아폴로 8호

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1. 개요

아폴로 8호는 1968년 12월, 인류 최초로 지구 중력권을 벗어나 달 궤도를 비행하고 달의 뒷면을 직접 촬영한 유인 우주선이다. 냉전 시대의 우주 경쟁 속에서 미국은 소련에 대항하여 달에 인간을 착륙시키는 아폴로 계획을 추진했고, 아폴로 8호는 계획의 일환으로 달 궤도 진입을 목표로 했다. 당초 달 착륙선 시험 비행으로 계획되었으나, 기술적 문제로 인해 달 궤도 비행으로 변경되었다. 프랭크 보먼, 짐 러벨, 윌리엄 앤더스 세 명의 우주 비행사는 달 궤도를 10회 선회하며 지구돋이 사진을 촬영했고, 크리스마스 이브에 성경 구절을 낭독하는 등 역사적인 순간을 연출했다. 아폴로 8호의 임무는 1968년의 혼란 속에서 인류에게 희망을 제시했고, 지구의 날 제정 및 다양한 문화 콘텐츠 제작에 영감을 주었으며, 현재 사령선은 시카고 과학 산업 박물관에 전시되어 있다.

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아폴로 8호
미션 개요
"지구돋이. 윌리엄 앤더스가 아폴로 8호에서 촬영"
미션 종류	유인 달 궤도 사령·기계선 비행 (C형 미션)
운영 기관	NASA
콜사인	아폴로 8호
이전 미션	아폴로 7호
다음 미션	아폴로 9호
프로그램	아폴로 계획
발사 정보
발사일	1968년 12월 21일 12:51:00 UTC
발사 로켓	새턴 V SA-503
발사 장소	케네디 우주 센터 LC-39A
궤도 정보
궤도 기준점	1968년 12월 21일, ~13:02 UTC
궤도 근지점	99.57 해리(nmi) (184.4km)
궤도 원지점	99.99 해리(nmi) (185.2km)
궤도 경사	32.15°
궤도 주기	88.19 분
지구 궤도 회전수	2 회
달 궤도 정보
종류	궤도선
천체	달
달 궤도 회전수	10
구성 요소	사령·기계선
달 궤도 진입 시간	1968년 12월 24일, 9:59:20 UTC
달 궤도 이탈 시간	1968년 12월 25일, 6:10:17 UTC
달 궤도 기준점	1968년 12월 24일, ~02:30 UTC
달 궤도 근월점	59.7 해리(nmi) (110.6km)
달 궤도 원월점	60.7 해리(nmi) (112.4km)
달 궤도 경사	12°
달 궤도 주기	2 시간
착수 정보
착수일	1968년 12월 27일 15:51:42 UTC
착수 지점	북태평양 ()
미션 기간
기간	6일 3시간 42초
승무원
왼쪽부터 러벨, 앤더스, 보먼
승무원 수	3 명
사령관	프랭크 F. 보먼 2세
사령선 조종사	제임스 A. 러벨 주니어
달 착륙선 조종사	윌리엄 A. 앤더스
우주선 정보
우주선 종류	아폴로 CSM-103 아폴로 LTA-B
제조사	노스 아메리칸 록웰
발사 시 질량	사령·기계선: 28,873 kg 사령선: 5,621 kg 기계선: 23,252 kg SC/LM 어댑터 (투기됨; LTA를 CSM에 연결; CSM 우주선의 일부가 아님): 1,842 kg LTA (CSM의 일부가 아님; 로켓에 고정됨): 9,026 kg
착륙 시 질량	4,979 kg

2. 배경

1950년대 후반과 1960년대 초, 미국은 소련과 냉전이라는 지정학적 경쟁을 벌이고 있었다.^[1] 1957년 소련이 세계 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 발사하면서 미국은 큰 충격을 받았고, 이는 우주 경쟁을 가속화하는 계기가 되었다.^[2]^[3] 존 F. 케네디 대통령은 달 착륙이라는 담대한 목표를 설정했고, 이는 아폴로 계획으로 이어졌다.^[4]^[5]^[6]

달 궤도 랑데부 방식 채택, 아폴로 우주선의 구성 (\[\[아폴로 사령선 및 기계선#사령선 (CM)|사령선]], 기계선, 달 착륙선)과 새턴 V호 로켓 개발은 달 착륙 목표를 달성하기 위한 핵심적인 결정이었다.^[6]^[7]

아폴로 8호는 당초 D 계획으로 지구 저궤도에서 달 착륙선(LM)을 시험하는 임무였으나, LM 개발 지연으로 인해 달 궤도를 비행하는 C' (C-Prime) 달 궤도 계획으로 변경되었다. 이는 제임스 에드윈 웹 NASA 국장의 승인을 받았으며, 아폴로 7호의 성공 이후 공식 발표되었다.^[70]^[71]^[72]

이러한 계획 변경에 따라 우주 비행사들의 임무와 우주선도 교체되었다.^[70]^[73] 비행사들은 시뮬레이터를 통해 훈련을 받았으며, 발사 전날 찰스 린드버그 부부의 방문을 받았다.^[76] 한편, 소련의 존드 5호가 달을 회전하여 지구로 귀환하면서, 1969년 안에 달 착륙을 한다는 목표에 더 큰 압력이 가해졌다.^[74]^[75]

2. 1. 냉전과 우주 경쟁

1950년대 후반과 1960년대 초, 미국은 소련과의 지정학적 경쟁인 냉전에 휩싸였다.^[1] 1957년 10월 4일, 소련은 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호를 발사했다. 이 예상치 못한 성공은 전 세계에 두려움과 상상을 불러일으켰다. 이는 소련이 대륙간 거리에 핵무기를 운반할 수 있는 능력을 보여주었을 뿐만 아니라, 미국의 군사적, 경제적, 기술적 우월성에 대한 주장에도 도전하는 것이었다.^[2] 이 발사는 스푸트니크 쇼크를 일으켰고, 우주 경쟁을 시작했다.^[3]

미국 대통령 존 F. 케네디는 미국이 다른 국가보다 우월해야 하는 것이 국익에 부합하며, 미국의 국력에 대한 인식이 현실만큼이나 중요하다고 믿었다. 그는 소련이 우주 탐사 분야에서 더 발전하는 것을 용납할 수 없었다. 그는 미국이 경쟁에서 승리할 가능성을 극대화할 수 있는 과제를 찾고자 했다.^[4]

소련이 더 강력한 운반 로켓을 보유하고 있었기 때문에 케네디는 기존 로켓 기술의 능력을 넘어서는 목표, 즉 미국과 소련이 동등한 입장에서 시작할 수 있는 특별한 과제를 선택해야 했다. 그는 전문가 및 고문들과 상의한 후, 달에 인간을 착륙시키고 지구로 귀환시키는 프로젝트를 선택했다.^[5] 이 프로젝트는 이미 아폴로 계획이라는 이름을 가지고 있었다.^[6]

2. 2. 아폴로 계획의 초기 결정

1950년대 후반과 1960년대 초, 미국은 소련과의 냉전이라는 지정학적 경쟁에 휩싸였다.^[1] 1957년 10월 4일, 소련은 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호를 발사했다. 이 성공은 소련이 핵무기를 대륙간 거리에 운반할 수 있음을 보여주었고, 미국의 군사, 경제, 기술적 우월성에 대한 주장에 도전했다.^[2] 이 발사는 스푸트니크 쇼크를 일으켰고, 우주 경쟁을 시작했다.^[3]

미국 대통령 존 F. 케네디는 미국의 국력에 대한 인식이 현실만큼 중요하다고 믿었다. 그는 소련이 우주 탐사에서 더 발전하는 것을 용납할 수 없었고, 미국이 경쟁에서 승리할 가능성을 극대화할 수 있는 과제를 찾았다.^[4]

소련은 더 강력한 운반 로켓을 보유하고 있었기 때문에 케네디는 기존 로켓 기술을 넘어서는 목표를 선택해야 했다. 그는 전문가들과 상의한 후, 달에 인간을 착륙시키고 지구로 귀환시키는 아폴로 계획을 선택했다.^[5]

초기 결정은 달 궤도 랑데부 방식을 채택하는 것이었다. 이에 따라 아폴로 우주선은 세 가지 주요 구성 요소로 이루어졌다.^[6]

사령선 (CM): 세 명의 우주 비행사를 위한 캡슐이 있으며, 지구로 귀환하는 유일한 부분이다.
기계선 (SM): 사령선에 추진력, 전력, 산소 및 물을 공급한다.
달 착륙선 (LM): 달 착륙을 위한 강하 단계와 우주 비행사를 달 궤도로 귀환시키기 위한 상승 단계로 구성된 2단계 우주선이다.

이 구성은 당시 개발 중이던 새턴 V호 로켓으로 발사할 수 있었다.^[7]

3. 승무원

아폴로 8호의 승무원은 다음과 같이 구성되었다.

역할	이름	비고
선장	프랭크 보먼	제미니 7호 탑승
사령선 조종사	짐 러벨	제미니 7호, 제미니 12호 탑승
달 착륙선 조종사	윌리엄 앤더스

원래 사령선 조종사는 마이클 콜린스였으나, 경추 추간판 탈출증으로 인해 짐 러벨로 교체되었다.^[66] 이 승무원 구성은 우주 왕복선 시대 이전에는 사령관이 비행 경험이 가장 많지 않다는 점에서 특이했다. 러벨은 제미니 7호와 제미니 12호에 탑승한 경험이 있었다. 또한 이전 임무에서 사령관이었던 러벨이 사령관이 아닌 승무원으로 비행한 첫 사례이기도 했다.

2024년 6월 현재, 제임스 러벨은 아폴로 8호 우주비행사 중 마지막 생존자이다. 프랭크 보먼은 2023년 11월 7일에,^[12] 윌리엄 앤더스는 2024년 6월 7일에 사망했다.^[13]

3. 1. 주 승무원

프랭크 보먼 - 선장^[12]
짐 러벨 - 사령선 조종사^[13]
윌리엄 앤더스 - 달 착륙선 조종사

1967년 11월 20일, 세 번째 유인 아폴로 비행 승무원으로 사령관 프랭크 보먼, 사령선 조종사 마이클 콜린스, 달 착륙선 조종사 윌리엄 앤더스가 공식 발표되었다. 그러나 1968년 7월, 콜린스가 경추 추간판 탈출증으로 수술을 받게 되면서 짐 러벨로 교체되었다.

이 승무원은 우주 왕복선 시대 이전의 임무 중 사령관이 가장 경험이 많은 사람이 아니라는 점에서 특이했다. 러벨은 제미니 7호와 제미니 12호에서 두 번 비행한 경험이 있었다. 또한, 이전 임무의 사령관(러벨, 제미니 12호)이 사령관이 아닌 승무원으로 비행하는 첫 사례였다.

2024년 6월 현재, 제임스 러벨은 마지막으로 생존해 있는 아폴로 8호 우주비행사이다.

3. 2. 백업 승무원

아폴로 8호의 백업 승무원은 다음과 같다.

선장: 닐 암스트롱
사령선 조종사: 버즈 올드린
달 착륙선 조종사: 프레드 헤이스

아폴로 8호의 백업 승무원은 원래 사령관 닐 암스트롱, 사령선 조종사 제임스 러벨, 달 착륙선 조종사 버즈 올드린으로 구성되었다.^[65] 그러나 러벨이 주 승무원으로 재배정되면서 올드린이 사령선 조종사로, 프레드 헤이스가 백업 달 착륙선 조종사로 합류했다. 암스트롱은 이후 아폴로 11호의 선장을 맡았고, 올드린은 달 착륙선 조종사, 마이클 콜린스는 사령선 조종사로 임무를 수행했다. 헤이스는 아폴로 11호 백업 승무원에서 달 착륙선 조종사로 활동했고, 아폴로 13호에서는 달 착륙선 조종사로 실제 비행에 참여했다.^[66]

3. 3. 지원 승무원 및 지상 관제 팀

캡슐 통신원(CAPCOM)은 텍사스주 휴스턴에 있는 미션 통제 센터에서 근무하는 우주비행사로, 비행 승무원과 직접 소통하는 유일한 사람이었다.^[64] 아폴로 8호의 캡슐 통신원(CAPCOM)은 마이클 콜린스, 제럴드 카, 켄 매팅리, 닐 암스트롱, 버즈 올드린, 반스 브랜드, 프레드 헤이즈였다.^[67]^[68]

미션 통제 팀은 3교대로 돌아갔으며, 각 교대는 비행 관리자가 이끌었다. 아폴로 8호의 비행 관리자는 클리포드 E. 찰스워스(녹색 팀), 글린 루니(검은색 팀), 밀턴 윈들러(마룬 팀)였다.^[67]^[69]^[70]

지원 승무원은 비행 계획, 점검 목록, 임무 지침을 관리하고 주 승무원과 예비 승무원에게 모든 변경 사항을 알렸다. 또한 시뮬레이터에서, 특히 비상 상황에 대한 절차를 개발하여 주 승무원과 예비 승무원이 시뮬레이터 훈련에서 이를 연습하고 숙달할 수 있도록 지원했다.^[71] 아폴로 8호의 지원 승무원은 켄 매팅리, 반스 브랜드, 제럴드 P. 카였다.^[72]^[73]

4. 임무 준비

아폴로 8호에 사용된 새턴 V 로켓(AS-503)은 원래 무인 지구 궤도 시험 비행용으로 1967년 12월 20일 조립동에 세워졌다. 그러나 1968년 4월 아폴로 6호 비행에서 다음과 같은 문제가 발생했다.

1단계에서 심각한 포고 진동 발생
2단계 엔진 두 대 고장
3단계 궤도 재점화 실패

NASA는 이 문제들이 해결될 때까지 유인 임무를 수행할 수 없다고 판단했다.

마셜 우주 비행 센터(MSFC)는 문제 해결에 착수, 엔진 성능 저하와 승무원에게 상당한 g-포스를 가할 수 있는 포고 진동의 원인이 엔진과 우주선 자체 진동 주파수의 공명 효과임을 밝혀냈다. 헬륨 가스를 사용한 진동 흡수 시스템을 설치하여 이 문제를 해결했다.

새턴 V 로켓 꼭대기에 있는 아폴로 8호가 39A 발사대로 크롤러-트랜스포터 위에 실려 이동하고 있다.

엔진 고장은 수소 연료 누출 라인이 진공에서 파열되어 2번 엔진 연료 압력이 손실되고, 잘못 연결된 연결로 3번 엔진의 액체 산소까지 차단된 것이 원인이었다. 3단계 엔진에서도 결함 있는 점화기 라인이 발견되었다. 이후 비행에서 유사 문제를 방지하기 위해 점화기 라인과 연료 도관을 수정했다.

1968년 8월 MSFC에서 해결책을 테스트하여 NASA는 문제 해결을 확신, AS-503 유인 임무를 승인했다. 아폴로 8호 우주선은 9월 21일 로켓에 장착되었고, 10월 9일 크롤러-트랜스포터로 발사대로 이동했다. 12월 5-11일 발사 전 테스트, 12월 18일 포고 진동, 연료 라인, 점화기 라인 문제 해결에 대한 최종 테스트가 실시되었다.

4. 1. 임무 일정 변경

1968년 당시 아폴로 8호의 임무 일정은 원래 달 착륙선(LM)의 개발 지연으로 인해 변경되어야 했다. LM-3는 심각한 결함이 발견되어 1969년 2월까지는 궤도 실험이 불가능했다.^[70] 이는 1969년 말까지 인간을 달에 착륙시키려는 목표 달성에 차질을 빚을 수 있었다.

이 문제를 해결하기 위해 아폴로 우주선 계획실 실장 조지 로우(George Low)는 1968년 8월, 달 착륙선 없이 사령선 및 서비스 모듈(CSM)만으로 1968년 12월에 달 궤도 비행을 하는 방안을 제안했다.^[70] 이는 달 착륙 최종 예행 연습(F 계획)에 앞서 달 궤도 진입 시험을 먼저 수행할 수 있게 해주는 방안이었다.

NASA 대부분의 간부들은 이 제안에 찬성했고, 제임스 E. 웹 NASA 국장도 승인하여 아폴로 8호는 'C' (C-Prime) 달 궤도 계획'으로 변경되었다. 그러나 이 사실은 언론에 공개되지 않고 지구 궤도 계획으로 알려졌다.^[71] 이 결정은 발사 40일 전인 11월 12일에 공식 발표되었다.^[72]

이러한 임무 변경에 따라 우주 비행사 총괄 책임자 도널드 슬레이턴은 D 계획과 E 계획의 비행사를 교대하기로 결정했다.^[70]^[73]

4. 2. 새턴 V 로켓 개선

아폴로 8호에 사용된 새턴 V 로켓은 AS-503으로 지정되었으며, 이는 아폴로-새턴(AS) 프로그램에서 사용될 새턴 V ("5") 로켓의 "03번째" 모델을 의미한다. 1968년 4월에 실시된 아폴로 6호의 시험 비행에서 다음과 같은 여러 문제가 발생했다.^[78]

1단계에서 포고 진동 발생
2단계 엔진 2기 연소 중단
3단계 엔진의 궤도상 재점화 실패

이러한 문제들 때문에, NASA는 추가적인 무인 시험 비행을 통해 안전성이 확보되기 전까지는 유인 비행을 승인할 수 없었다.^[78]^[79]

마셜 우주 비행 센터(MSFC) 팀은 문제 해결에 착수했다. 가장 큰 문제는 엔진 작동을 방해하고 승무원에게 과도한 G를 가할 수 있는 포고 진동이었다. NASA와 MSFC는 엔진 진동 주파수와 우주선 진동 주파수가 공진을 일으켜 로켓 전체를 진동시킨다고 결론 내렸다. 이를 해결하기 위해 헬륨 가스를 주입하여 진동을 감쇠시키는 시스템을 설치했다.^[78]

또한, 비행 중 고장난 세 개의 엔진 문제도 중요했다. 조사 결과, 2단 로켓에서 액체 수소 파이프가 진공에 노출되어 파열, 연료 누출로 인해 두 엔진의 수소 압력이 감소했다. 자동 밸브가 2번 엔진 연료 공급을 차단하려 했지만, 잘못된 전기 케이블 배선으로 인해 3번 엔진의 액체 산소 공급도 차단되었다. 그 결과, 3번 엔진은 2번 엔진 정지 1초 후 연소를 멈췄다. 추가 조사에서 3단계 로켓 엔진에서도 유사한 문제가 발견되었다. 조사단은 점화 장치 배선과 연료 공급관을 수정하여 향후 유사 사고를 방지했다.^[78]

1968년 8월, 마셜 우주 비행 센터에서 해결책을 시험했다. 새턴 V형 로켓 1단 (S-IC)에는 충격 흡수 장치를, 2단 S-II에는 개선된 연료 파이프를 장착하여 진공 상태 누출 및 파열 내구성을 강화했다. NASA는 실험을 통해 문제가 해결되었음을 확인, AS-503을 사용한 유인 비행을 승인했다.^[78]^[80]

9월 21일, 로켓 선단에 우주선을 장착했다. 10월 9일, 크롤러-트랜스포터에 실려 시속 3마일(5km) 속도로 발사대로 이동했다.^[81] 로켓 시험은 12월 5일부터 12월 11일까지 실시되었으며, 포고 진동, 연료 파이프 파열, 배선 문제에 대한 최종 시험은 12월 18일에 완료되었다.^[78]

5. 임무 수행

아폴로 8호는 발사 후 69시간 8분 16초 뒤, SPS 엔진을 4분 13초 동안 분사하여 달 궤도에 진입했다. 비행사들은 이 시간을 "인생에서 가장 긴 4분"이라고 표현했다.^[96] 분사 시간이 너무 짧으면 달 궤도를 벗어나고, 너무 길면 달 표면에 충돌할 위험이 있었기 때문이다. 분사 후 비행사들은 달 표면을 관찰할 수 있었다.^[96]

지상에서는 비행사들의 무선 신호를 기다리고 있었는데, 예정대로 신호가 도착했다. 비행사들은 근지점 약 111.85km, 원지점 약 311.09km의 달 궤도에 진입했다고 보고했다.^[96] 러벨은 달 표면이 회색의 회반죽이나 모래사장 같다고 전했다. 풍요의 바다는 주변 크레이터와 크게 대비되지 않았고, 크레이터는 대부분 원형이며 운석 충돌로 만들어진 것 같다고 설명했다. 랑그레누스 크레이터는 매우 크고 중심에 원뿔형 산이 있으며 벽은 계단 모양이라고 덧붙였다.^[97]

러벨은 계속해서 지형을 보고했고, 비행사들은 미래의 달 착륙 지점, 특히 고요의 바다를 정찰했다. 앤더스는 20시간 동안 달 사진 700장, 지구 사진 150장을 촬영했다.^[77] 보먼은 SPS 엔진 데이터를 확인하며 긴급 귀환을 위한 로켓 분사 결정을 달 뒷면 진입 전에 전달하도록 요구했다.^[97]

두 번째 달 뒷면 통과 후, 비행사들은 텔레비전 중계로 달 표면 상태를 보고했다. 앤더스는 크레이터 모습을 설명했고, SPS 엔진을 11초 동안 분사하여 궤도를 근지점 약 112.65km, 원지점 약 114.75km의 거의 원형으로 수정했다.^[96]^[97] 다음 두 바퀴 동안 비행사들은 기기 점검, 달 표면 관찰 및 사진 촬영을 계속했다. 세 바퀴째에 보먼은 미국 성공회를 위한 기도를 올렸다.^[77]^[97]

네 번째 궤도에서 달 뒷면에서 나왔을 때, 비행사들은 인류 최초로 지구돋이를 목격했다.^[99] 보먼은 흑백 사진을, 앤더스는 컬러 필름으로 ''어스라이즈'' 사진을 찍었다.^[100] 이 사진은 『라이프』지의 '세계를 바꾼 100장의 사진' 중 하나로 선정되었다.^[99]

9주차에 두 번째 텔레비전 중계가 시작되었다. 보먼은 달을 "광대하고 고독하며, 다가가기 힘든 듯한 아무것도 없는 공간"이라고 묘사했다.^[101] 비행사들은 창세기를 낭독하고, 지구에 크리스마스 인사를 전했다.^[102]

마지막 과제는 지구 귀환 궤도 진입이었다. SPS 엔진 점화가 실패하면 비행사들은 달 궤도에 갇힐 수 있었다. 엔진 분사는 예정대로 이루어졌고, 우주선은 발사 후 89시간 28분 39초에 달 뒷면에서 나타났다. 러벨은 산타클로스 농담을 했고, 매팅리 비행사가 응답했다.^[103] 12월 25일 크리스마스, 아폴로 8호는 지구 귀환길에 올랐다.

5. 1. 발사 및 달 전이 궤도 진입 (TLI)

아폴로 8호는 1968년 12월 21일 12시 51분 00초 UTC (07시 51분 00초 동부 표준시)에 새턴 V 로켓을 사용하여 발사되었다.^[19] 1단 S-IC는 대서양의 지점에, 2단 S-II는 지점에 착륙했다.^[77]^[80] 3단 S-IVB는 우주선을 지구 궤도에 진입시킨 후, 달 전이 궤도 진입(TLI)을 위한 연소를 위해 계속 연결되어 있었다.^[83]

우주선이 지구 궤도에 진입하자, 승무원들과 휴스턴 비행 관제소는 2시간 38분 동안 우주선 작동 상태를 점검하고 TLI를 위한 준비를 했다.^[83] 이전 무인 시험에서 재점화에 실패했던 S-IVB의 작동은 매우 중요했다.^[83] 콜린스가 첫 번째 CAPCOM 임무를 맡았고, 발사 후 2시간 27분 22초에 "아폴로 8호. TLI를 실행하십시오."라고 무선으로 전달했다.^[85] 이는 미션 통제소가 아폴로 8호의 달 탐사 임무를 공식적으로 승인했음을 의미했다. S-IVB 엔진은 정시에 점화되어 TLI 연소를 완벽하게 수행했다.^[83] 다음 5분 동안 우주선의 속도는 7600m/s에서 10800m/s로 증가했다.^[83]

S-IVB가 임무를 달 궤도로 진입시킨 후, 남은 아폴로 8호 우주선인 사령선 및 기계선 모듈(CSM)이 S-IVB에서 분리되었다. 승무원들은 분리된 단의 사진을 찍기 위해 우주선을 회전시킨 다음, 함께 비행하는 훈련을 했다. 승무원들은 우주선을 회전시키면서 지구에서 멀어지며 처음으로 지구 전체를 보았는데, 이는 인류가 처음으로 지구 전체를 한 번에 본 순간이었다.^[83] 보먼은 S-IVB가 CSM에 너무 가깝게 머무르는 것에 대해 걱정했고, 승무원들에게 분리 기동을 수행하도록 미션 통제소에 제안했다. 미션 통제소는 처음에 우주선을 지구 방향으로 향하게 하고, 반작용 제어 시스템 (RCS) 소형 추진기를 사용하여 기계선 모듈 (SM)의 속도를 지구에서 멀어지도록 1.1ft/s 증가시키라고 제안했지만, 보먼은 S-IVB를 시야에서 잃고 싶어하지 않았다. 논의 후, 승무원과 미션 통제소는 속도를 증가시키기 위해 지구 방향으로 연소하기로 결정했지만, 7.7ft/s로 조정했다.^[80] 이 검토 때문에 스케줄이 한 시간 늦어졌다.^[83]

분리 직후 아폴로 8호 S-IVB 로켓 단. LM 테스트 품목, LM의 원형 보일러 플레이트 모델이 단에 연결된 4개의 삼각형 다리와 함께 보인다.

발사 5시간 후, 미션 통제소는 S-IVB에 남은 연료를 배출하여 궤도를 변경하라는 명령을 보냈다. 이로 인해 S-IVB는 달을 지나 by의 궤도와 지구 적도면에서 23.47°의 경사를 가진 태양 궤도에 진입했으며, 공전 주기는 340.80일이었다.^[80] S-IVB는 우주 쓰레기가 되었다.

아폴로 8호 승무원들은 반 알렌 복사대를 처음으로 통과한 인류였다. 과학자들은 우주선의 빠른 속도로 띠를 빠르게 통과하면 가슴 X-선 촬영과 같거나, 1 밀리그레이 (mGy)의 방사선량이 발생할 것으로 예측했다. 실제 방사선량을 기록하기 위해, 각 승무원은 지구로 데이터를 전송하는 개인 방사선 선량계와 승무원이 경험한 누적 방사선을 보여주는 세 개의 수동 필름 선량계를 착용했다. 임무가 끝날 무렵, 승무원들은 평균 1.6 mGy의 방사선량을 경험했다.^[86]

5. 2. 달 궤도 비행

아폴로 8호는 발사 후 69시간 8분 16초 뒤, SPS 엔진을 4분 13초 동안 분사하여 달 궤도에 진입했다. 비행사들은 이 시간을 "인생에서 가장 긴 4분"이라고 표현했다.^[96] 분사 시간이 너무 짧으면 달 궤도를 벗어나 멀리 날아가 버리고, 너무 길면 달 표면에 충돌할 수 있었기 때문이다. 분사가 정상적으로 종료된 후, 비행사들은 달 표면을 자세히 관찰했다.^[96]

지상에서는 비행사들의 연락을 기다리고 있었다. 예정대로 우주선에서 무선 신호가 들어왔고, 비행사들은 근지점 약 111.85km, 원지점 약 311.09km의 궤도에 진입했다고 보고했다.^[96]

궤도 보고 후, 러블은 달 표면이 회색이며, 회반죽이나 회색 해안의 모래사장 같다고 전했다. 풍요의 바다는 주변 크레이터와 대비되지 않았고, 크레이터는 대부분 원형이며 운석 충돌로 만들어진 것 같다고 설명했다. 랑그레누스 크레이터는 매우 거대하며, 중심에 원뿔형 산이 있고 벽은 계단 모양이라고 덧붙였다.^[97]

러블은 계속해서 지형 보고를 했고, 비행사들은 미래의 달 착륙 지점, 특히 고요의 바다를 정찰했다. 우주선에는 카메라가 설치되어 있었고, 앤더스는 20시간 동안 달 사진 700장, 지구 사진 150장을 촬영했다.^[77]

보먼은 SPS 엔진 데이터를 확인하며 긴급 귀환을 위한 로켓 분사 결정을 달 뒷면 진입 전에 전달하도록 요구했다.^[97]

두 번째 달 뒷면 통과 후, 비행사들은 텔레비전 중계로 달 표면 상태를 보고했다. 앤더스는 크레이터 모습을 설명했고, SPS 엔진을 11초 동안 분사하여 궤도를 근지점 약 112.65km, 원지점 약 114.75km의 원형에 가깝게 수정했다.^[96]^[97]

다음 두 바퀴 동안 비행사들은 기기 점검, 달 표면 관찰 및 사진 촬영을 계속했다. 세 바퀴째에 보먼은 미국 성공회를 위한 기도를 올렸다.^[77]^[97]

궤도 네 바퀴째에 달 뒷면에서 나왔을 때, 비행사들은 인류 최초로 지구의 솟아오름을 목격했다.^[99] 보먼은 흥분하여 흑백 사진을 찍었고, 앤더스는 컬러 필름으로 ''어스라이즈'' 사진을 찍었다.^[100] 이 사진은 『라이프』지의 '세계를 바꾼 100장의 사진' 중 하나로 선정되었다. 자전과 공전의 동기화로 인해 지구의 솟아오름은 달 표면에서 일반적으로 볼 수 없고, 달 궤도나 달의 칭동이 일어나는 달 가장자리 부근에서만 볼 수 있다.^[99]

앤더스가 사진을 찍는 동안 러벨이 우주선을 조종했고, 보먼은 휴식을 취했다.^[100] 보먼은 동료들이 피곤해 실수를 하는 것을 보고, 앤더스와 러벨에게 잠을 자도록 명령했다. 앤더스는 자동 카메라 설정을 조건으로 동의했고, 보먼은 다음 두 궤도 동안 조종을 맡았다.^[100]

9주차에 두 번째 텔레비전 중계가 시작되었다. 보먼은 달을 "광대하고 고독하며, 다가가기 힘든 듯한 아무것도 없는 공간"이라고 묘사했다.^[101] 비행사들은 창세기를 낭독하고, 지구에 메리 크리스마스 메시지를 전달했다.^[102]

마지막 과제는 지구 귀환 궤도 진입이었다. SPS 엔진 점화 실패는 비행사들을 달 궤도에 갇히게 할 수 있었다. 엔진 분사는 예정대로 이루어졌고, 우주선은 발사 후 89시간 28분 39초에 달 뒷면에서 나타났다. 러벨은 산타클로스 농담을 했고, 매팅리 비행사가 응답했다.^[103] 12월 25일 크리스마스, 아폴로 8호는 지구 귀환길에 올랐다.

5. 3. 지구 귀환 및 착수

아폴로 8호의 지구 귀환은 우주비행사들에게 비교적 편안한 시간이었다. 지상 관제소에서 모든 궤도 계산을 정확하게 수행했기 때문에, 우주선은 지구 귀환 궤도 진입(TEI) 후 이틀 반 뒤에 태평양에 착수할 예정이었다.^[39]

크리스마스 오후, 승무원들은 다섯 번째 텔레비전 방송을 통해 우주선 내부 생활 모습을 공개했다.^[38] 방송 후, 그들은 딕 슬레이튼이 준비한 특별한 선물인 칠면조 저녁 식사를 발견했다. 슬레이튼은 또한 브랜디 미니어처 세 병을 보냈지만, 프랭크 보먼은 착륙 전까지 마시지 말라고 지시했다. 다음 날, 임무 시작 약 124시간 후, 여섯 번째이자 마지막 텔레비전 방송에서 지구의 멋진 영상을 4분간 송출했다.^[39]

1968년 12월 27일 재진입, 40,000피트 상공의 KC-135 스트라토탱커에서 촬영

별다른 문제 없이 이틀이 지나고, 승무원들은 대기권 재진입을 준비했다. 컴퓨터가 자동 제어할 예정이었지만, 만약의 경우를 대비해 보먼이 수동 조작을 준비했다. 사령선과 기계선이 분리되면서 재진입 준비가 완료되었다. 대기권 상층부에 도달하기 6분 전, 승무원들은 예상대로 달이 지구 지평선 위로 떠오르는 것을 목격했다.^[40] 대기권에 진입하면서 우주선 주변에 플라스마가 형성되어 바깥쪽이 흐릿하게 보이기 시작했다. 우주선은 감속을 시작했고, 최대 6g의 감속도를 기록했다. 컴퓨터는 우주선의 자세를 제어하며 하강을 유도했고, 아폴로 8호는 바다에 떨어지기 전 돌멩이처럼 튀어 올랐다. 약 9144.00m에서 감속 낙하산이, 약 3048.00m에서 주 낙하산이 펼쳐졌다.^[7]

1968년 12월 27일 15시 51분 42초(UTC), 아폴로 8호는 하와이 남서쪽 북태평양 에 착수했다.^[7] 착수 당시 낙하산 때문에 우주선이 뒤집혔지만, 곧 부양 풍선이 작동하여 정상 자세로 돌아왔다. 보먼은 약 3.05m 높이의 파도에 멀미를 했다. 착수 43분 후, 항공모함 에서 온 잠수부들이 도착했고, 45분 후 승무원들은 요크타운 갑판으로 안전하게 구조되었다.^[40]

아폴로 8호 승무원이 성공적인 착수 및 회수 후 USS ''Yorktown'' 승무원에게 연설하고 있다

6. 임무의 의의 및 영향

1968년은 아폴로 8호의 비행이 이루어졌고, 미국과 많은 세계 국가들에게 혼란의 해였다. 이 해에는 프라하의 봄으로 대표되는 많은 정치적 동요와 암살이 유럽과 미국의 거리에서 발생했지만, 타임지는 세 명의 비행사를 1968년에 가장 큰 영향을 준 인물인 올해의 인물로 선정했다.^[110] 인류 최초로 지구의 중력권을 벗어나 다른 천체를 선회한 것도 그들이었다.^[111] 비록 성공 확률은 비행사들 자신도 반반이라고 생각했지만, 훌륭하게 해냈다. 아폴로 8호가 준 사회적 영향은 보먼이 받은 발신자 불명의 전보에 집약되어 있는데, "고맙다 아폴로 8호. 당신들은 1968년을 살아남았다."라고 적혀 있었다.^[112]

아폴로 8호의 비행에서 가장 유명한 것은 달 궤도 4주회째에 촬영된 지구의 사진이다.^[113] 이는 인류가 처음으로 이러한 광경을 카메라에 담은 것이었고, 1970년에 처음으로 지구의 날이 제정되는 계기가 되었다고 여겨진다.^[114] 이 사진은 라이프지에 의해 "세상을 바꾼 100장의 사진"의 1위로 선정되었다.^[115]

이 비행은 1962년 존 글렌이 머큐리 6호로 미국 최초의 유인 우주 비행을 한 이후, 가장 많은 매체의 주목을 받았다. 1200명의 저널리스트가 취재했고, BBC의 방송은 15개 언어로 54개국에 배포되었다. 소련 인테르코스모스 계획 책임자 보리스 니콜라예비치 페트로프는 프라우다지와의 인터뷰에서 "미국의 우주 과학과 기술의 뛰어난 업적"이라고 평가했다.^[117] 궤도 9주회째의 크리스마스 중계는 당시 세계 인구의 4분의 1이 시청했을 것으로 추정된다.^[118] 아폴로 8호의 중계는 텔레비전 예술 과학 아카데미에서 수여하는 에미상을 수상했다.^[119]

무신론자 마달린 머레이 오헤어는 우주에서 창세기를 낭독한 것에 대해 NASA를 제소하여 논쟁을 일으켰다.^[120] 그녀는 미국 우주 비행사가 공공 장소인 우주에서 기도를 하는 것을 금지할 것을 요구했다.^[120] 미국 대법원은 관할권 문제로 청구를 기각했지만,^[121] 이 사건은 NASA가 이후 아폴로 계획에서 종교적 문제에 대해 민감해지는 계기가 되었다.

1969년, 미국 우정청은 아폴로 8호의 달 궤도 비행 기념 우표를 발행했다 (스콧 카탈로그 1371번). 이 우표에는 앤더스 비행사가 촬영한 지구 사진과 함께 창세기의 "태초에 하나님이…(In the beginning God…)” 문구가 덧붙여졌다.^[123]

6. 1. 역사적 중요성

아폴로 8호는 1968년, 미국과 전 세계가 여러 격변을 겪던 해에 발사되었다.^[41] 프라하의 봄과 같이 정치적 암살, 유럽과 미국의 거리에서의 정치적 불안등의 사건들 속에서, 타임지는 아폴로 8호의 승무원들을 1968년 올해의 인물로 선정하며, 그들을 전년도 사건에 가장 큰 영향을 미친 인물로 인정했다.^[41]

아폴로 8호의 승무원들은 인류 최초로 지구의 중력권을 벗어나 다른 천체(달)를 궤도 비행한 사람들이었다.^[42] 그들은 성공 확률이 50%밖에 되지 않는다고 평가받았던 임무를 완수하였다. 아폴로 8호의 영향은 임무 후 보먼에게 도착한 낯선 사람의 전보에 요약되어 있는데, "고맙습니다 아폴로 8호. 1968년을 구하셨습니다."라고 적혀 있었다.^[112]

이 비행의 가장 유명한 업적 중 하나는 승무원들이 달의 네 번째 궤도를 돌면서 촬영한 ''지구돋이'' 사진이었다.^[113] 이것은 인류가 직접 카메라 뒤에 서서 그러한 사진을 찍은 최초의 사례였으며, 1970년 최초의 지구의 날의 영감 중 하나로 여겨진다.^[43] 이 사진은 ''라이프'' 잡지의 ''세상을 바꾼 100장의 사진'' 중 첫 번째로 선정되었다.^[115]

우주 역사가 로버트 K. 풀은 아폴로 8호를 모든 아폴로 임무 중 역사적으로 가장 중요하다고 평가했다. 아폴로 11호 우주비행사 마이클 콜린스는 "8호의 역사적 중요성이 가장 중요했다"라고 말했다.^[116]

이 임무는 1962년 존 글렌의 첫 번째 미국 궤도 비행인 머큐리-아틀라스 6호 이후 언론의 가장 광범위한 보도를 받았다. 1,200명의 언론인이 임무를 취재했으며, BBC의 보도는 15개 언어로 54개국에서 방송되었다. 소련 신문 ''프라우다''는 소련 인테르코스모스 프로그램의 의장인 Петров, Борис Николаевич (учёный)|보리스 니콜라예비치 페트로프|Boris Nikolaevich Petrov^ru의 말을 인용하여 비행을 "미국 우주 과학 기술의 뛰어난 업적"이라고 묘사했다.^[44] 당시 생존한 사람들의 4분의 1이 달의 아홉 번째 궤도 비행 중 크리스마스 이브 방송을 실시간 또는 녹화 방송으로 시청한 것으로 추산된다.^[118] 아폴로 8호 방송은 에미상을 수상했는데, 이는 텔레비전 예술 과학 아카데미가 수여하는 최고 영예이다.^[45]

매달린 머레이 오헤어라는 무신론자는 NASA를 상대로 창세기의 구절을 읽는 것에 대해 소송을 제기하여 논란을 일으켰다.^[120] 오헤어는 미국 우주비행사(모두 정부 직원)가 우주에서 공개적으로 기도를 하는 것을 법원에서 금지하기를 원했다.^[120] 이 사건은 미국 대법원에서 외계 공간에 대한 관할권 부족으로 기각되었지만,^[46] NASA가 나머지 아폴로 프로그램 기간 동안 종교 문제에 대해 경계하게 만들었다. 아폴로 11호의 버즈 올드린은 착륙 후 달 표면에서 스스로 장로교 성찬을 행했으며, 수년 동안 이 사실을 공개적으로 언급하는 것을 자제했고, 당시에는 간접적으로만 언급했다.^[122]

1969년, 미국 우체국은 달 주변을 비행한 아폴로 8호를 기념하는 우표(스코트 카탈로그 #1371)를 발행했다. 이 우표에는 크리스마스 이브에 앤더스가 촬영한 유명한 지구돋이 사진의 세부 묘사와 창세기의 첫 구절인 "태초에 하나님이..."라는 문구가 담겨 있었다.^[47]

6. 2. 기념 및 대중문화

아폴로 8호의 역사적인 임무는 다큐멘터리와 픽션을 포함한 여러 형태로 묘사되고 언급되었다. 아폴로 8호 승무원이 촬영한 다양한 텔레비전 방송과 16mm 필름은 NASA에 의해 편집되어 버제스 메레디스가 진행하는 1969년 다큐멘터리 ''디브리프: 아폴로 8호''로 공개되었다.^[57] 스페이스크래프트 필름은 2003년에 우주에서의 모든 TV 방송, 훈련 및 발사 장면, 비행 중 촬영된 동영상을 포함하여 임무와 관련된 모든 NASA의 TV 및 16mm 필름 영상을 담은 3 디스크 DVD 세트를 출시했다.^[58]

이 외에도 다큐멘터리로는 ''아메리칸 익스피리언스'' 시즌 18의 "달로 가는 경쟁" (2005)과 ''달의 그늘'' (2007)이 있다.^[59]^[60] 아폴로의 대담한 임무는 비행 50주년을 기념하여 2018년 12월 PBS의 ''노바''에서 방영되었다. 2018년에는 다큐멘터리 영화 ''달에 처음 간 사람들: 아폴로 8호의 여정''이 개봉되었다.

임무의 일부는 1998년 미니시리즈 ''달에서 지구까지'' 에피소드 "1968"에서 극화되었다.^[62]

1969년, 미국 우정청은 아폴로 8호의 달 궤도 비행 기념 우표를 발행했다 (스콧 카탈로그 1371번). 이 우표에는 앤더스 비행사가 촬영한 유명한 지구 사진과 함께 창세기의 "태초에 하나님이…(In the beginning God…)” 문구가 덧붙여졌다.^[123] 귀환 18일 후, 비행사들은 제3회 슈퍼볼 개회식에 초청되어, 애니타 브라이언트가 국가를 부르기 전에 충성 서약을 낭독했다.^[124]

6. 3. 우주선 보관

1970년 1월, 아폴로 8호 우주선은 오사카 엑스포 '70의 미국관에 전시하기 위해 일본으로 보내졌다.^[51]^[52] 현재는 시카고 과학산업박물관에 전시되어 있으며, 짐 러벨이 기증한 비행 관련 개인 소장품과 프랭크 보먼이 착용했던 우주복이 함께 전시되어 있다.^[53]^[54]

짐 러벨의 아폴로 8호 우주복은 NASA의 글렌 연구 센터 방문자 센터에서 일반에 공개되고 있다.^[55]^[56] 윌리엄 앤더스의 우주복은 영국 런던의 과학 박물관에 전시되어 있다.^[130]

참조

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