제미니 4호

3. 임무 주요 내용

제미니 4호는 미국이 수행한 최초의 다일간 우주 비행 임무로, 인간이 우주에서 장기간 체류할 수 있음을 입증하는 것을 목표로 했다. 4일, 66궤도 비행^[5]은 1963년 6월 소련의 보스토크 5호가 세운 5일 기록에 근접했지만, 이를 넘어서지는 못했다. 이후의 제미니 비행은 달까지 왕복하는 데 필요한 시간을 초과하는 지구력 입증을 위해 더 길게 진행될 예정이었다.

두 번째 목표는 미국 최초의 우주 유영(EVA)이었으며, 대중적으로 "우주 보행"으로 알려졌다. 최초의 우주 유영은 이미 1965년 3월 소련의 알렉세이 레오노프가 보스호트 2호에서 수행했다. NASA는 우주 경쟁에서 소련에 뒤지지 않기 위해 우주 유영 일정을 앞당겼다.

세 번째 목표는 제미니 4호가 소모된 타이탄 II 발사체의 2단과 함께 비행하여 최초의 우주 랑데부를 시도하는 것이었다.

플로리다 케이프커내버럴 공군 기지 발사 단지 19에서 발사된 제미니 4호는 휴스턴 유인 우주선 센터의 새로운 미션 통제 센터에서 통제한 최초의 비행이었으며, 장시간 비행이었기에 3교대 근무를 해야 했다.^[7]

제미니 4호는 발사 시, 타이탄 1단계 엔진의 정렬 불량으로 인해 두 번의 롤 과도 현상이 발생했지만, 자동 조종 장치에 의해 신속하게 수정되었다. 연료 보충 엄빌리컬은 분리되지 않아 부스터가 약 약 8.23m 상승했을 때 떨어져 나갔다. 이로 인해 피치 및 요 평면에서 작은 진동이 발생했다. 제미니 4호 부스터의 유도 프로그램에 몇 가지 수정이 가해져 제미니 3호보다 발사 궤적이 덜 솟아오르고 부스터 엔진 차단(BECO) 시 고도가 낮아지도록 했으며, 이는 대체로 성공적이었다. BECO는 T+152초에, 2단계 엔진 차단(SECO)은 T+333초에 발생했다. 우주선은 161km x 283km 궤도에 진입했다.^[8]

승무원들은 4시간 교대로 잠을 잘 계획이었지만, 지속적인 무선 통신과 소형차의 앞좌석 정도 크기인 작은 선실에서는 매우 어려운 일이었다.

화이트의 20분 우주 유영은 임무의 하이라이트였으며, 맥디빗이 촬영한 사진들은 전 세계에 공개되었다. 이 사진들은 화이트가 오메가 스피드마스터 크로노그래프 시계를 우주복 소매에 착용한 것을 보여주었다. 오메가는 사진이 공개될 때까지 이러한 테스트나 해당 제품이 우주에서 사용될 것이라는 사실을 알지 못했다. 우주 유영 중에 착용한 모델은 현재 시계 수집가들에게 "에드 화이트"로 알려져 있다.

린든 B. 존슨 대통령은 USS 와스프호에 탑승한 화이트와 맥디빗에게 전화를 걸어 축하했다.

3. 1. 발사

3. 2. 랑데부 시도

• NASA 엔지니어들은 아직 랑데부에 관련된 궤도 역학의 특이성을 파악하지 못했다. 목표를 향해 우주선을 가속하면 목표에 대한 궤도 고도와 속도가 변했다. 맥디비트는 이를 시도했을 때, 역추진 추력이 궤도를 낮추고 속도를 증가시켜 멀어지고 아래로 내려가는 것을 발견했다.^[9]
• 2단 로켓은 잔여 추진제를 배출하고 있어서 제미니에 대해 다양한 방향으로 움직였다.^[10]
• 2단 로켓에는 2개의 램프만 켜져 있어서 맥디비트가 방향을 파악하기 어려웠다. 맥디비트는 랑데부 목표물에는 최소 3개의 램프가 있어야 한다고 결론 내렸다.^[10]
• 제미니 4호에는 목표물까지의 정확한 거리를 알려주는 레이더가 없었기 때문에, 우주비행사들은 시각적인 깊이 인지에 의존하여 거리를 추정해야 했고, 이 추정치는 두 사람에게서 달랐다. 처음에 맥디비트는 거리를 약 121.92m에서 약 152.40m 사이로 추정했고, 화이트는 더 가깝다고 믿었다("약 60.96m보다 약간 더"). 최악의 경우, 맥디비트는 약 약 0.80km 떨어져 있다고 추정했고, 화이트는 약 1.21km로 추정했다.^[8] 맥디비트는 약 60.96m까지 접근할 수 있었지만, 화이트의 추정은 약 259.08m에서 약 304.80m 사이였다.^[9]

3. 3. 우주 유영 (EVA)

3. 4. 과학 실험

3. 5. 대기권 재돌입 및 귀환

4. 임무 성과 및 의의

제미니 4호는 미국 최초로 우주 유영을 성공시키고, 장기간 우주 체류 가능성을 입증함으로써 아폴로 계획의 달 착륙을 위한 중요한 기술적 진보를 이루었다.^[5] 특히, 에드워드 화이트의 우주 유영은 냉전 시대 우주 경쟁에서 미국의 위상을 높이는 데 크게 기여했다. 이는 소련의 알렉세이 레오노프가 보스호트 2호에서 최초로 우주 유영을 한 것에 대한 미국의 대응이었다.^[6]

당초 궤도 회전 2주차에 우주 유영을 실시할 예정이었으나, 랑데부 시험의 피로로 인해 3주차로 연기되었다. 에드워드 화이트는 선외로 나가 우주선에서 약 5m 떨어진 곳에서 몇 가지 운동을 했고, 15분 40초 후에 선내로 돌아왔다.^[6]

제미니 4호는 4일 동안 66번 지구를 돌며, 1965년 당시 소련의 보스토크 5호가 세운 5일 우주 체류 기록에 근접했다.^[5] 이후 제미니 비행은 달 왕복에 필요한 시간을 넘는 지구력 입증을 목표로 더 길게 진행되었다.

또한, 이 임무를 통해 얻은 궤도 역학, 우주 유영, 과학 실험 데이터는 이후 우주 탐사 계획에 귀중한 자료로 활용되었다. 제미니 4호에서는 11개의 시험 및 실험이 진행되었는데, 방사선 측정(실험 D-8), 육분의를 이용한 항법(실험 D-9), 지구 사진 촬영(실험 5-5 및 5-6), 의학적 실험(M-3, M-4) 등이 포함되었다.

특히, 제미니 4호 미션 통제 센터는 휴스턴 존슨 우주 센터에서 처음으로 운영되어, 우주 임무 관제 시스템의 발전에 기여했다. 관제관들은 장기 체류를 위해 3교대 근무를 했다.

제미니 4호는 워싱턴 D.C.의 국립 항공 우주 박물관에 보관 전시되어 있다.

5. 기타

1967년, 미국은 제미니 4호의 업적을 기리는 우표 한 쌍을 발행했다. 제미니 4호 캡슐은 워싱턴 D.C.의 국립 항공 우주 박물관에 전시되어 있다.^[12]

5. 1. 기념 우표

5. 2. 전시

참조

_[1] 웹사이트 NSSDC Master Catalog: Gemini 4 https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2013-09-04
_[2] 웹사이트 Satellite Catalog http://planet4589.or[...] 2013-09-04
_[3] 서적 On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini http://www.hq.nasa.g[...] NASA 1974-09
_[4] 간행물 Gemini IV https://ntrs.nasa.go[...] NASA 1965-06
_[5] 서적 Manned Spacecraft, Second Revision Macmillan Publishing Co.
_[6] 웹사이트 Gemini's 4-Day Space Probe Set For June 3 https://news.google.[...] 1965-05-22
_[7] 서적 On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini https://ntrs.nasa.go[...] NASA 1977
_[8] 웹사이트 Composite Air-to-ground and Onboard Voice Tape Transcription of the GT-4 Mission (U) http://www.jsc.nasa.[...] NASA 1965-08-31
_[9] 웹사이트 Gemini 4 http://www.astronaut[...] 2020-01-18
_[10] 인터뷰 Oral History Transcript http://www.jsc.nasa.[...] 1999-06-29
_[11] 웹사이트 System/360 Model 20 (A) (1964) https://www.ibm.com/[...] IBM 2003-01-23
_[12] 인터뷰 James A. McDivitt http://www.jsc.nasa.[...] 1999-06-29