루나 9호

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1. 개요
2. 설계
- 2.1. 착륙선
- 2.2. 비행 단계
3. 발사 및 달 궤도 진입
4. 착륙 과정
5. 탐사 활동
6. 결과 및 의의
7. 전시 및 기념
참조

1. 개요

루나 9호는 1966년 소련이 발사한 무인 우주선으로, 인류 최초로 달 표면에 연착륙하는 데 성공했다. 루나 9호는 착륙선과 비행 단계로 구성되었으며, 에어백을 활용하여 시속 22km의 속도로 달 표면에 충돌한 후, 캡슐을 분리하여 연착륙했다. 루나 9호는 달 표면의 사진을 전송하여 달 표면의 특성을 밝히고, 달 표면이 우주선의 무게를 지탱할 수 있음을 증명했다. 이러한 성공은 소련의 우주 기술력을 과시하고, 이후 달 탐사 계획에 큰 영향을 미쳤다.

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루나 9호
기본 정보
루나 9호 모형 (르부르제 항공 우주 박물관)
임무 유형	달 착륙선
운영 기관	소비에트 우주 계획
COSPAR ID	1966-006A
SATCAT	01954
임무 기간	6일 11시간 10분
우주선 종류	Ye-6
제작사	GSMZ 라보츠킨
발사 질량	1583.7 kg
착륙 질량	99 kg
발사 정보
발사일	1966년 1월 31일 11:41:37 UTC
발사 로켓	몰니야-M 8K78M s/n 103-32
발사 장소	바이코누르, 31/6 발사대
마지막 교신	1966년 2월 6일 22:55 GMT
궤도 정보
궤도 기준	지구 중심
궤도 형태	고타원 궤도
근지점	220 km
원지점	500000 km
궤도 경사	51.8°
공전 주기	14.96일
행성 간 이동
유형	착륙선
목표 천체	달
도착일	1966년 2월 3일 18:45:30 GMT
착륙 위치	북위 7.08도 서경 64.37도 또는 북위 7.13도 서경 64.37도
프로그램 정보
프로그램	루나 계획
이전 임무	루나 8호
다음 임무	코스모스 111호
루나 9호 (일본어)
소속	소비에트 연방
목적	달 탐사(착륙)
관측 대상	달
설계 수명	수일
발사체	몰니야 로켓(8K78M)
발사일	1966년 1월 31일
연착륙일	1966년 2월 3일
통신 두절일	1966년 2월 6일
전체 크기	전체:2.7m, 랜더:58cm
전체 질량	전체:1538kg, 랜더:99kg
자세 제어 방식	회전/제트
탑재 기기 1	파노라마 카메라 (월면 파노라마 사진 촬영)
탑재 기기 2	방사선계 (월면 방사선 측정)
루나 9호 (러시아어)
러시아어 표기	Луна-9
루나 9호 (한국어)
다른 표기	Луна-9
발사일	1966년 1월 31일
착륙일	1966년 2월 3일
임무 기간	1966년 2월 4일
제조 기관	소련

2. 설계

루나 9호는 착륙선과 비행 단계, 두 가지 주요 모듈로 구성되었다. 착륙선은 ALS^영어 캡슐^[3] 형태로, 착륙용 에어백을 사용하여 달 표면에 안전하게 착륙하도록 설계되었다.^[4] 비행 단계는 착륙선을 달까지 운반하고 착륙 직전 속도를 줄이는 역할을 했다.

이 우주선은 OKB-1 설계국에서 수석 설계자 세르게이 코롤료프의 지휘 아래 개발되었다. 그러나 처음 11번의 루나 미션은 실패했고, 이후 이 프로젝트는 라보치킨 설계국으로 이관되었다. ''루나 9호''는 소련의 12번째 연착륙 시도였으며, NPO 라보치킨 설계국이 제작한 최초의 성공적인 심우주 탐사선이었다.^[5]

탐사선 전체 길이는 2.7미터, 총 중량은 1538kg였다.

2. 1. 착륙선

Luna 9^영어의 착륙선은 지름 , 무게 99kg의 구형 캡슐 형태였다.^[3] 캡슐은 네 개의 꽃잎 모양 구조로 덮여 있었는데, 이 구조는 착륙 후 펼쳐져서 착륙선이 안정적으로 자리를 잡을 수 있도록 도와주는 역할을 했다. 착륙선 내부에는 무선 장비, 프로그램 타이밍 장치, 열 제어 시스템, 과학 장비, 전원, 텔레비전 시스템이 탑재되어 있었다.^[4]

착륙선은 시속 가 넘는 충돌 속도를 견딜 수 있도록 에어백을 사용하여 충격을 흡수했다.^[4]

과학 관측 장비로는 방사선 검출기와 촬영 시스템이 탑재되었다. 촬영 시스템은 거울을 가진 작은 돌기와 카메라로 구성되었다. 이 돌기가 회전하며 거울이 비추는 방향을 바꿔, 고정된 카메라 하나로 달 표면의 360도 파노라마를 촬영할 수 있었다. 착륙선 내부는 1.2기압의 기체로 채워져 있었고, 온도는 19~30℃로 유지되었다.

2. 2. 비행 단계

루나 9호는 두 개의 모듈로 구성되었는데, 하나는 실제로 달에 연착륙하는 착륙선이고, 다른 하나는 착륙선을 달까지 보내는 비행 단계였다.

비행 단계는 착륙선보다 훨씬 크며, 자세 제어 장치, 달 표면까지의 거리를 측정하는 레이더, 착륙 전에 안전한 속도까지 탐사선을 감속시키는 역분사 로켓 등으로 구성되었다. 비행 단계 앞부분에는 착륙선이 결합되어 있었다.

탐사선 전체 길이는 2.7미터였고, 질량은 1538kg였다. 질량의 약 절반인 800kg이 역분사 로켓의 추진제를 차지했다. 태양 전지는 탑재하지 않고, 전력은 미리 준비된 화학 전지에 의존했다.

3. 발사 및 달 궤도 진입

1966년 1월 31일 11시 41분 37초(GMT)에 루나 9호는 소련 바이코누르 우주 기지 31/6 발사장에서 몰니야-M(Molniya-M) 로켓(일련번호 103-32)에 의해 발사되었다.^[6] 로켓의 1~3단은 루나 9호와 4단 로켓을 고도 168km x 219km, 궤도 경사각 51.8°의 지구 저궤도에 진입시켰다.^[6] 블록-L(Blok-L)이라고 불리는 4단 로켓은 점화되어 궤도의 근지점(가장 가까운 지점)을 약 500000km의 새로운 원지점(가장 먼 지점)으로 상승시킨 후, 루나 9호를 타원형의 지구 중심 궤도에 투입했다.^[6]

열 제어를 위해 우주선은 질소 분사기를 사용하여 0.67 rpm으로 자전했다. 2월 1일 19시 29분(GMT)에는 48초 동안 연소하여 71.2m/s의 속도 변화(delta-v)를 발생시키는 중간 궤도 수정이 이루어졌다.^[7]

4. 착륙 과정

1966년 소련의 루나 9호는 달 표면 약 8300km 상공에서 역추진 로켓 발사를 위해 방향을 잡았고, 착륙 준비를 위해 자전을 멈췄다. 달 표면 75km 상공에서 레이더 고도계가 측면 모듈 분리, 에어백 팽창, 역추진 로켓 발사를 시작했다.^[7] 표면에서 250m 떨어진 곳에서 주 역추진 로켓을 끄고, 4개의 아웃리거 엔진을 사용하여 탐사선의 속도를 늦췄다. 달 표면 약 5m에서 접촉 센서가 지면에 닿으면서 엔진이 꺼지고 착륙 캡슐이 분리되어 착륙 에어백이 팽창했다. 캡슐은 22km/h의 속도로 착륙했다.^[7]

캡슐은 여러 번 튕긴 후, 폭풍의 바다의 라이너와 마리우스 크레이터 서쪽, 북위 7.08도, 서경 64.37도 지점에 1966년 2월 3일 18시 45분 30초(GMT)에 착륙했다.^[7]

5. 탐사 활동

폭풍의 바다에 착륙한 후 약 250초가 지나자, 우주선 상단 절반을 덮고 있던 네 개의 꽃잎이 바깥쪽으로 열려 안정성을 높였다. 태양이 7° 높이에 오르도록 7시간을 기다린 후, 탐사선은 달 표면의 이미지 9장(파노라마 5장 포함) 중 첫 번째 이미지를 보내기 시작했다. 총 8시간 5분 동안 7차례의 무선 통신이 이루어졌고, 3장의 TV 사진도 전송되었다. 사진들을 조합하여 인근의 바위와 약 1.4km 떨어진 지평선을 포함한 달 표면의 즉각적인 파노라마 전망을 얻었다.^[7]

소련 당국은 ''루나 9호''의 사진을 즉시 공개하지 않았지만, 탐사선을 감시하고 있던 영국의 조드럴뱅 천문대의 과학자들은 사용된 신호 형식이 신문에서 사진 전송에 사용되는 국제적으로 합의된 라디오팩스 시스템과 동일하다는 것을 알아챘다. ''데일리 익스프레스''는 적절한 수신기를 천문대로 급히 보냈고, ''루나 9호''의 사진은 해독되어 전 세계에 공개되었다.^[9] BBC는 우주선 설계자들이 조드럴뱅 천문대에서 사진을 수신할 수 있도록 표준을 준수하는 장비를 탐사선에 의도적으로 장착했다고 추측했다.^[10]

탑재된 유일한 과학 장비인 방사선 검출기는 하루 30밀리라드(0.3 밀리그레이)의 선량을 측정했다.^[11] 이 임무를 통해 우주선이 달의 먼지에 가라앉지 않고 지면이 착륙선을 지탱할 수 있다는 사실이 확인되었다. 우주선과의 마지막 접촉은 1966년 2월 6일 22시 55분 GMT에 이루어졌다.^[7]

6. 결과 및 의의

루나 9호는 세계 최초로 달에 연착륙한 우주선이라는 기록을 세웠다.^[1] 달 표면의 상세한 사진을 최초로 전송하여 달 표면의 특성을 밝히는 데 기여했으며,^[1] 달 표면이 우주선의 무게를 지탱할 수 있다는 것을 증명했다.^[1]

착륙 250초 후, 착륙선의 "꽃잎"이 펼쳐지고 4개의 안테나가 뻗어 나와 착륙 지점 주변의 파노라마 사진 촬영이 시작되었다.^[1] 촬영은 15분간 계속되었고, 데이터는 지구로 전송되었다.^[1] 2월 4일에는 두 번째 파노라마 촬영이 이루어졌으며, 2월 5일과 6일에도 각각 한 번씩 촬영이 이루어졌다.^[1] 이 사진들은 세계 최초로 달 표면에서 촬영된 사진이었다.^[1]

이 이미지 데이터는 지구와 달의 위치 관계 때문에 소련보다 먼저 영국의 조드럴뱅크 천문대에서 수신되었다.^[1] 데이터는 일반적인 팩시밀리 이미지 신호였기 때문에 쉽게 해독되어, 소련의 공식 발표 전에 데일리 익스프레스 신문에 의해 빠르게 공개되었다.^[1]

루나 9호의 성공은 소련의 우주 기술력을 전 세계에 과시하는 계기가 되었으며, 이후 달 탐사 계획에 중요한 영향을 미쳤다.^[1] 2월 6일, 루나 9호 착륙선에 탑재된 배터리가 소진되면서 임무는 성공적으로 종료되었다.^[1]

7. 전시 및 기념

모스크바 우주비행사 기념 박물관, 치올콥스키 우주사 박물관, V. P. 글루슈코 우주 및 로켓 기술 박물관, 파리 항공우주 박물관 등 여러 곳에 상세한 루나 9호 모형이 전시되어 있다.^[1]

달 착륙에 성공한 루나 9호를 기념하는 우표들이 발행되었다.^[1]

참조

_[1] 웹사이트 Table of Anthropogenic Impacts and Spacecraft on the Moon https://nssdc.gsfc.n[...]
_[2] 서적 The Soviet Space Program The Lunar Years: 1959-1976 https://www.amazon.c[...] 2024-09-27
_[3] 웹사이트 NSSDCA – Spacecraft – Details https://nssdc.gsfc.n[...] 2023-10-19
_[4] 웹사이트 Luna E-6 http://www.astronaut[...] 2020-11-25
_[5] 서적 Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 https://www.nasa.gov[...] NASA History Program Office
_[6] 웹사이트 Satellite Catalog http://planet4589.or[...] 2013-08-14
_[7] 웹사이트 NASA-NSSDC-Spacecraft-Details https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2013-04-04
_[8] 웹사이트 Table of Anthropogenic Impacts and Spacecraft on the Moon https://nssdc.gsfc.n[...]
_[9] 뉴스 Luna 9 - Daily Express front page Saturday February 5 1966 http://proftimobrien[...] Daily Express 1966-02-05
_[10] 뉴스 1966: Soviets land probe on Moon http://news.bbc.co.u[...] BBC 1966-02-03
_[11] 웹사이트 NSSDCA ID: 1966-006A-02 https://nssdc.gsfc.n[...]
_[12] 웹사이트 NASA-NSSDC-Spacecraft-Details https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2013-04-04

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