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우주왕복선(Space Shuttle)이 궤도에 진입하기 위해서는 로켓이 초기 단계에서부터 계획대로 발사되어야만 합니다. 만일 작은 실수라도 발생해 볼트 하나가 잘못 박히거나 봉합 부위가 벌어진다면 로켓은 곧 공중에서 폭탄으로 변신할 수도 있습니다. 우주선은 밑면에 부착된 2개의 고체 로켓 부스터를 통해 우주선을 지구 대기권 바깥으로 밀어낼 힘을 얻습니다. 완전히 분리되어 바다에 떨어진 로켓 부스터는 건진 뒤 계속해서 재사용할 수 있습니다. 오늘은 200만 킬로그램의 우주선 인데버호를 지상에서 안전하게 이륙시키기 위해 결정적인 역할을 담당하는 이 ‘고체 로켓 부스터(SRB, Solid Rocket Boosters)'에 대해 알아보겠습니다. |
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SRB, 우주선 발사의 성공 여부를 결정짓다!
발사 7분 전, SRB에서 사소한 문제라도 발견되면 발사 자체가 취소됩니다. 고체 로켓 부스터는 지능이 있는 폭탄과 낙하산의 조합입니다. 상단의 절두체(截頭體, Frustum) 에는 부스터를 바다에 안전하게 입수시킬 목적의 낙하산이 들어 있습니다. 그 아래의 포워드스커트(Forward Skirt)에는 위험이 닥치면 자동 폭발하는 처리 시스템이 실려 있으며 꼬리 부분의 아프트스커트(Aft Skirt)는 타륜(舵輪) 역할을 합니다. 그 사이에 1백만 킬로그램의 인화성 높은 연료를 실은 4개의 격실(Motor Segments)이 있습니다.
발사 1분 전, 관제 센터에서 최종 발사 카운트를 시작하면 소음 억제수 시스템(Sound Suppression Water System)을 가동해 발사대의 음파 에너지를 보호하고 주 엔진을 가동합니다. 카운트를 마치는 순간 SRB가 점화되고 내부 온도가 섭씨 3,300도까지 상승합니다. | |
| 이제부터 진짜 카운트다운이 시작됩니다. SRB가 2분간 타면서 우주선을 시속 4,800킬로미터로 밀어 올리고, 연료를 모두 연소하고 분리되는 그 후 몇 분까지 우주선은 불타는 폭탄에 매달린 형상입니다. 재앙이 발생할 확률이 매우 높은 순간입니다. | |
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우주에서 지구로, SRB의 고공다이빙
이륙 120초 경과 후 47,000미터 상공에서 SRB가 분리되고 우주선은 자체 동력으로 비행하게 됩니다. 로켓 과학자에게는 숨 막히는 순간으로, 이제 우주선은 궤도를 향해 날아가고 SRB는 지구 대기권으로 재진입하게 됩니다. 우주에서 지구로 시속 400킬로미터의 고공 다이빙을 하며 153초 동안 자유낙하합니다. 그런 속도에서는 해수면도 콘크리트처럼 단단하게 느껴질 것입니다. 따라서 낙하산을 펼쳐 로켓의 낙하 속도를 시속 80킬로미터로 낮춥니다. 재활용을 위해 바다에서 이를 건져낼 선장과 승조원들은 로켓을 추적하며 기다립니다. SRB의 대기권 재진입은 그들에게 발사만큼이나 흥미진진한 일입니다. 요란한 착륙과 함께 고속으로 바다에 입수한 1번 SRB를 향해 잠수팀이 출동하고 빙산과 같이 수면 위로 솟아 있는 SRB의 상태를 체크합니다. | |
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이륙 후 우주선의 운명을 예측하는 평가단의 분석
100명이 넘는 전문가와 엔지니어들이 임무를 마친 SRB의 상태를 점검하려고 기다립니다. 잠수팀이 건져온 SRB를 트레일러로 회전시켜 360도 전체를 관찰합니다. 첫 번째 육안 검사로 궤도에 진입한 우주선 탑승자의 안전을 확인할 수 있습니다. SRB가 파손되었다면 우주선도 파손되었을 가능성이 크기 때문입니다. 우주선이 무언가에 충돌했는지 확인하는 것이 1차 목표입니다. 철물이나 장비에 파손이 없는지 기능에 이상이 없는지 꼼꼼히 확인합니다. 미세한 얼룩이나 수상한 색깔의 액체가 묻어 있지 않은지까지도 일일이 기록합니다. 이러한 조사과정은 우주선 탑승자들의 안전 및 다음 우주선 임무의 성공적인 수행과 직결된다는 점에서, 아주 중요합니다.
2003년 컬럼비아호(Columbia)가 STS 107 임무를 띠고 정상적으로 이륙했습니다. | |
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하지만, 16일 후 귀환하면서 우주선이 분해됐고 탑승자 7명 전원이 사망하는 사태가 벌어졌습니다. 전문가들도 원인을 몰랐습니다. 수색대가 잔해 낙하 추정 지대를 샅샅이 뒤졌고 작은 파편 몇 개를 제외하고 우주선이 통째로 사라졌습니다. 유일하게 온전한 상태로 남겨진 SRB가 의문의 열쇠를 쥐고 있었고, 이를 중심으로 전면적인 조사를 시행하여 사고 원인을 추적했습니다. 7개월의 조사 기간을 거친 후, 이륙하는 순간 여행 가방 크기의 절연 발포체가 떨어져 나가면서 우주선의 왼쪽 날개에 구멍을 남긴 것이 원인으로 밝혀졌습니다. 15일간 우주에서 임무를 수행하고 지구 궤도에 진입하는 순간 뜨거운 대기 가스가 구멍을 비집고 들어가 날개를 부러뜨리고 컬럼비아호를 파괴한 것입니다. 이것이 바로 SRB를 바다에서 건진 직후 미세한 결함은 없는지, 샅샅이 검사하는 이유입니다. | |
| 30년 후면 '에리스 1'이란 신형 발사 시스템이 도입되지만 우주에 도달하려면 여전히 SRB의 도움은 필수적입니다. NASA의 직원들은 앞으로도 바다에서 부스터를 회수해 재조립하고 하늘로 띄우는 일을 계속 이어갈 것입니다. | |
- 글·영상 내셔널지오그래픽채널
- "우주왕복선을 재조립하라!" | 내셔널지오그래픽채널 2010-07-20 (화) 저녁 6시
- 우주선을 궤도로 보내는 고체 로켓 부스터(SRB)를 복원하고 재조립하는 작업팀을 따라가 보자. 기술자, 승무원들은 SRB를 복원하고 재건하여, 다음 우주왕복선이 안전하게 발사될 수 있도록 준비한다. 모든 세밀한 부분까지 정확하게 작업하지 않으면 재난이 발생할 수 있다. 1986년 1월 28일, 나사는 SRB 중 하나의 작은 결함으로 인한 폭발사고로 챌린저호의 승무원 7명을 잃었다. SRB 관련 작업의 위험도는 아주 높으나, 바다에 잠수하는 것에서부터 고성능 폭약을 다루는 것까지 모든 작업들이 성공적인 우주선 발사를 위해 꼭 필요한 일이다.
원문보기 : http://navercast.naver.com/science/documentary/3193
