아르테미스는 현재 무엇을 하고 있을까? – 5편 – Sciencetimes - Science Times

비행 19일 차: 지구로 향하기 위하여 달의 근접 비행 준비

아르테미스 1호 임무의 오리온 탐사선은 임무 19일째가 되는 12월 4일 일요일 오전 10시 43분(미국 중부표준시 기준)에 보조 추진기를 사용하여, 우주선의 속도를 1.86km/s까지 증가시키며 궤적 수정을 위한 연료 분사를 마쳤다.

오전 12시 41분 오리온 탐사선은 다운스트림 전력을 담당하는 래칭 전류 제한기(Latching Current Limiter)가 있는 PCDU(Power Conditioning Distribution Unit) 4개의 전원이 꺼지는 문제가 발생했다. 다행히 팀은 모든 시스템이 정상적으로 돌아가고 있음을 확인하고 PCDU에 다시 성공적으로 전원을 공급했다.

아르테미스 팀은 중요한 시스템 등의 전원이 중단되지 않았으며, 오리온 탐사선의 내비게이션 및 통신 시스템 등에도 영향을 미치지 않았다고 보고했다. 또한 이전 사례들을 살펴보며, 위 문제가 전에 수행했던 전원 구성 테스트와 관련이 있는지 조사하고 있다.

오리온 탐사선은 같은 날 광학 항법 시스템(optical navigation system)을 사용하여 추가 데이터를 얻었다. 위 시스템은 달과 지구의 이미지를 촬영하는 카메라로 촬영된 이미지에서 천체의 크기 및 위치를 보고 우주선의 방향을 지정하는 데 도움을 주는 기구이다. 아르테미스 팀 엔지니어들은 또한 오리온 탐사선이 지구로 돌아가는 동안 성능 등을 검증하기 위한 몇 가지 추가 테스트를 계속 진행하고 있다.

12월 5일, 오리온 탐사선은 달의 중력을 이용한 근접 비행을 수행했다. © Artemis 1/NASA

임무 19일 차 12월 4일 오후 4시 30분(미국 중부 표준시 기준) 오리온 탐사선은 지구에서 357,617km, 달에서 38,419km 떨어진 곳에서 시속 4,950km로 순항하고 있다.

비행 20일 차: 오리온 캡슐은 달의 중력을 이용한 근접 비행을 수행하다

오리온 탐사선은 미국 중부표준시 기준 12월 5일 월요일 오전 10시 43분 달에 달 표면 위 129km까지 접근하며 두 번째로 근접 비행(fly-by)을 시도했다. 위 근접 비행은 아르테미스 1 미션에서는 마지막 근접 비행이다.

유럽에서 제작한 서비스 모듈에 장착되어있는 탐사선의 메인 엔진을 사용한 교정 분사는 3분 27초 동안 지속되었으며, 탐사선의 속도는 약 1054km/s로 변경되었다. 달에 가까이 다가가기 대략 6시간 전 오리온 탐사선은 일찌감치 반응 제어 시스템 추진기를 사용한 20초간 추가 분사를 통해서 궤적 수정 연소 역시 수행했다. 이를 통해서 우주선의 속도는 시속 2.23km정도로 변경되었다.

NASA의 빌 넬슨(Bill Nelson) 국장은 오리온이 드디어 집을 향하고 있다고 밝히며, 달의 중력을 이용하기 위해서 달의 표면으로부터 저공비행을 성공적으로 수행하였다고 설명했다. 또한, 넬슨 국장은 이어서 며칠 후에는 오리온 탐사선이 지구 대기권에 다시 진입할 것이라고 설명하며 이제 한 가지 큰 테스트만 남았음을 알렸다.

12월 5일, 태양 전지판에 부착되어 있는 카메라 중 하나로 달의 표면을 매우 상세히 촬영하다. © Artemis 1/NASA

한편 지상에서의 움직임도 매우 분주하다. 케네디 우주 센터의 오리온 탐사선 착륙 및 복구 책임자인 멜리사 존스(Melissa Jones)에 따르면, 12월 11일 오리온 탐사선의 지구 귀환에 대비하여 태평양 연안에서 탐사선을 인양할 나사(NASA)의 지상 탐사시스템 프로그램(Exploration Ground Systems Program)과 미 해군 팀은 다이버 팀은 소형 보트 형태의 수중 모의 캡슐을 이용하여 바다에서 마지막 훈련을 마친 상태라고 한다. 다이버들은 우주선 내부의 크래들과 연결하기 위한 보트의 케이블 상태를 확인했으며 이를 통해서 오리온 탐사선의 기본적인 수송이 준비된 상태이다.

임무 20일 차 12월 5일 오후 5시 29분(미국 중부 표준시 기준) 오리온 탐사선은 지구에서 393,692km, 달에서 26,684km 떨어진 곳에서 시속 1,075km로 순항하고 있다.

비행 21일 차: 오리온 탐사선 드디어 달의 영향권을 벗어나 고향으로 향하다

임무 21일 차가 되던 12월 6일 화요일 오전 1시 29분 (미국 중부 표준시 기준) 오리온 탐사선은 달의 중력 영향권을 벗어나기 시작했다. 이제 오리온 탐사선에 영향을 미치는 힘은 지구에서 잡아당기는 중력뿐이다. 이후 오전 4시 43분 반응제어시스템 추력기를 이용하여 네 번째 복귀 궤도 수정 분사를 5.7초 동안 성공적으로 수행했다. 이후 탐사선의 속도는 초당 우주선의 속도를 초당 0.18m로 변경되었다.

달에 가깝게 접근하던 오리온 탐사선은 달의 표면을 매우 상세하게 촬영했다. © Artemis 1/NASA

비행 관제팀은 임무 초기에 수행했던 우주선의 외부 표면에 대한 테스트를 한 번 더 완료했다. 주로 4개의 태양 전지판 날개에 있는 카메라를 이용하여 여러 정지 이미지를 촬영했으며, 이를 통해서 외부에 아무 이상이 없음을 보고했다.

임무 21일 차 12월 6일 오후 5시 30분(미국 중부 표준시 기준) 오리온 탐사선은 지구에서 392,679km, 달에서 127,138km 떨어진 곳에서 시속 804km로 순항하고 있다.

비행 22일 차: 고향으로 돌아오고 있는 아르테미스 1

아르테미스 팀의 엔지니어들은 임무 8일 차에 수행했던 추진제 슬로싱(propellant sloshing, 슬로싱: 부유체의 움직임에 따라 액체 저장탱크 내 액체가 움직이는 유동 현상)”라 불리는 테스트의 두 번째 검사를 완료했다. 엔지니어팀은 오리온 탐사선이 우주를 이동할 때 추진제 슬로싱이 우주선 궤적과 방향에 미치는 영향을 측정했다.

12월 7일 오리온 탐사선이 다시 한번 달을 촬영했다. © Artemis 1/NASA

아르테미스 미션팀은 이제 오리온 탐사선이 대부분의 큰 테스트를 성공적으로 완료했음을 보고했으며 임무 24일 차와 25일 차에 지구 재진입을 위한 시스템 점검 그리고 추진 시스템의 누출 점검 등의 중요한 일정이 남아있다고 덧붙였다. 또한 지구 진입 시 오리온 탐사선의 방열판 테스트가 남아있다.

임무 22일 차 12월 7일 오후 3시(미국 중부 표준시 기준) 오리온 탐사선은 지구에서 376,747km, 달에서 20,5513km 떨어진 곳에서 시속 1,319km로 순항하고 있다.

비행 23일 차: 아르테미스 팀, 착륙 지점 선택 및 스플래시다운 준비

아르테미스 1 미션의 총책임자인 마이크 샬랴핀(Mike Sarafin)은 미션 23일 차 현재 예기치 않게 달성했던 몇 가지 추가 목표와 함께 완벽하게 성공적인 미션을 진행하고 있다고 설명했다. 이와 함께 아르테미스 미션의 지구 복귀가 약 72시간 앞으로 다가오고 있었기에 팀의 중요 인원들이 모여서 이에 관한 회의를 진행했다. 가장 중요하게 다뤄진 내용은 오리온 탐사선의 지구 복귀 시각의 날씨와 기본 상륙 지역이다. 미션팀은 남쪽의 과달루페섬 근처 태평양으로 상륙 지점을 확정했다.

임무 23일 차 밤, 비행 관제사는 탐사선의 4개 태양 전지판에 부착된 카메라를 사용하여 여러 모듈에 대한 최종 조사를 진행했으며, 탐사선이 지구 재진입 시 극심한 열 환경으로부터 보호될지 체크하기 시작했다. 탐사선이 지구로 재진입 시 승무원 모듈과 서비스 모듈은 분리되며, 승무원 모듈만 지구로 귀환하고 서비스 모듈은 태평양 상공 재진입과 동시에 지구 대기권에서 불타버리게 된다. 또한 타버린 모듈의 궤적은 육지의 사람과 선박 항로에 위험을 초래하지 않도록 계획 및 선정되었다.

이제 탐사선의 지구 귀환을 위한 모든 준비가 완료되었다. 지구로 돌아올 일만 남은 오리온 탐사선이다.

임무 23일 차 12월 6일 오후 5시 30분 (미국 중부 표준시 기준) 오리온 탐사선은 지구에서 333,456km, 달에서 290,325km 떨어진 곳에서 시속 2,277km로 순항하고 있다.

아르테미스 1 미션 관련 사진 찾아보기 – Johnson Space Center Flickr

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