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선저우 (우주선)

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1. 개요

선저우는 중국이 독자적으로 개발한 유인 우주선으로, 1999년 첫 무인 비행을 시작으로 2024년 현재까지 유인 및 무인 임무를 수행하고 있다. 소련의 소유스 우주선 기술을 기반으로 개발되었으며, 궤도 모듈, 귀환 모듈, 서비스 모듈의 3개의 모듈로 구성된다. 선저우는 중국의 우주 정거장 건설 및 운영에 핵심적인 역할을 하며, 2003년 선저우 5호를 통해 중국 최초의 유인 우주 비행에 성공했다. 선저우라는 이름은 "신성한 배"를 뜻하며, 영화 그래비티와 스타 트렉: 디스커버리 등 대중문화에도 등장한다.

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선저우 (우주선)
개요
선저우 우주선 지상 시험 (태양 전지 패널 없음)
태양 전지 패널 없이 지상 시험 중인 선저우 우주선
제조사중국 공간 기술 연구원
용도유인 우주 비행
승무원 정원3명
궤도지구 저궤도
운영 기관중국 유인 우주 공정 판공실
수명최대 183일 (톈궁 우주 정거장에 도킹 시)
상태운용 중
제작 대수19대
발사 대수19대
첫 발사무인: 1999년 11월 19일 (선저우 1호)
유인: 2003년 10월 15일 (선저우 5호)
물리적 특성
부피총 부피:
거주 가능 부피:
승무원
승무원 정원3명

2. 역사

중국의 유인 우주 비행 계획은 1968년에 시작되었으나, 1970년 무인 위성 발사에 성공했음에도 불구하고 자금 부족으로 1980년에 프로그램이 취소되었다.[6]

1992년, 프로젝트 921로 유인 우주선 프로그램이 재개되었다. 중국은 1995년 러시아와 소유즈 우주선 기술 이전 계약을 체결하여 생명 유지 장치 및 도킹 시스템을 포함한 기술을 이전받았다.[6] 초기 선저우 우주선은 러시아 기술을 바탕으로 개조되었다.[6] 선저우 1호부터 선저우 5호까지는 치 파런이 총괄 설계를 맡았고, 선저우 6호부터는 장 바이난이 총괄 설계를 맡았다.

1999년 11월, 장쩌민은 첫 번째 무인 우주선 발사 이후 '프로젝트 921/1'을 '''선저우'''로 명명했다. 이후 세 번의 추가적인 무인 비행이 수행되었다. 2003년 10월 15일 선저우 5호 임무를 통해 첫 유인 우주 비행에 성공했다. 선저우 우주선은 중국 유인 우주 프로그램의 핵심으로, 유인 및 무인 임무에 모두 사용되고 있다.

2. 1. 초기 역사 및 배경

1960년대 중소 분쟁으로 소비에트 연방(현 러시아)의 기술 지원이 중단된 후, 중국은 독자적인 우주 개발 노력을 지속하였다. 1970년 4월 24일, 중국은 창정 1호 로켓으로 인공위성 둥팡훙 1호 발사에 성공하며 미국, 소련, 프랑스, 일본에 이어 세계에서 5번째로 인공위성 발사에 성공한 국가가 되었다.[5] 1975년 11월 26일에는 귀환식 위성의 대기권 재진입에도 성공하였다.[6]

1986년부터 시작된 우주 계획인 '863 계획'에서 유인 우주 비행이 처음으로 언급되었다. 초기에는 미국 항공 우주국(NASA)의 우주 왕복선과 같은 날개 달린 재사용 유인 우주 왕복선 개발이 고려되었으나, 당시 중국의 기술 수준으로는 실현이 어렵다고 판단되어 소유스와 유사한 일회용 우주선 방식이 채택되었다.

1992년 4월, 장쩌민 당시 당 총서기는 '선저우' 계획(프로젝트 921)을 발표하였다. 이후 1993년 6월, 중국은 우주 사업을 총괄하는 중국 국가항천국과 로켓·인공위성 국영 기업인 중국 항공항천공업그룹을 설립하여 고성능 로켓 개발에 집중하였다.

1995년 3월, 중국은 러시아와 유인 위성 기술 제공 협정을 체결하고, 소련 붕괴 이후 외화 획득을 원했던 러시아로부터 소유즈 우주선 기술을 도입하여 독자적인 우주선 개발을 진행하였다. 또한 모스크바에서 우주 비행사 훈련을 받으며 발사를 준비하였다.[14]

2. 2. 러시아와의 협력

1994년 러시아는 중국에 우주기술을 수출했다. 1995년에는 소유즈 우주선 기술 이전 계약을 체결했다. 이 계약을 통해 중국은 우주비행사 훈련, 소유즈 우주선 제공, 생명유지장치, 도킹 시스템, 우주복 등의 기술을 이전받았다.[6] 1996년에는 중국 우주비행사 2명이 유리 가가린 우주비행사 훈련 센터에서 훈련을 받았다. 이들은 귀국해 다른 중국 우주비행사들을 훈련시켰다.[5]

2. 3. 독자 개발 및 발전

1994년 러시아는 우주기술을 중국에 수출했다. 1995년 러시아와 소유즈 우주선 기술이전 계약을 체결하여 우주비행사 훈련, 소유즈 우주선 제공, 생명유지장치, 도킹 시스템, 우주복 등의 기술을 이전받았다.[5] 1996년에는 2명의 중국 우주비행사유리 가가린 우주비행사 훈련 센터에서 훈련을 받기도 했다. 이후 중국은 러시아 기술을 바탕으로 선저우 우주선을 독자적으로 개량하고 발전시켰다. 주취안 위성발사센터에 선저우 우주선 발사장이 건설되었고, 1998년에는 선저우 우주선을 탑재한 창정 2F 로켓의 모형을 지상에 설치해 지상 테스트를 했다.[6]

1999년 11월 20일, 선저우 1호가 주취안 위성 발사 센터에서 창정 2F형 로켓에 의해 발사되어 지구 궤도를 21시간 비행 후, 귀환 캡슐이 내몽골 자치구에 착륙했다. 선저우 2호2001년 1월 10일에 발사되어 원숭이, , 토끼, 달팽이 등의 동물을 태우고 생명 유지 장치 실험을 실시했다. 이후 여러 차례의 시험 비행을 거쳐, 2003년 10월 15일 선저우 5호의 유인 비행에 성공하였다.

3. 설계

선저우 7호 이후 우주선의 도해


현재 운용 중인 유인 우주선(최소 궤도 등급)


선저우 우주선은 러시아의 소유즈 우주선과 디자인이 유사하지만, 더 크고 많은 기능을 탑재할 수 있도록 설계되었다. 1966년 최초 발사된 3인승 소유즈 우주선은 2018년 현재 4세대 소유즈가 발사되고 있으며, 무게는 7.2톤 정도인데, 선저우는 보다 대형으로, 7840kg에 3인승이다. 1세대 소유즈 우주선은 우주복을 입지 않은 우주비행사 3인이 탑승했지만, 선저우 우주선은 최초 버전부터 우주복을 입은 우주비행사 3인이 탑승하게 설계되었다.

선저우는 소유즈와 같이 궤도 모듈, 귀환 모듈, 서비스 모듈의 세 모듈로 구성되어 있다. 이러한 분할은 지구로 반환해야 하는 물질의 양을 최소화하는 원칙에 기반한다. 궤도 모듈이나 서비스 모듈은 열 보호막이 필요하지 않으므로, 무게를 크게 증가시키지 않고 우주선 내에서 사용 가능한 공간을 늘릴 수 있다.

러시아의 소유즈 우주선을 기본으로 하고 있어 구조가 매우 유사하지만, 소유즈보다 전체 길이가 길고 대형화되었으며, 거주 공간도 넓어졌다. 지구로 귀환하는 것은 가운데의 귀환 모듈뿐이며, 추진 모듈은 일회용이지만, 중국 고유의 설계 사상으로 만들어진 궤도 모듈은 버리지 않고 주회 위성으로 할 수 있으며, 다음 유인 발사 시 우주 공간에서 회수, 도킹할 수 있도록 설계되었다. 이로 인해, 궤도 모듈을 사용한 장기 무인 우주 실험이 가능해졌으며, 우주 정거장 건설 시 기술 습득으로 이어졌다고 생각된다.

귀환 방식도 소유즈 우주선과 거의 같다. 역분사를 실시한 후, 귀환 모듈을 분리하여 재돌입한다. 돌입 시의 G는 4-5G, 고도 10km에서 파일럿 낙하산을 전개하고, 이어서 드로그 낙하산을 전개한 후, 고도 8km에서 주 낙하산 1장을 전개 (비상시에는 예비 낙하산을 전개), 고도 6,000m에서 280kg의 열 차폐를 투기, 투기 20초 후에 좌석의 시트 높이를 올려 착지 시의 충격에 대비한다. 고도 1m에서 4기의 고체 로켓을 분사하여 충격을 완화시킨다.[13]

선저우 우주선 제원
항목내용
질량7840kg
길이9.25m
직경2.8m
너비17m


3. 1. 궤도 모듈

궤도 모듈(중국어: 轨道舱, 병음: Guǐdào cāng)은 실험, 승무원이 관리하거나 조작하는 장비, 그리고 궤도 내 거주 공간을 갖추고 있다. 우주 도킹 시스템이 없는 선저우 1호~6호는 과학 실험을 위해 궤도 모듈 상단에 다양한 종류의 탑재체를 실었다.

중국식 도킹 메커니즘(선저우 8호부터 시작)은 양성형 주변 부착 시스템(APAS)을 기반으로 한다.[7]

선저우 8호까지 선저우의 궤도 모듈에는 자체 우주선 추진 시스템, 우주선 태양 전지 시스템, 그리고 우주선 자세 제어 무인 우주선 시스템이 장착되어 자율 비행이 가능했다. 선저우는 이후의 우주선과 재도킹하기 위해 궤도 모듈을 궤도에 남겨둘 수 있는데, 이는 소유즈가 갖추지 못한 기능이다. 궤도 모듈과 귀환 모듈 사이의 유일한 해치는 귀환 모듈의 일부이며, 궤도 모듈은 분리 후 감압되기 때문이다. 미래 임무를 위해, 궤도 모듈은 계획된 중국의 프로젝트 921/2 우주 정거장에 추가 정거장 모듈로 남겨질 수도 있다.

무인 시험 비행에서 각 선저우의 궤도 모듈은 귀환 모듈이 돌아온 후 며칠 동안 궤도에서 작동하도록 남겨졌고, 선저우 5호 궤도 모듈은 발사 후 6개월 동안 계속 작동했다.

궤도 모듈
설계 수명200일
길이2.8m
직경2.25m
전폭10.4m
거주 용적8m3
질량1500kg
RCS (조작)16 × 5N
RCS 추진제히드라진
전기 시스템태양 전지, 12.24m2
전력0.50 kW (평균)


3. 2. 귀환 모듈

재진입 모듈(返回舱|Fǎnhuí cāng중국어)은 우주선의 중간 부분에 위치하며 승무원을 위한 좌석이 있다. 이 모듈은 지구 표면으로 귀환하는 선저우의 유일한 부분이다. 재진입 모듈의 형태는 생활 공간을 최대화하고 재진입 시 어느 정도의 공기역학적 제어를 허용하는 것 사이의 절충안이다.

재진입 모듈
승무원 정원3명
설계 수명20일 (초기)
길이2.5m
직경2.52m
질량3240kg
방열판 질량450kg
양력 대 항력비0.30 (극초음속)
RCS (조작)8 × 150N
RCS 추진제히드라진


3. 3. 서비스 모듈

선저우의 후방 서비스 모듈(중국어: 推进舱, 병음: Tuījìn cāng)은 선저우의 기능에 필요한 생명 유지 장치 및 기타 장비를 포함하고 있다. 서비스 모듈에 한 쌍, 궤도 모듈에 다른 한 쌍, 총 면적이 40m2가 넘는 두 쌍의 태양 전지는 평균 1.5kW 이상의 전력을 나타낸다.

서비스 모듈
항목
설계 수명20일 (초기)
길이2.94m
기본 직경2.5m
최대 직경2.8m
펼친 길이17m
질량3000kg
RCS (조작)8 × 150N
RCS (미세 조작)16 × 5N
주 엔진 추력10kN
주 엔진
비추력
290isp
추진제/MMH
추진제 질량1000kg
전기 시스템태양 전지, 36.72m2
전력1.5 kW (평균)


3. 4. 소유즈와의 비교

선저우 우주선은 러시아의 소유즈 우주선과 디자인이 유사하다. 1966년 최초 발사된 3인승 소유즈 우주선은 2018년 현재 4세대 소유즈가 발사되고 있으며, 무게는 7.2톤 정도인데, 선저우는 보다 대형으로, 7840kg에 3인승이다.

선저우는 소유즈와 같이 3개의 모듈로 구성되어 있다. 앞쪽의 궤도 모듈(중국어: 轨道舱, 병음: Guǐdào cāng), 중간의 귀환 모듈(중국어: 返回舱, 병음: Fǎnhuí cāng), 그리고 뒤쪽의 서비스 모듈(중국어: 推进舱, 병음: Tuījìn cāng)이 그것이다. 궤도 모듈이나 서비스 모듈은 열 보호막이 필요하지 않으므로, 무게를 크게 증가시키지 않고 우주선 내에서 사용 가능한 공간을 늘릴 수 있다.

선저우 우주선은 러시아의 소유즈 우주선과 동일한 구조를 따르지만, 소유즈보다 약 10% 더 크고 무겁다. 또한 더 큰 원통형 궤도 모듈과 4개의 추진 엔진을 갖추고 있다.[8] 러시아의 소유즈 우주선을 기본으로 하고 있어 구조가 매우 유사하지만, 소유즈보다 전체 길이가 길고 대형화되었으며, 거주 공간도 넓어졌다.

선저우 우주선 제원
항목내용
질량7840kg
길이9.25m
직경2.8m
너비17m



귀환 방식도 소유즈 우주선과 거의 같다. 역분사를 실시한 후, 귀환 모듈을 분리하여 재돌입한다. 돌입 시의 G는 4-5G, 고도 10km에서 파일럿 낙하산을 전개하고, 이어서 드로그 낙하산을 전개한 후, 고도 8km에서 주 낙하산 1장을 전개 (비상시에는 예비 낙하산을 전개), 고도 6,000m에서 280kg의 열 차폐를 투기, 투기 20초 후에 좌석의 시트 높이를 올려 착지 시의 충격에 대비한다. 고도 1m에서 4기의 고체 로켓을 분사하여 충격을 완화시킨다.[13]

4. 발사 기록

다음은 선저우 우주선의 발사 기록이다.

선저우 우주선 발사 기록
번호발사 (UTC)착륙 (UTC)승무원비행 시간궤도발사 기지결과
선저우 1호1999년 11월 19일 22:301999년 11월 20일 19:41없음21시간 11분14주취안 4구역성공
선저우 2호2001년 1월 9일 17:002001년 1월 16일 11:22없음6일 18시간 22분108주취안 4구역부분 실패[9]
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송링둥|송링둥중국어
왕하오저|왕하오저중국어
180일 (예정)현재 궤도에 있음주취안, 4구역톈궁|톈궁중국어에 도킹


선저우 5호 귀환 모듈

  • 선저우 5호는 2003년 10월 15일 오전 9시(현지 시각: UTC+8), 양리웨이 1명을 태우고 발사되었다. 고도 343km의 원궤도를 약 21시간(14회 궤도 비행) 비행 후, 10월 16일 오전 6시 23분(현지 시각)에 내몽골 자치구 초원 지대에 착륙했다. 양리웨이는 무사히 귀환했다.
  • 선저우 6호는 2005년 10월 12일에 발사되었다. 두 번째 유인 우주 비행에 성공했으며, 승무원은 페이쥔룽과 녜하이성 2명이었다. 10월 17일 무사히 귀환했으며, 발사 장면이 처음으로 중계 방송되었다.
  • 선저우 7호는 2008년 9월 25일에 발사되었다.[15] 탑승 우주인은 자이즈강, 류보밍, 징하이펑 3명이었다.[16] 9월 27일에는 자이즈강|자이즈강중국어이 15분간 우주 유영을 했으며,[17] 다음날 9월 28일에 내몽골 자치구 스쯔왕 기 착륙장에 무사히 귀환했다.
  • 선저우 8호는 2011년 11월 1일에 무인으로 발사되어, 무인 우주정거장 실증기 톈궁 1호와의 도킹 시험을 두 번 실시한 후, 11월 17일에 귀환했다.
  • 선저우 9호는 2012년 6월 16일에 발사되었다. 승무원은 징하이펑, 류왕, 류양 3명이다. 6월 18일, 톈궁 1호와 자동 도킹[18], 6월 24일 오후, 수동 도킹에 성공[19], 6월 29일 오전에 내몽골 자치구에 착륙하여 무사히 귀환했다.[20]
  • 선저우 10호는 2013년 6월 11일에 발사되었다.[21] 승무원은 녜하이성, 장샤오광, 왕야핑 3명이다. 톈궁 1호와 6월 13일에 자동으로, 6월 23일에는 수동으로 도킹을 실시했다.[22] 6월 26일 오전, 내몽골 자치구에 무사히 귀환했다.[23]
  • 선저우 11호는 2016년 10월 17일에 발사되었다. 승무원은 징하이펑과 천둥 2명이다.[24] 10월 19일, 톈궁 2호와 자동 도킹에 성공했다.[25] 11월 18일 오후, 내몽골 자치구에 무사히 귀환했다.[26]
  • 선저우 12호는 2021년 6월 17일에 발사되었다.[27] 우주 정거장 톈허에 3개월 가까이 체류하며 2번의 선외 활동을 수행하고, 9월 17일에 내몽골 자치구로 귀환했다.[28]
  • 선저우 13호는 2021년 10월 16일에 발사되었다.[29] 비행사들은 톈허에 6개월 동안 머물렀으며,[29] 2022년 4월 16일에 주취안 위성 발사 센터 인근 둥펑 착륙장에 귀환하여, 중국 유인 우주 비행 사상 최장인 183일의 우주 체류 기록을 세웠다.[30]
  • 선저우 14호는 2022년 6월 5일에 발사되었다.[31][32]
  • 선저우 15호는 2022년 11월 29일에 발사되었다.
  • 선저우 16호는 2023년 5월 30일에 발사되었다.[34]
  • 선저우 17호는 2023년 10월 26일에 발사되었다.[35]
  • 선저우 18호는 2024년 4월 25일에 발사되었다.[36]
  • 선저우 19호는 2024년 10월 30일에 발사되었다.[37]

5. 명칭

선저우(神舟)는 문자적으로 '신성한 배 [천상의 강 위]'라는 뜻이며, 여기서 천상의 강(天河)은 고전 중국어에서 은하수를 의미한다.[3] 이는 중국을 시적으로 표현하는 '신주(神州)'[3], 즉 "신성한 영역"과 발음이 같은 점을 이용한 언어유희이자 신조어이다.[4] 더 자세한 정보는 중국 신화, 중국 천문학, 중국의 명칭 문서를 참조하라.

6. 대중문화

영화 ''그래비티''(2013)에서 주인공인 STS-157 미션 전문가 라이언 스톤 박사는 자신의 우주선 파괴 이후 선저우 우주선을 이용하여 지구로 귀환하였다.[10][11]

''스타 트렉: 디스커버리''에 나오는 워커급 우주선 USS ''선저우''는 이 우주선의 이름을 따서 지어졌다.[12]

참조

[1] 논문 我国载人航天器总体构型技术发展 http://www.htgc.cbpt[...]
[2] 웹사이트 Shenzhou pronunciation http://dictionary.re[...] 2015-04-25
[3] 뉴스 中国载人航天飞船为何命名"神舟"号? http://news.xinhuane[...] 2008-09-23
[4] 서적 Worldly Saviors and Imperial Authority in Medieval Chinese Buddhism University of Hawaii Press 2021
[5] 웹사이트 Shuguang 1 http://www.astronaut[...] Encyclopedia Astronautica 2009
[6] 웹사이트 China and the Second Space Age http://www.futron.co[...] Futron Corporation 2011-10-06
[7] 웹사이트 ISS Interface Mechanisms and their Heritage https://ntrs.nasa.go[...] Boeing 2015-03-31
[8] 뉴스 Why Europe's astronauts are learning Chinese http://www.bbc.com/f[...] 2018-06-27
[9] 웹사이트 Shenzhou Flight History https://space.skyroc[...] 2022-06-30
[10] 뉴스 The Spaceships of 'Gravity': A Spacecraft Movie Guide for Astronauts https://news.yahoo.c[...] Yahoo 2017-04-23
[11] 뉴스 "Gravity", China and the end of American Exceptionalism in outer space http://spaceflightin[...] Spaceflight Insider 2017-04-23
[12] 웹사이트 Shenzhou NCC-1227, U.S.S. https://intl.startre[...] CBS Entertainment 2020-07-25
[13] 뉴스 Shenzhou Re-Entry and Landing https://web.archive.[...] Sinodefence.com 2011-11-20
[14] 뉴스 中国 宇宙開発で大躍進 http://japanese.ruvr[...] The voice of Russia 2011-11-08
[15] 뉴스 神舟7号、打ち上げ成功 宇宙飛行開始 http://j.people.com.[...] 人民網日本語版, 人民日報社 2008-09-25
[16] 뉴스 「神舟7号」の3人の飛行士が確定 http://japanese.cri.[...] CRI Online, 中国国際放送局 2008-09-23
[17] 뉴스 神舟7号の飛行士、宇宙遊泳に成功 http://j.people.com.[...] 人民網日本語版, 人民日報社 2008-09-27
[18] 간행물 AFPBB News2012年6月27日閲覧
[19] 간행물 朝日新聞デジタル2012年6月25日閲覧
[20] 간행물 朝日新聞デジタル2012年6月29日閲覧
[21] 뉴스 中国、有人宇宙船「神舟10号」打ち上げ成功 有人ドッキングへ https://www.nikkei.c[...] 2013-06-24
[22] 뉴스 手動ドッキングにも成功=神舟10号、月末に帰還-中国 http://www.jiji.com/[...] 2013-06-24
[23] 뉴스 中国の有人宇宙船「神舟10号」帰還 最長の15日間滞在 https://www.nikkei.c[...] 2013-06-26
[24] 뉴스 神舟十一号发射成功 两天内与天宫二号交会对接 http://www.cankaoxia[...] 2016-10-17
[25] 뉴스 神舟十一号成功对接天宫二号 航天员即将“入宫” http://news.ifeng.co[...] 2016-10-19
[26] 뉴스 有人宇宙船「神舟11号」帰還 https://mainichi.jp/[...] 2017-11-19
[27] 뉴스 中国、宇宙船「神舟12号」打ち上げ…「発射に成功」と速報 https://www.yomiuri.[...] 2023-12-29
[28] 뉴스 中国の有人宇宙船「神舟12号」が無事帰還 https://www.afpbb.co[...] 2021-10-17
[29] 뉴스 中国、有人船打ち上げ成功 宇宙ステーション建設加速へ https://www.nikkei.c[...] 2021-10-17
[30] 뉴스 中国、有人宇宙船「神舟13号」が無事に地球へ帰還 中国最長の宇宙滞在記録183日を達成 https://sorae.info/s[...] 2022-06-01
[31] 뉴스 有人宇宙船「神舟14号」、知られざる「宇宙飛行の神技」とは? http://j.people.com.[...] 2022-06-15
[32] 뉴스 3人の中国人宇宙飛行士 「神舟14号」で中国の宇宙ステーション入り https://japanese.cri[...] 2023-12-29
[33] 뉴스 中国が有人宇宙船「神舟15号」打ち上げ…独自の宇宙ステーション本格運用へ https://www.yomiuri.[...] 2023-10-28
[34] 뉴스 「神舟16号」打ち上げ成功、中国の民間人飛行士が初めて宇宙に https://www.cnn.co.j[...] 2023-10-28
[35] 뉴스 中国 新たな有人宇宙船打ち上げ 独自の宇宙ステーションへ https://www3.nhk.or.[...] 2023-10-28
[36] 뉴스 全身で感じた『宇宙強国』 日本メディアで唯一「神舟18号」の打ち上げを現場取材 https://news.tv-asah[...] テレビ朝日 2024-05-01
[37] 뉴스 ニューフェイス宇宙飛行士 中国の「神舟19号」乗組員にスポット https://www.jiji.com[...] 時事通信 2024-11-01



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