필요했습니다.

발사 다음 날인 6월 6일, 스타라이너와 우주 정거장의 랑데부에서 5대의 RCS 제트기가 추력 저하로 인해 비행 컴퓨터에 의해 "선택 취소"되었습니다. 또한 추진 가압 시스템에서 4 개의 헬륨 누출이 감지되어 발사 전에 감지 된 작은 누출이 추가되었습니다.

광범위한 테스트와 분석을 거친 후 보잉 엔지니어들은 헬륨 누출이 장기간에 걸쳐 독성 추진제에 노출된 약간 저하된 씰의 결과라고 결론지었습니다. 그러나 누출에도 불구하고 그들은 Starliner가 궤도를 벗어나는 데 필요한 것보다 10배 더 많은 헬륨을 탑재하고 있었다고 말했습니다.

테스트 결과 스러스터 문제는 고온으로 인해 발생했으며, 이로 인해 내부 테프론 씰이 포핏 밸브에서 변형되어 연료 흐름이 제한되었습니다.

엔지니어들은 고온이 주로 수동 비행 제어 테스트의 결과라고 결론지었는데, 이로 인해 제트기가 항공기의 방향을 잡는 동안 수백 번 속사포로 발사되어 동일한 제트기가 장시간 직사광선에 노출되었습니다.

임무 후반부의 시험 발사에서 제트기는 정상적으로 작동하는 것처럼 보였는데, 이는 씰이 원래 모양으로 다시 수축했거나 원래의 모양에 가깝게 수축되었음을 나타냅니다.

보잉은 유인 비행을 통해 지구로 귀환하기 위해 수동 비행 테스트를 배제하고, 항공기는 의심되는 제트기의 태양열 가열을 최소화하도록 방향을 잡을 것이며, 랑데부가 없을 경우 발사 횟수를 줄일 것이라고 주장했다.

보잉은 NASA의 동료들에게 스타라이너가 충분한 여유가 있고 윌모어와 윌리엄스를 지구로 안전하게 데려올 수 있다고 설득하려고 노력했다.

그러나 NASA 관리자들은 보잉의 "비행 이론적 근거"를 받아들이지 않았고 승무원 없이 스타라이너를 추락시키기로 결정했다.

"우주 비행은 어렵습니다. 여백이 얇습니다. 우주 환경은 용서할 수 없다"고 존슨 우주 센터의 비행 운영 책임자인 놈 나이트는 말했다. "그리고 우리는 옳아야 합니다."

스페이스 클럽(Space Club)