보잉 승무원 비행 시험

3. 우주선

보잉 유인 비행 시험(Boe-CFT)에 사용된 스타라이너 우주선은 국제 우주 정거장(ISS)과의 도킹을 위해 수정된 도킹 시스템을 갖추고 있다. 이 시스템은 Boe-OFT-2 시험 비행에서 처음 선보인 새로운 재진입 덮개를 수용하도록 설계되었다.

수정된 도킹 시스템은 다음과 같은 기술적 개선 사항을 포함한다. 첫째, 새로운 재진입 덮개는 우주선의 대기권 재진입 시 열과 압력을 견딜 수 있도록 설계되었으며, 도킹 시스템은 이 덮개를 손상시키지 않고 도킹할 수 있도록 수정되었다. 둘째, 도킹 과정의 정확성을 높이기 위해 새로운 센서가 추가되었다. 이 센서는 우주선과 ISS 간의 거리, 속도, 각도를 정밀하게 측정하여 도킹 시 충돌 위험을 최소화한다. 마지막으로, 자동 도킹 기능이 더욱 향상되어 조종사의 개입 없이도 우주선이 ISS에 안전하게 도킹할 수 있게 되었다. 이는 도킹 과정의 안전성을 높이고 승무원의 부담을 줄여준다.

3. 1. 스타라이너 칼립소 캡슐

3. 2. 도킹 시스템 개선

• 재진입 덮개 수용: 새로운 재진입 덮개는 우주선의 대기권 재진입 시 열과 압력을 견디도록 설계되었다. 수정된 도킹 시스템은 이 덮개를 손상시키지 않고 도킹할 수 있도록 설계되었다.
• 향상된 센서: 도킹 과정의 정확성을 높이기 위해 새로운 센서가 추가되었다. 이 센서는 우주선과 ISS 간의 거리, 속도, 각도를 정밀하게 측정하여 도킹 시 충돌 위험을 최소화한다.
• 자동 도킹 기능: 자동 도킹 기능이 더욱 향상되어, 조종사의 개입 없이도 우주선이 ISS에 안전하게 도킹할 수 있게 되었다. 이는 도킹 과정의 안전성을 높이고, 승무원의 부담을 줄여준다.

4. 승무원

마이클 핀케는 보잉 유인 비행 시험(Boe-CFT)의 예비 승무원으로서 비상 상황 발생 시 투입될 수 있도록 훈련받았다. 그는 비행 시험 중 발생할 수 있는 예상치 못한 문제에 대처하고, 승무원의 안전을 확보하는 데 기여했다. 이러한 훈련을 통해 핀케는 비행 시험의 성공적인 수행에 필수적인 역할을 담당했다.

4. 1. 주요 승무원

4. 2. 예비 승무원

5. 임무 개요

보잉 유인 비행 시험(Boe-CFT)은 국제 우주 정거장(ISS)에 도킹하여 임무를 수행하는 것을 목표로 한다. 스타라이너는 자율적인 접근과 도킹 시스템을 통해 ISS에 성공적으로 도킹했다. ISS의 승무원들은 스타라이너의 내부를 점검하고, 시스템을 ISS의 시스템과 통합하는 작업을 수행했다.

ISS에서 보잉 승무원들은 우주 정거장의 장비 점검 및 유지 보수를 수행하고, 우주 환경에서의 과학 실험을 진행했다. 승무원들은 ISS에서 다양한 연구 활동을 수행했는데, 우주 탐사 기술 개발뿐만 아니라, 지구에서의 삶의 질을 향상시키는 데에도 기여할 수 있는 잠재력을 지니고 있다.

스타라이너는 궤도 비행을 마치고 지구로 귀환하기 위해 대기권에 진입한다. 고온의 대기권 재진입 과정을 견디도록 설계된 캡슐은 열 보호 시스템을 통해 보호받으며, 이 과정에서 상당한 가속도와 열을 받게 된다. 대기권 진입 후에는 낙하산이 전개되어 캡슐의 속도를 늦추고 안전하게 지상에 착륙한다. 착륙 후에는 캡슐의 안전을 확인하고, 승무원의 건강 상태를 점검하며, 구조팀에 의해 회수된다.

5. 1. 발사

5. 2. 국제 우주 정거장 도킹

5. 3. 임무 수행 및 연구 활동

5. 4. 지구 귀환

6. 발사 시도

2024년, 스타라이너 유인 비행 시험의 발사는 여러 차례 연기되는 어려움을 겪었다. 5월 6일, 첫 번째 발사 시도는 아틀라스 V 로켓 상단 산소 릴리프 밸브 문제로 연기되었다. 해당 문제는 5월 17일에 해결되었고, 발사는 6월 1일로 재예정되었다.

6월 1일, 지상 발사 시퀀서 컴퓨터의 오류가 발생하여 발사가 중단되었다. 이 오류는 로켓 발사의 모든 단계를 제어하는 핵심 장비인 지상 발사 시퀀서 컴퓨터의 소프트웨어 문제로 인해 발사 3분 50초 전에 감지되었다. 해당 컴퓨터는 즉시 교체되었으나, 추가 점검 결과 발사 재개에는 시간이 더 필요하다는 결론이 내려져 발사가 연기되었다. 이로 인해 스타라이너 프로그램에 대한 우려가 더욱 증폭되었다. 5월 29일에는 캡슐의 헬륨 누출 문제로 인해 발사가 다시 연기되었고, 6월 5일로 연기된 발사 시도는 지상 지원 장비 문제로 인해 6월 6일로 연기되었다. 6월 6일에는 캡슐 내부 헬륨 누출 문제 해결을 위해 추가 조치가 취해지면서 발사가 며칠 더 연기되었으며, 6월 11일, NASA는 헬륨 누출 문제에 대한 추가 분석을 위해 발사를 연기했다. 6월 14일에는 발사 목표일을 7월 중순으로 설정하여 헬륨 누출 문제 및 다른 기술적 문제를 해결할 시간을 확보했다. 7월 5일, NASA는 7월 21일 오전 8시 34분(동부 표준시)에 발사를 시도할 것이라고 발표했다.

결국, 세 번째 시도 끝에 2024년 6월 5일 스타라이너가 성공적으로 발사되었다. 스타라이너는 아틀라스 V 로켓에 실려 플로리다 케이프커내버럴 우주군 기지에서 오전 10시 52분(동부 표준시)에 이륙했다. 발사 과정은, 아틀라스 V 로켓의 각 단 분리, 자체 추진 시스템을 이용한 궤도 진입, 국제 우주 정거장 (ISS) 도킹 순으로 진행될 예정이며, 도킹에는 정밀한 항법과 우주 비행사의 숙련된 조작이 필요하다.

6. 1. 2024년 5월 6일 시도

6. 2. 2024년 6월 1일 시도

6. 3. 2024년 6월 5일 발사 성공

6. 4. 발사 시도 요약

7. 비행 과정

보잉 승무원 비행 시험에서 스타라이너는 궤도 진입 후 국제 우주 정거장(ISS) 도킹까지의 비행 과정을 거쳤다. 비행 과정 중 헬륨 누출 및 추력기 작동 중단 문제 등 기술적인 어려움이 발생했지만, 이를 극복하고 ISS와의 도킹에 성공했다.

비행 과정에서 헬륨 누출 문제가 발생하여 보잉은 대응 조치를 취했다. 2024년 6월 6일, 헬륨 매니폴드 중 하나가 폐쇄되었으며, 이로 인해 추력기 4개 중 1개가 비활성화되었다. 헬륨 누출은 비행에 심각한 영향을 미칠 수 있는 문제였기에, 보잉은 NASA와 협력하여 문제를 해결하기 위해 노력했다. 이후 보잉은 도킹을 위한 최종 허가를 받기 위해 여러 단계를 거쳤으며, 그 과정에서 안전성을 최우선으로 고려했다.

ISS 접근 중에는 추력기 작동 중단 문제도 발생했다. 2000년 10월 13일, 보잉 승무원 비행 시험 중 ISS에 접근하는 동안, 보잉 우주선은 추력기 작동 중단 문제를 겪었다. 5개의 주 추력기 중 4개가 초기 점화에 실패했고, 임무 통제팀은 추력기를 리셋해야 했다. 리셋 후 핫 파이어 테스트를 진행하여 추력기의 재작동 여부를 확인했다. 수동 제어를 통해 우주선 자세를 제어하며 ISS에 접근을 시도했다. 임무 통제팀은 여러 차례의 점검을 거쳐 도킹을 허가했고, 결국 보잉 우주선은 ISS와 성공적으로 도킹했다.

6월 6일, 스타라이너는 ISS의 하모니 모듈에 성공적으로 도킹했다. 이는 스타라이너의 비행 시험에서 중요한 이정표를 세운 것으로, NASA의 상업 승무원 프로그램의 일환으로 진행되었다. 스타라이너가 ISS에 접근하면서, ISS에 탑승 중인 승무원들은 스타라이너와의 통신을 점검하고 도킹 과정을 모니터링했다. 스타라이너는 자동 도킹 시스템을 사용하여 ISS에 정확하게 접근했고, 도킹 래치가 안전하게 체결되면서 성공적인 도킹이 이루어졌다. 도킹 후, 스타라이너의 해치를 열고 ISS 승무원들과 스타라이너 승무원들이 합류했다. ISS 승무원들은 스타라이너 내부를 점검하고, 스타라이너의 화물을 ISS로 옮기는 작업을 시작했다.

스타라이너의 ISS 도킹 성공은 NASA와 보잉에게 매우 중요한 성과로 평가받았다. 이는 스타라이너가 향후 ISS로의 정기적인 승무원 및 화물 수송 임무를 수행할 수 있는 가능성을 보여주는 것이기 때문이다. 또한, 이는 NASA가 상업 우주 개발을 통해 우주 탐사 능력을 확장하려는 노력의 중요한 부분이다.

7. 1. 궤도 진입 및 수동 조작 훈련

7. 2. 헬륨 누출 문제

7. 3. 추력기 작동 중단 문제

7. 4. 국제 우주 정거장 도킹

8. 국제 우주 정거장 체류

스타라이너가 국제 우주 정거장(ISS)에 머무는 동안 안전 점검, 생활 환경 테스트, 연구 활동 지원 등 다양한 임무를 수행했다.

스타라이너의 안전 점검은 비행 시험의 중요한 부분이었다. 특히, 비상 상황 발생 시 승무원을 안전하게 보호하는 "안전 구역" 기능이 점검되었다. 이 기능은 우주선 내 압력 유지, 화재 진압, 유해 물질 제거 등을 포함하며, 승무원의 생존과 직결되므로 꼼꼼하게 테스트되었다. 또한, 우주선 내부의 온도, 습도, 환기 시스템, 그리고 식수 및 위생 시설의 작동 여부를 확인하는 생활 환경 테스트도 진행되었다. 승무원들의 건강과 안전을 보장하기 위해 이러한 요소들이 적절하게 유지되는지, 그리고 비상 상황에서 얼마나 효과적으로 작동하는지 면밀히 점검했다. 이러한 테스트는 장기간의 우주 비행에서 승무원들이 겪을 수 있는 불편함을 최소화하고, 혹시 발생할 수 있는 위험 요소를 사전에 제거하는 데 중요한 역할을 했다.

보잉 승무원들은 ISS에서 화재 안전 연구를 지원했으며, 미세 중력 환경에서의 다양한 실험을 지원하여 과학자들에게 귀중한 데이터를 제공했다. ISS는 또한 유전자 염기 서열 분석과 같은 생명 과학 연구를 위한 공간을 제공한다. 승무원들은 이러한 연구를 지원하여 질병 치료법 개발 및 인간 생명 연장에 기여할 수 있는 가능성을 열었다. ISS에서의 연구는 지구상의 삶의 질을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다.

윌리엄 T. 윌모어와 제임스 윌리엄스는 비행 시험에서 중요한 역할을 수행했다. 윌모어는 비행 중 데이터 수집, 시스템 점검, 문제 해결 등 다양한 역할을 수행하며, 비행의 안전성을 확보하는 데 기여했다. 그는 다른 우주비행사들과의 협력을 통해 비행 시험의 효율성을 높였다. 제임스 윌리엄스는 윌모어와 함께 시스템 점검, 데이터 분석 등의 업무를 수행하며, 비행 시험의 전반적인 운영을 지원했다. 윌리엄스는 또한 비행 중 발생할 수 있는 문제에 대한 대응 계획을 수립하고, 비상 상황 발생 시 신속하게 대처할 수 있도록 훈련했다. 윌리엄스와 윌모어는 서로 협력하여 비행 시험의 목표를 달성하는 데 크게 기여했다. 이들의 노력은 비행 시험의 성공에 결정적인 영향을 미쳤으며, 이후 보잉 우주선의 개발과 운영에 중요한 기반을 제공했다.

8. 1. 화물 운반 및 장비 점검

9. 지구 귀환

국제 우주 정거장(ISS)에서 이탈한 보잉 승무원 비행 시험은 지구 귀환 과정에서 무인 귀환 결정을 내렸다. 승무원의 안전을 최우선으로 고려하여, 유인 비행 시험 중 발생할 수 있는 모든 잠재적 위험을 최소화하기 위한 결정이었다. 이는 스페이스X의 크루-9 미션과 비교하여 보잉의 승무원 안전에 대한 높은 기준을 보여준다.

9월 6일, 보잉 승무원 비행 시험(CFT)은 ISS에서 무인 상태로 도킹을 해제했다. 도킹 해제 후 궤도 이탈 기동을 시작했다. 먼저, 우주선은 전방 추진기를 사용하여 ISS에서 안전 거리를 확보했다. 이후, 우주선은 감속 연소를 통해 궤도 이탈을 위한 준비를 마쳤다.

대기권 재진입은 20,000 피트(6,096 m) 고도에서 시작되었다. 승무원 캡슐은 45도 각도로 대기권에 진입하여 캡슐의 내열 차폐재가 뜨거워지면서 2,700°F(1,482°C)의 온도를 견뎌야 했다. 캡슐은 425mph(684km/h)의 속도로 하강했다. 낙하산이 전개되었고, 승무원 캡슐은 다시 17mph(27km/h)의 속도로 내려갔다. 착륙 시 에어백이 작동하여 충격을 흡수했다. 승무원 캡슐은 뉴멕시코 화이트 샌즈 미사일 시험장의 착륙 구역에 성공적으로 착륙했다.

비행 중 항법 시스템 결함으로 실제 위치와 궤적 파악에 어려움을 겪었으며, 추진기 문제도 발생하여 궤도 수정에 필요한 추력을 제대로 얻지 못했다. 이러한 문제들은 비행 통제 시스템의 소프트웨어 오류와 관련이 있는 것으로 분석되었다. 보잉은 문제 해결을 위해 소프트웨어 업데이트를 진행하고, 향후 비행에서 동일한 문제가 발생하지 않도록 조치를 취할 예정이다.

9. 1. 귀환 계획 연기

9. 2. 무인 귀환 결정

9. 3. 도킹 해제 및 궤도 이탈

9. 4. 대기권 진입 및 착륙

10. 논란 및 평가

보잉 승무원 비행 시험(Boe-CFT)은 유인 우주 비행의 가능성을 확인하고, 우주 개발 기술의 난제를 극복했다는 점에서 긍정적인 평가를 받았다. 이러한 성공은 미국의 우주 개발 역량을 강화하는 데 기여했으며, 대한민국을 포함한 다른 국가들의 우주 개발 노력에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 대한민국의 경우, 보잉 승무원 비행 시험의 성공은 우주 개발 분야에서 독자적인 기술력을 확보하고, 국제적인 협력 관계를 강화하는 데 중요한 시사점을 제공한다. 특히, 대한민국은 이번 시험 결과를 바탕으로 우주 탐사 계획을 구체화하고, 관련 기술 개발에 더욱 박차를 가할 수 있으며, 이는 대한민국의 과학 기술 경쟁력을 높이고, 미래 사회 발전에 기여할 것이다.

하지만 보잉 승무원 비행 시험은 안전성 확보, 기술적 신뢰성 강화, 투명한 정보 공개라는 과제를 안고 있다. 안전은 보잉 승무원 비행 시험의 최우선 목표로, 지속적인 안전 점검과 개선이 필요하다. 기술적 신뢰성을 확보하기 위해서는 끊임없는 연구 개발과 투자가 이루어져야 하며, 시험 과정 및 결과에 대한 투명한 정보 공개를 통해 신뢰를 구축해야 한다.

향후 과제를 해결하기 위해 철저한 안전 점검 시스템 구축, 첨단 기술 개발 투자 확대, 시험 과정과 결과의 투명한 공개를 통한 신뢰 구축 노력이 필요하다. 또한 각국의 항공 당국 및 관련 기관들과의 긴밀한 협력을 통해 안전 기준을 통일하고, 기술 정보를 공유하며, 사고 발생 시 투명하고 신속한 정보 공유를 통해 피해를 최소화하고 재발 방지 대책을 마련해야 한다. 보잉 승무원 비행 시험은 지속적인 투자와 노력을 통해 안전성, 기술적 신뢰성, 투명성을 확보하고, 국제 협력을 강화함으로써 미래 항공 기술 발전에 기여해야 한다.

10. 1. 언론의 주목과 비판

10. 2. 긍정적 평가

10. 3. 향후 과제

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_[175] 뉴스 NASA says it is "evaluating all options" for the safe return of Starliner crew https://arstechnica.[...] 2024-08-01
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