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스카이랩

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목차

1. 개요

스카이랩은 미국 항공우주국(NASA)의 최초의 우주 정거장으로, 1973년 발사되어 1974년까지 세 번의 유인 임무를 수행했다. S-IVB 로켓의 개조를 통해 만들어졌으며, 태양 관측, 생명 과학, 지구 자원 연구 등 다양한 과학 실험을 진행했다. 스카이랩은 1979년 대기권에 재진입하여 파편이 호주에 떨어졌으며, 우주왕복선의 개발 지연으로 인해 재사용 계획은 무산되었다.

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스카이랩
기본 정보
스카이랩 (스카이랩 4호 촬영)
스카이랩 (스카이랩 4호)에서 촬영
명칭스카이랩
승무원임무 당 3명 (총 9명)
스카이랩 프로그램 휘장
임무 정보
발사1973년 5월 14일 17:30:00 UTC (49년 전)
발사 장소케네디 우주센터 LC-39A
발사체새턴 V AS-513
상태궤도 이탈
재진입1979년 7월 11일 16:37:00 UTC
COSPAR ID1973-027A
SATCAT6633
물리적 특성
질량77,088 kg (168,750 lb) (아폴로 CSM 제외)
길이25.11 m (82.4 ft) (아폴로 CSM 제외)
지름6.61 m (21.67 ft)
폭17.01 m (55.8 ft) (태양 전지판 1개 포함)
높이11.06 m (36.3 ft) (망원경 마운트 포함)
부피351.6 m³ (12,417 cuft)
내부 압력34.47 kPa (5.0 psi), 산소 74%, 질소 26%
궤도 정보
근지점434.0 km (269.7 mi)
원지점441.9 km (274.6 mi)
궤도 경사50.0°
공전 주기93.4 분
하루 공전 횟수15.4 회
임무 통계
궤도 체류 기간2,249 일 (6.6 년)
유인 체류 기간171 일
총 공전 횟수34,981 회
총 이동 거리약 1,400,000,000 km (890,000,000 mi)
기타 정보
궤도 이탈 시점1979년 7월 11일
스카이랩 구성
계획된 스카이랩 구성
아폴로 사령선이 도킹한 스카이랩
아폴로 사령선이 도킹한 스카이랩 개략도

2. 배경

스카이랩은 새턴 V 로켓의 제3단 내부에 거주 공간을 만들어 지구 궤도를 도는 우주 정거장으로 개조한 것이다. 1973년 5월 14일에 무인으로 발사되었다.

스카이랩은 궤도 작업 모듈, 에어록 모듈, 다목적 도킹 모듈의 3개 구조로 되어 있었고, 다목적 도킹 모듈에는 우주 망원경이 장착되었다. 승무원은 스카이랩 2호 ~ 4호를 통해 아폴로 달 착륙선과 같은 방법으로 도킹해 스카이랩 내부에 탑승했다.

1952년부터 1954년까지 잡지 《콜리어스》에 "인류는 곧 우주를 정복한다! (Man Will Conquer Space Soon!)"라는 기사를 연재했던 베르너 폰 브라운은 직경 75미터의 링형 정거장을 회전시켜 인공 중력을 발생시키는 구상을 했다. 정거장에는 천문학자, 기상학자, 군인 등이 포함될 예정이었고, 달이나 화성 탐사의 거점으로 예상했다.[177]

하지만, 트랜지스터, 태양 전지, 원격 측정법 등이 발달하면서 무인 인공위성으로도 정찰 활동 등이 가능해져 거대한 정거장의 필요성이 줄었다. 아폴로 계획도 궤도상에서 달로 향하는 기체를 제조하는 방식을 선택하지 않았다. 그러나 과학적 목적의 소형 정거장은 여전히 검토 가치가 있었다.

원래 궤도 작업 모듈 좌우에 태양 전지 패널을 전개할 예정이었지만, 발사 시 공기 저항으로 한쪽 패널과 운석 방호 패널·단열재에 문제가 발생했다. 스카이랩 2호 도착 시점에는 모듈 내 생존 환경이 충분하지 않아(선내 온도 50도 이상), 선외 활동으로 보수한 후 정상 운용을 시작했다. 궤도 작업 모듈의 열 차폐 시트는 보수 시에 장착되었고, 이후 미션에서도 보수가 행해졌다.

스카이랩은 1기(스카이랩 1호)밖에 없으며, 스카이랩 2호 ~ 4호는 아폴로 계획의 사령선·기계선을 사용한 승무원 왕복선 명칭이다. 승무원은 새턴 IB 로켓으로 발사되어 스카이랩 1호에 도킹하고, 체류 후 사령선으로 귀환했다.

스카이랩 계획에서는 지구·태양 관측, 무중력 공간에서의 생리 현상 연구, 무중력에서의 반도체·금속 결정 생성, 생물·미생물 활동 관찰 등의 과학적 실험이 행해졌다.

2. 1. 초기 단계

스카이랩 계획은 여러 제안이 있었기 때문에 정확한 시작 시점을 정의하기 어렵다. 1959년 베르너 폰 브라운 박사가 미국 육군에 제출한 「호라이즌 계획」이 초기 계획 중 하나이다. 브라운 박사는 달 착륙 계획에 참여하면서도, 호라이즌 계획을 독자적으로 검토했다. 그의 "기존 로켓을 개조해 우주 정거장을 건설한다"는 계획은 다른 연구원들에게 계승되어 여러 제안이 나왔고, 최종적으로 스카이랩 계획이 실현되었다.

1964년 7월, NASA는 아폴로 우주선의 하드웨어를 과학적 연구에 응용하는 계획을 검토했다. 검토된 내용은 다음과 같다.

  • 2기의 새턴 V를 사용한 달 표면 기지 건설.
  • 달 착륙선을 개조한 유인 천체 망원경 발사.
  • 달 착륙선이나 기계선을 연결한 소규모 우주 정거장 건설.


위와 같은 제안이 있었지만, 대규모 우주 정거장 건설 계획은 주목받지 않았다. 그러나 이 연구는 2년 후 "아폴로 응용 계획(Apollo Applications Program, AAP)"으로 명칭을 바꾸어 중요한 역할을 했다.

1964년 8월, 존슨 우주 센터는 일회용 우주 정거장 "아폴로 X" 계획을 제안했다. 이는 S-IVB 상부에 소형 우주 정거장을 탑재해 15일에서 45일간 우주에 체류하는 계획이었다. 폰 브라운 박사는 더 대담한 제안을 했는데, S-IVB와 유료 하중 부분을 통째로 우주 정거장으로 개조하고, S-II의 연료 탱크를 비행사들의 거주 공간으로 개조하는 것이었다.

궤도에 도달하면, S-II는 탱크 내 남은 연료를 방출하고, 비행사는 이 연료 탱크를 거주 공간으로 활용한다. 전력은 선체 외부 태양 전지 패널로 조달한다. 이렇게 하면 33×45 피트 이상의 광대한 거주 공간을 확보할 수 있었다.

하지만, 당시 발주된 모든 새턴 V 로켓은 달 비행에만 사용이 확정되어 예비용 로켓이 없었다. 그래서 새턴 IB 로켓에 소형 정거장을 탑재해 발사하자는 제안도 나왔다.

그러나 새턴 IB 로켓은 S-IVB를 빈 상태로 궤도에 올리기에 추진력이 부족했다. 따라서 새턴 IB 로켓으로 S-IVB를 쏘아 올릴 때, 탱크 안에 연료가 탑재되어 있어야 했다. 이 때문에 "로켓의 연료 탱크를 거주 공간으로 활용한다"는 브라운 박사의 구상이 주목받았다. 즉, "새턴 IB 로켓으로 S-IVB를 쏘아 올려 우주 정거장으로 활용한다"는 계획이었다. 연료 탱크 내에 최소한의 기기를 설치하고, 실험동 등 부속 기기는 다른 새턴 IB 로켓으로 쏘아 올려 궤도상에서 도킹시킨다. JSC는 이 계획을 검토하여 S-IVB 제조사인 더글러스 사에 계획 준비를 의뢰했다.

1966년 4월 1일, JSC는 S-IVB 개조 계약서를 더글러스 사, 그러먼 사, 맥도넬 사에 송부했다. 이 해 7월에는 AAP 1호, 2호 실행이 표명되었다. 이는 지구 주회 궤도상에 아폴로 사령선·기계선을 쏘아 올리기 위해 예정되어 있던 것을 유용한 것이었다.

아폴로 18호 ~ 20호까지의 계획이 취소되면서, 새턴 V 로켓을 AAP에 사용할 수 있게 되었다. 더 강력한 로켓을 이용할 수 있게 되면서, "궤도상에서 연료를 투기하고, 연료 탱크를 거주 공간으로 개조한다"는 과정은 불필요하게 되어, 처음부터 완성된 정거장을 쏘아 올리는 방식으로 변경되었다.

스카이랩은 미국이 독자적으로 운영한 유일한 우주 정거장이었다. 1988년부터 영구적인 우주 정거장을 계획했지만, 자금 지원이 취소되었고 미국의 참여는 1993년 국제 우주 정거장으로 변경되었다.

스카이랩은 약 90605.00kg의 질량을 가졌으며, 약 14061.35kg의 아폴로 사령선 및 서비스 모듈(CSM)이 부착되었고, 작업장, 태양 관측소, 그리고 수백 개의 생명 과학 및 물리 과학 실험을 포함했다.[6] 스카이랩은 새턴 V 로켓을 개조하여 새턴 INT-21과 유사하게 만든 로켓에 의해 무인 상태로 저궤도에 발사되었으며, 궤도 작업장이 S-IVB 3단 로켓을 사용하여 제작되었기 때문에 추진을 위한 S-IVB 3단 로켓은 사용 불가했다. 이 로켓은 유인 아폴로 달 착륙 임무를 수행하는 데 더 일반적으로 사용되었으며, 이것이 이 로켓의 마지막 비행이었다.[4] 이후 세 번의 임무에서는 작은 새턴 IB 로켓으로 발사된 아폴로 CSM에 세 명의 우주 비행사로 구성된 승무원들을 투입했다.

스카이랩 2호가 촬영한 스카이랩 본체


스카이랩 본체의 접근 이미지. 하셀블라드사 70mm 휴대용 카메라로 100mm 렌즈와 SO-368 Ektachrome 중속 필름을 사용하여 촬영


로켓 기술자 베르너 폰 브라운, SF 작가 아서 C. 클라크 등은 1960년대까지 우주 정거장이 우주 개발의 초기 단계에서 중요한 단계가 될 것이라고 예상했다. 브라운은 1952년부터 1954년까지 잡지 《콜리어스》에 "인류는 곧 우주를 정복한다! (Man Will Conquer Space Soon!)"라는 기사를 연재했다. 그의 구상은 직경 75미터의 링형 정거장을 회전시켜 인공 중력을 발생시키는 것이었다. 이를 궤도상에서 건설하기 위해서는 무게 6,500톤의 여러 우주 왕복선이 필요하다고 했다. 정거장에는 천문학자, 기상학자, 군인 등이 포함되었다. 브라운은 장래 달이나 화성 탐사는 이 정거장을 거점으로 행해질 것이라고 예상했다[177]。

트랜지스터, 태양 전지, 원격 측정법 등이 발달하면서 1950년대부터 1960년대 초반에 무인 인공위성이 구름의 모습이나 적국의 핵무기 개발 상황 등을 촬영하여 지상으로 보낼 수 있게 되었다. 이로 인해 위의 목적으로 거대한 정거장을 건설하는 것은 더 이상 필요하지 않게 되었다. 미국의 아폴로 계획도 정거장을 거점으로 궤도상에서 달로 향하는 기체를 제조하는 방식을 선택하지 않았다. 과학적 목적에서는 1기의 로켓으로 발사할 수 있는 소형 정거장은 여전히 검토할 가치가 있었다.

1959년, 브라운은 미국 육군 탄도 미사일국에 호라이즌 계획(Project Horizon) 최종안을 제출했다. 이 계획의 최종 목표는 인간을 달에 보내는 것이었으며, NASA로 인계되었다. 브라운은 호라이즌의 상단을 사용하여 궤도 실험실을 건설하는 계획을 정리했으며[193], 이것이 후에 스카이랩의 구상으로 사용되게 되었다[193]. 1960년대 초반, NASA의 여러 부서에서 다양한 우주 정거장 방식이 검토되었다. 새턴 5형을 사용하여 기지를 발사하고, 아폴로 사령선 및 기계선[193]을 새턴 IB로 발사하거나, 타이탄 II로 제미니 우주선[193]을 발사하는 방식이 주목받았다. 제안에는 2명 또는 3명이 체류하는 아폴로를 기본으로 한 것과, 4명이 체류하며 제미니로 보급되는 작은 "원통"형, 약 5년 가동 기간 동안 24명이 체류하며 회전하여 중력을 발생시키는 거대한 것까지 포함되었다[193]. 새턴 5형의 3단 S-IVB를 유인 실험실로 사용하는 연구 안은, 1962년에 더글러스 항공기사에 의해 문서화되었다[178]。

국방부와 NASA는 우주 개발 분야에서 밀접한 협력 관계를 맺고 있었다. 1963년 9월, NASA와 국방부는 우주 정거장 건설에 협력하기로 합의했다[193]。 국방부는 독자적인 유인 시설을 요구했고, 같은 해 12월에는 유인 궤도 실험실(Manned Orbital Laboratory, MOL) 계획을 발표했다. MOL은 소형 우주 정거장으로, 2명의 승무원이 대형 망원경을 사용하여 정찰 사진을 촬영하는 것을 주요 목적으로 했다. 이 정거장은 타이탄 II의 상단과 같은 직경이었으며, 제미니를 개조한 우주선을 위에 싣고 유인 발사될 예정이었다. 우주선 바닥에는 내열 보호판을 뚫어 해치를 설치하여, 비행사들은 그곳을 통해 정거장으로 이동했다[193][179][180]。MOL은 향후 5개년 예산 확보를 위해 NASA와 경쟁했고[193], 정치인과 다른 관리들은 NASA가 MOL 계획에 참여하거나 국방부의 설계를 사용할 것을 제안했다. 군사 계획의 사정상, MOL과 유사해지지 않도록 NASA 안에는 변경이 가해졌다[193]。

2. 2. 아폴로 응용 계획 (Apollo Applications Program, AAP)

1964년 7월, NASA 상부는 아폴로 우주선의 하드웨어를 여러 과학적 연구에 응용하는 계획을 검토하기 위한 연구를 시작했다. 몇 가지 제안이 있었지만, 대규모 우주 정거장 건설 계획에는 크게 주목하지 않았다. 하지만 이 연구는 2년 후 ‘아폴로 응용 계획 (Apollo Applications Program, 약어: AAP)’이라는 명칭으로 변경되어 중요한 역할을 수행하게 되었다.

1964년 8월, 존슨 우주 센터(Lyndon B. Johnson Space Center; JSC)는 일회용 우주 정거장 ‘아폴로 X’ 계획을 제안했다. 이 계획은 S-IVB 상부(본래는 달 착륙선이 수납되는 곳)에 소형 우주 정거장을 탑재하여, 15일에서 45일간 우주에 체류한다는 내용이었다. 이 안을 기초로 몇 가지 제안이 나왔다.

1966년 4월 1일, JSC는 S-IVB 개조에 관한 계약서를 더글러스 사, 그러먼 사, 맥도넬 사에 송부했다. 같은 해 7월에는 AAP(아폴로 응용 계획) 1호와 2호의 실행이 표명되었다. 이 계획은 원래 지구 주회 궤도상에 아폴로 사령선·기계선을 쏘아 올리기 위해 예정되어 있던 것을 활용한 것이었다.

그 후, 아폴로 18호 ~ 20호까지의 계획이 취소되면서 새턴 V 로켓을 AAP에 사용할 수 있게 되었다. 보다 강력한 로켓을 이용할 수 있게 됨에 따라, 당초 계획이었던 ‘궤도상에서 연료를 투기하고, 연료 탱크를 거주 공간으로 개조한다’는 과정은 불필요하게 되었고, 처음부터 완성된 정거장을 쏘아 올리는 방식으로 변경되었다.

3. 선체

스카이랩의 선체는 새턴 V 로켓의 제3단을 개조하여 만들어졌다. 크게 세 부분으로 나뉜다.


  • 궤도 작업 모듈: 새턴 V의 제3단 로켓을 개조
  • 에어록 모듈: 중간부
  • 다목적 도킹 모듈: 선단부, 우주 망원경 장착


승무원들은 스카이랩 2호 ~ 4호를 통해 발사되어 다목적 도킹 모듈에 도킹, 스카이랩 내부로 들어갔다.

원래 궤도 작업 모듈 양쪽에 태양 전지 패널이 펼쳐질 예정이었으나, 발사 시 공기 저항으로 한쪽 패널과 운석 방호 패널, 단열재에 문제가 발생했다. 스카이랩 2호 도착 당시 선내 온도는 50도 이상이었고, 선외 활동을 통한 보수 후에야 정상 운용이 가능했다. 궤도 작업 모듈의 열 차폐 시트는 보수 시에 장착되었다.

우주 정거장으로서의 스카이랩은 1기(스카이랩 1호)뿐이었다. 스카이랩 2호 ~ 4호는 아폴로 계획의 사령선·기계선을 사용한 승무원 왕복선이었다. 3명의 승무원이 새턴 IB 로켓으로 발사되어 스카이랩 1호에 도킹하고, 체류 후 다시 사령선을 타고 귀환했다.

구성 요소질량[4][5][6]거주 가능 부피길이직경이미지
파운드 (lb)킬로그램 (kg)입방 피트 (ft3)입방 미터 (m3)ftmftm
페이로드 슈라우드colspan=2
아폴로 망원경 마운트colspan=2
다중 도킹 어댑터
에어록 모듈
새턴 V 계기 장치colspan=2
궤도 작업실[6][6]
궤도 총계
아폴로 CSM
CSM 포함 총계[6]


4. 비행

스카이랩 우주 정거장을 탑재한 개조된 새턴 V 로켓 발사


스카이랩은 1973년 5월 14일 무인으로 발사되었다. 새턴 V 로켓의 제3단을 개조하여 지구 궤도를 주회하는 우주 정거장으로 만들었다. 스카이랩은 궤도 작업 모듈(새턴 V의 제3단 로켓 개조), 에어록 모듈(중간부), 다목적 도킹 모듈(선단부)의 3개 구조로 이루어져 있었고, 다목적 도킹 모듈에는 우주 망원경이 장착되었다.

발사 시 예상치 못한 공기 저항으로 인해 한쪽 태양 전지 패널과 운석 방호 패널, 단열재에 문제가 발생했다. 이 때문에 스카이랩 2호가 도착했을 때 모듈 내 생존 환경이 충분히 갖춰지지 않았고, 선내 온도는 50도 이상이었다. 선외 활동을 통한 선체 보수 후에야 정상적인 운용이 가능했다.

스카이랩 2호 ~ 4호는 아폴로 계획의 사령선·기계선을 사용한 승무원 왕복선으로, 각각 3명이 사령선에 탑승해 새턴 IB 로켓으로 발사되어 무인의 스카이랩 1호에 도킹했다. 체류 후에는 승무원이 다시 사령선으로 갈아타고 귀환했다.

스카이랩 1호는 새턴 V를 개조한 새턴 INT-21 로켓에 의해 고도 435km의 지구 주회 궤도상에 발사되었다. 이때 미소 운석 방어벽, 태양광 가림판 및 좌측 태양 전지 패널이 벗겨지고, 남은 한쪽 태양 전지 패널에 파편이 끼어 전개되지 않아 전력 부족과 선내 온도 상승 문제가 발생했다.

1973년 5월 25일, 새턴 IB 로켓으로 발사된 스카이랩 2호 승무원들은 선외 활동을 통해 고장난 곳을 수리했다. 이 수리에 실패하면 선내에 유독 가스가 가득 차 위험해질 수 있었다. 이후 스카이랩 3호는 7월 28일, 스카이랩 4호는 11월 16일에 발사되어 각각 59일과 84일간 체류했다. 마지막 승무원은 1974년 2월 8일에 지구로 귀환했다.

1973년 궤도상에 있는 스카이랩, 도킹 포트가 보임


NASA는 궤도 구조 임무가 필요할 경우를 대비해 백업용 아폴로 CSM/새턴 IB를 조립했지만, 이 차량은 비행하지 않았다.

4. 1. 궤도상에서의 활동 및 연구 성과

스카이랩에서는 다양한 과학적 실험들이 진행되었다. 승무원들은 지구와 태양을 관측하고, 무중력 상태에서의 생리 현상과 반도체, 금속 결정 생성 등을 연구했다. 또한 생물과 미생물의 활동도 관찰했다.[53]

스카이랩은 1973년 5월 14일 발사되었고, 세 번의 유인 임무를 통해 총 171일 13시간 동안 우주 비행사들이 체류했다. 이들은 지구를 2000회 이상 돌았고, 42시간 16분 동안 선외 활동을 했다. 또한 8종류의 태양 관측을 포함한 약 2000시간의 과학 실험을 수행했다.[53] 스카이랩을 통해 태양의 코로나 홀이 발견되었고, 인간이 장기간 무중력 환경에서 생활하는 것에 대한 많은 연구가 이루어졌다.[56]

주요 실험 개요


실험은 크게 6가지 범주로 나뉘었다.

  • 생명 과학: 인간 생리학, 생의학 연구, 생체 리듬 (생쥐, 날벌레)
  • 태양 물리학 및 천문학: 태양 관측 (8개의 망원경과 별도 장비), 코호우텍 혜성 (스카이랩 4), 별 관측, 우주 물리학
  • 지구 자원: 광물 자원, 지질학, 허리케인, 토지 및 식생 패턴
  • 재료 과학: 용접, 브레이징, 금속 용융, 결정 성장, 물 / 유체 역학
  • 학생 연구: 19개의 서로 다른 학생 제안 (손재주 실험, 저중력 상태에서 거미의 거미줄 치기 테스트 등)
  • 기타: 인간 적응성, 작업 능력, 손재주, 서식지 설계/운영


스카이랩 2호는 우주 정거장 수리 때문에 실험 시간이 부족했지만, 스카이랩 3호와 4호는 승무원들이 환경에 적응하고 지상과 원활하게 협력하면서 초기 계획을 초과 달성했다.

스카이랩에 탑승한 거미 아니타


스카이랩 4호는 코호우텍 혜성 관측 등 추가 실험을 수행했다.[68]

리카르도 자코니는 스카이랩에서의 태양 방출 연구를 포함한 X선 천문학 연구로 2002년 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[71]

스카이랩에서 촬영한 1973년 허리케인 엘렌


1973년 6월 22일 스카이랩에서 촬영한 크레타 섬


스카이랩에는 다양한 종류의 필름을 사용하는 휴대용 및 고정 실험 장비가 있었다. 아폴로 망원경 마운트 태양 관측 장비 외에도 35mm 및 70mm 필름 카메라, 그리고 비디오를 기록하는 TV 카메라도 탑재되었다. 방사선으로 인한 필름 손상을 막기 위해 필름은 특수 보관함에 보관되었다.[72]

개인용 카메라 장비는 다음과 같았다.[89]

  • 텔레비전 카메라: Westinghouse 컬러, 25–150mm 줌
  • 16mm 필름 카메라 (Maurer): 2, 4, 6, 12, 24 프레임/초, 5, 10, 18, 25, 75, 100mm 렌즈, Ektachrome, SO-368, SO-168 필름 사용
  • 35mm 필름 카메라 (니콘(Nikon)): 55mm 및 300mm 렌즈, Ektachrome, SO-368, SO-168, 2485 타입, 2443 타입 필름 사용
  • 70mm 필름 카메라 (Hasselblad): 70mm 및 100mm 렌즈, 70mm Ektachrome, SO-368 필름 사용


실험 S190B는 Actron 지구 지형 카메라였고,[89] S190A는 6개의 Itek 70mm 정렬 카메라로 구성된 다중 스펙트럼 사진 카메라였다.[89]

Polaroid SX-70 즉석 카메라[95]와 Leitz Trinovid 10 × 40 쌍안경도 지구 관측을 위해 사용되었다.[89]

NASA에서 발행한 ''스카이랩: 가이드북''(EP-107)에 실린 스카이랩 필름 보관함 그림


스카이랩은 방사선으로부터 장비를 보호하기 위해 여러 기능을 갖추고 있었다. 창문이 어두워지는 것을 막기 위해 빛 가리개가 설치되었고,[72] 다양한 필름을 보호하기 위해 5개의 필름 보관함이 있었다.[72] 궤도 작업실에는 약 1087.71kg 무게의 대형 금고가 있었고, 다중 도킹 어댑터에는 약 700.80kg 무게의 4개의 소형 금고가 있었다.[72] 이 금고들은 주로 알루미늄으로 만들어졌다.[72] 스카이랩 재진입 시, 필름 보관함 문으로 추정되는 약 81.65kg의 알루미늄 덩어리가 발견되었다.[74]

스카이랩의 일과는 대략 다음과 같았다.

  • 오전 6시 (미국 중부 표준시): 기상[193]
  • 오전 7시: 아침 식사 (서서 식사)[193]
  • 아침 식사 후: 점심 준비, 실험, 우주선 시스템 테스트 및 수리, 90분간 신체 운동 (자전거, 물탱크 주변 조깅 등)[193]
  • 오후 6시: 저녁 식사[193]
  • 저녁 식사 후: 집안일, 다음 날 실험 준비[193][190]


비행사들은 텔레프린터로 전송되는 긴 일일 지침 때문에 수면 시간을 줄이는 경우도 있었다.[193][190]

스카이랩에는 다트[188], 트럼프 카드, 책, 음악 플레이어 등 오락 장비가 있었지만, 비행사들은 창밖으로 지구를 보는 것을 가장 선호했다.[183]

5. 스카이랩 이후

스카이랩은 1974년 스카이랩 4호의 비행 종료 후 폐기되었지만, 비행사들이 언제든 다시 사용할 수 있도록 필요한 물품은 그대로 두고 해치는 닫지 않은 채 보관되었다.[6] NASA는 스카이랩의 노후화를 우려하여 더 이상 활용하는 방안을 검토하지 않았다.[193] 그러나 1979년까지 우주왕복선이 운용 가능할 것이라고 예상했기 때문에, 1977년과 1978년에 스카이랩 재이용에 대한 두 가지 연구를 진행했다.[190][198]

1978년 9월, NASA는 스카이랩의 주요 기기가 여전히 정상 작동하며, 비행사들이 안전하게 사용할 수 있다고 판단했다.[190] 스카이랩에는 180일 분량의 물과 420일 분량의 산소가 남아 있었고, 추가 보급도 가능했다.[198] 또한, 약 600~700일 분량의 식수와 420일 분량의 식량을 저장할 수 있었다.[190]

스카이랩 재이용을 주장하는 사람들은 스카이랩이 "장기간 우주 비행을 위한 독특한 거주 환경"을 제공하며, "수억 달러"의 가치를 지닌 자원이라고 강조했다.[190] 아폴로 계획 종료 후에는 새턴 V 로켓을 더 이상 사용할 수 없었기 때문에, 스카이랩과 같은 규모(350㎥)의 우주 정거장을 새로 건설하려면 우주왕복선을 4~5회 발사하고 대규모 우주 건설 작업을 해야 했다.[190] 스카이랩은 우주왕복선과 스페이스랩[190]을 합친 것보다 훨씬 컸으며, 약간의 개조를 거치면 최대 7명의 남녀 비행사[190][190]가 장기간 우주 실험[190]을 수행하기에 충분했고, 영화 감상용 장비까지 설치할 수 있었다.[190]

또한 스카이랩을 수리하고 개량하는 과정에서 미래 우주 정거장 건설에 필요한 정보를 얻을 수 있다고 주장했다.[198] 그러나 스카이랩을 다시 궤도에 올리는 데에는 몇 가지 심각한 문제가 있었다. 자이로스코프 중 하나가 고장 났고,[193] 자세 제어 장치의 연료 보충이 필요했다. 이러한 문제는 우주 유영(EVA)을 통해 수리하거나 교체해야 했지만, 스카이랩은 대규모 재보급을 고려하여 설계되지 않았다. 그럼에도 불구하고, 스카이랩 승무원들은 EVA를 통해 주요 수리에 성공했다. 예를 들어 스카이랩 2호에서는 태양 전지판을 펼쳤고,[183] 스카이랩 4호에서는 주 냉각 파이프를 수리했다.[193][183][190] 스카이랩 2호 승무원은 EVA 도중 "망치로 두들겨서" 고장난 장치를 수리하기도 했다.[183]

스카이랩 재활성화는 우주 건설 및 유지 보수 경험을 제공하는 것 외에도, 우주왕복선의 다른 임무 수행을 돕고,[190] 우주왕복선을 장기간 비행에 맞게 개조할 필요성을 줄여줄 수 있었다.[190] 스카이랩에 다시 승무원을 탑승시키지 않더라도, 실험 플랫폼으로 활용할 수 있다는 주장도 있었다.[190]

하지만 예상보다 활발한 태양 활동으로 인해 지구 대기 외층이 가열되면서 스카이랩에 대한 공기 저항이 증가했다. 결국 스카이랩은 1979년 7월 11일 16:37:00 UTC에 대기권에 재진입하여 추락했다. 지상 관제사는 약 5년 만에 스카이랩과 교신하여 기체 자세를 제어하려 했으나 실패했다.[153] 스카이랩의 파편은 오스트레일리아의 에스페란스와 로린나 인근에 흩어졌다.[153] 에스페란스 지방은 미국 정부에 쓰레기를 무단 투기했다는 명목으로 400달러의 벌금을 청구했지만, 오랫동안 받지 못했다.[154]

스카이랩의 추락은 세계적인 화제가 되었고, 각종 광고와 도박의 소재로 이용되었다.[148] 미국의 신문 샌프란시스코 이그재미너는 스카이랩 파편을 처음 가져오는 사람에게 1만 달러의 상금을 주겠다고 광고했고, 에스페란스에 거주하는 17세 소년 스탠 손턴이 자택 지붕에 떨어진 파편을 발견하여 상금을 받았다.[153]

5. 1. 스카이랩 5호 및 스카이랩 B

스카이랩 4호 종료 후, 3명의 비행사를 20일간 체류시켜 아폴로 사령선·기계선의 로켓을 분사해 스카이랩을 더 높은 궤도에 올리는 스카이랩 5호 계획이 예정되어 있었지만, 실현되지 않았다. 또 NASA는 남은 아폴로 우주선이나 새턴 로켓을 사용해 또 하나의 정거장 "스카이랩 B"의 발사를 검토하고 있었지만, 최종적으로 그것들은 모두 박물관에 기증되었다.[6]

스카이랩 5호는 1974년 4월에 20일간 진행될 예정이었던 단기 임무로, 더 많은 과학 실험을 수행하고 서비스 추진 시스템 엔진을 사용하여 스카이랩을 더 높은 궤도로 올려, 나중에 우주왕복선에 의한 기지 사용을 지원할 예정이었다.[158]

밴스 브랜드(사령관), 윌리엄 B. 레노어(과학 조종사), 돈 린드(조종사)가 이 임무의 승무원이 될 예정이었으며, 브랜드와 린드는 스카이랩 구조 임무 비행의 주 승무원이었다.[110] 브랜드와 린드는 또한 스카이랩의 제어된 궤도 강하를 목표로 하는 임무를 훈련받았다.[159]

스카이랩 5는 SA-209 로켓과 CSM-119를 사용할 예정이었다. 취소 후 로켓은 NASA 케네디 우주 센터에 전시되었다.[157]

비행한 스카이랩 우주 정거장 외에도, 두 번째 비행 품질 백업 스카이랩 우주 정거장이 프로그램 중에 제작되었다. NASA는 1973년 5월 또는 그 이후에 이를 두 번째 정거장으로 사용하여 스카이랩 B(S-IVB 515)라고 부르는 것을 고려했지만, 결국 사용하지 않기로 결정했다. 또 다른 스카이랩을 다른 새턴 V 로켓으로 발사하는 것은 매우 비용이 많이 들 것이고, 대신 이 돈을 우주 왕복선 개발에 사용하기로 결정했다.

NASA는 1975년 스카이랩 B를 국립 항공우주 박물관으로 이전했다. 1976년부터 박물관의 우주 홀에 전시된 이 궤도 작업장은 관람객이 생활 공간을 통과할 수 있도록 약간 수정되었다.[160]

5. 2. 우주왕복선과의 제휴

스카이랩은 당초 8년간 궤도에 머무를 것으로 예상되어, 1979년까지 우주왕복선을 도킹시켜 스카이랩을 더 높은 궤도로 이동시킬 계획이 제안되었다. 그러나 우주왕복선의 첫 비행이 1981년으로 늦어지면서 이 계획은 실현되지 못했다. 무인 위성을 도킹시키려는 시도도 예산 부족으로 무산되었다.[193]

스카이랩은 자이로스코프 교체나 연료 보충 등 대대적인 보수가 필요했지만, 원래 우주에서 교체 가능하도록 설계되지 않은 부분이 많았다. 그럼에도 비행사들은 열 교환기를 교체하는 등 우주에서도 수리가 가능하다는 것을 증명했다. 우주왕복선을 이용한 스카이랩 보수 및 재활성화 계획은 다음 4단계로 나뉘어 있었다.[193][198][147][131]

단계내용
1우주왕복선의 두 번째 비행으로 소형 로켓 엔진을 장착해 더 높은 궤도로 이동. 혹은 초기 우주왕복선 비행을 통해 스카이랩을 더 높은 궤도로 올려, 5년의 운용 수명을 연장. 우주왕복선이 스카이랩을 밀거나 끌 수 있었지만, 원격 조작 회수 시스템(TRS, Teleoperator Retrieval System)과 같은 우주 예인선을 스카이랩에 연결하는 것이 더 유력.
21982년 1월에 도킹용 어댑터를 설치하고, 1983년 8월에 비행사들이 일부 시스템을 교체. (두 번의 우주왕복선 비행으로 스카이랩 개조)
31984년 3월에 동력 확장 구획을 장착하고 30~90일간 지구 자원 탐사. (우주왕복선 승무원들은 태양열을 사용하는 전력 확장 패키지를 부착하고, 과학 장비를 개조하며, 아폴로 망원경 마운트와 지구 자원 실험을 사용하여 30일에서 90일 간의 임무를 수행)
41985년~1989년에 걸쳐 추가 보급 구획이나 실험실 스페이스랩 등을 도킹시켜 8명의 비행사가 체류할 수 있도록 확장. (5년 동안, 스카이랩은 6명에서 8명의 우주 비행사를 수용할 수 있도록 확장될 예정이었으며, 새로운 대형 도킹/인터페이스 모듈, 추가 물류 모듈, 스페이스랩 모듈 및 팔레트, 그리고 우주왕복선의 외부 연료 탱크를 사용하는 궤도 차량 우주 도크가 포함될 예정)



마틴 마리에타는 TRS 장치를 설계하는 계약을 2600만달러에 따냈다.[145] TRS는 약 3톤의 추진제를 탑재할 예정이었다.[132] 원격 제어 부스터는 TV 카메라를 장착하고 있으며, 우주 건설, 정비, 우주왕복선이 접근할 수 없는 인공위성 회수 등의 임무를 위해 설계되었다. 스카이랩을 구출한 후, TRS는 향후 사용을 위해 궤도에 남겨질 예정이었다. 또는 안전하고 통제된 재진입 및 파괴를 위해 스카이랩을 탈궤시키는 데 사용될 수도 있었다.[133]

처음 세 단계에는 발사 비용을 제외하고 1980년대 달러로 약 6000만달러가 소요될 예정이었다. TRS 발사를 위한 다른 옵션으로는 타이탄 III 또는 아틀라스-아제나가 있었다.[147]

제안된 스카이랩 재부스트 개념도

5. 3. 대기권 재돌입

태양 활동이 예상보다 활발해져 지구 대기 외층이 가열되고, 스카이랩에 대한 공기 저항이 증가했다. 이 때문에 스카이랩은 당초 예상보다 빠른 1979년 7월 11일 16:37:00 UTC에 대기권에 재진입했다. 지상 관제사는 약 5년 만에 스카이랩과 교신하여 기체 자세를 제어하려 했으나, 결국 실패했다.[153] 스카이랩의 파편은 오스트레일리아의 에스페란스와 로린나 인근에 흩어졌다.[153] 에스페란스 지방은 미국 정부에 쓰레기를 흩뿌렸다는 명목으로 400달러의 벌금을 청구했지만, 이는 오랫동안 지불되지 않았다.[154]

스카이랩의 재진입은 세계적인 화제가 되었고, 많은 광고와 도박의 대상이 되었다.[148] 미국의 신문 샌프란시스코 이그재미너 지는 최초로 스카이랩 파편을 가져오는 사람에게 10,000달러의 상금을 지급하겠다고 광고했는데, 에스페란스에 사는 17세 소년 스탠 손턴이 자택 지붕에 떨어진 파편을 발견하여 상금을 획득했다.[153]

미국 우주 로켓 센터에 전시된, 대기권 재진입 후 회수된 스카이랩 잔해


잔해 분석 결과, 스카이랩은 예상보다 훨씬 낮은 고도인 지구 상공 약 16.09km에서 분해된 것으로 나타났다.[143]

6. 미션 번호

스카이랩 계획의 미션 번호는 혼란스러웠다. 원래는 무인 스카이랩 본체 발사와 세 번의 유인 비행에 SL-1부터 SL-4까지 번호를 매겼다. 그러나 준비 과정에서 유인 비행에 SLM-1부터 SLM-3이라는 다른 번호를 사용하는 문서가 만들어졌다. 스카이랩 2호 선장 찰스 콘라드는 스카이랩 4호 조종사 윌리엄 포그에게 미션 패치에 어떤 번호를 사용할지 문의했고, NASA는 1-2-3을 사용하라고 지시했다. 하지만 NASA가 이 결정을 번복하려 했을 때는 이미 1-2-3 번호가 붙은 비행복이 배송된 후였다.[163]

임무문장사령관과학 조종사조종사발사 날짜착륙 날짜기간 (일)
스카이랩 1 SL-1
50px
무인 우주 정거장 발사1973년 5월 14일
17:30:00 UTC		1979년 7월 11일
16:37:00 UTC		2248.96
스카이랩 2 SL-2 (SLM-1)
50px
피트 콘래드조셉 커윈폴 웨이츠1973년 5월 25일
13:00:00 UTC		1973년 6월 22일
13:49:48 UTC		28.03
스카이랩 3 SL-3 (SLM-2)
50px
앨런 빈오웬 개리엇잭 루스마1973년 7월 28일
11:10:50 UTC		1973년 9월 25일
22:19:51 UTC		59.46
스카이랩 4 SL-4 (SLM-3)
50px
제럴드 카에드워드 기브슨윌리엄 포그1973년 11월 16일
14:01:23 UTC		1974년 2월 8일
15:16:53 UTC		84.04
스카이랩 5밴스 브랜드윌리엄 B. 레노이어돈 린드(1974년 4월, 취소됨)20 (예상)
스카이랩 구조 임무밴스 브랜드돈 린드(대기 중)5일 미만으로 예상


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