제미니 9A호
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1. 개요
제미니 9A호는 1966년 6월 3일 발사된 유인 우주 비행으로, 원래는 아제나 표적기와 도킹하는 것이 목표였으나, 표적기 발사 실패로 인해 증강형 표적 도킹 어댑터(ATDA)를 사용하게 되었다. 토머스 스타포드와 유진 서넌이 승무원으로, 궤도 비행 중 ATDA와 랑데부 시도를 했으나 페이로드 페어링 미개방으로 도킹에 실패했다. 유진 서넌은 우주 유영을 시도했지만, 우주복 문제로 인해 임무를 제대로 수행하지 못했다. 45번 지구 궤도 비행 후 대서양에 착수했으며, 현재 케네디 우주센터에 전시되어 있다.
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| 제미니 9A호 | |
|---|---|
| 임무 정보 | |
| 임무 종류 | 우주 랑데부 우주선 도킹 (실패) 선외 활동 |
| 운영 기관 | NASA |
| COSPAR ID | 1966-047A |
| SATCAT | 2191 |
| 임무 기간 | 3일, 20분, 50초 |
| 공전 횟수 | 47 |
| 우주선 | 제미니 SC9 |
| 제조사 | 맥도넬 |
| 발사 질량 | 8300 lb (3800 kg) |
| 발사일 | 1966년 6월 3일 13:39:33 UTC |
| 발사 로켓 | 타이탄 II GLV, s/n #62-12564 |
| 발사 장소 | 케이프 케네디 LC-19 |
| 착륙일 | 1966년 6월 6일 14:00:23 UTC |
| 착륙 장소 | 27° 52' N, 75° 0' W |
| 회수 | USS 와스프 CV-18 |
| 궤도 기준 | 지구 중심 |
| 궤도 영역 | 저궤도 |
| 궤도 근지점 고도 | 272 km (147 nmi) |
| 궤도 원지점 고도 | 274 km (148 nmi) |
| 궤도 경사각 | 28.8도 |
| 궤도 주기 | 89.97분 |
| 승무원 정보 | |
| 승무원 수 | 2 |
| 승무원 | 토머스 P. 스태퍼드 유진 A. 서넌 |
| 선외 활동 횟수 | 1 |
| 선외 활동 시간 | 2시간 7분 |
 | |
| 이전 임무 | 제미니 8호 |
| 다음 임무 | 제미니 10호 |
| 프로그램 | 프로젝트 제미니 |
| 기타 정보 | |
| 발사 질량 | 3750 kg |
| 궤도 원지점 (1회차) | 266.9 km (144.1 nmi) |
| 궤도 근지점 (1회차) | 158.8 km (85.7 nmi) |
| 궤도 주기 (1회차) | 88.78분 |
| 궤도 경사각 | 28.91° |
| 위치 | 27°52′N 75°0.4′W |
2. 승무원
제미니 9A호의 승무원은 원래 계획되었던 주요 승무원인 엘리엇 M. 시 주니어와 찰스 A. 바셋 2세가 임무 준비 중 비행기 사고로 사망함에 따라 변경되었다.[3] 이로 인해 당시 예비 승무원이었던 토머스 P. 스태퍼드와 유진 A. 서넌이 주요 승무원으로 임명되었고, 새로운 예비 승무원이 배정되었다.[3]
| 구분 | 직책 | 이름 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 주요 승무원 | 선장 | 토머스 P. 스태퍼드 | 두 번째 우주 비행[3] |
| 조종사 | 유진 A. 서넌 | 첫 번째 우주 비행[3] | |
| 예비 승무원 | 선장 | 제임스 A. 로벨 주니어 | [3] |
| 조종사 | 에드윈 E. "버즈" 올드린 주니어 | [3] |
2. 1. 원래 주요 승무원
제미니 9호의 원래 주요 승무원은 사령선 조종사 엘리엇 M. 시 주니어와 조종사 찰스 A. 바셋 2세였다.[3] 두 사람 모두 이 비행이 첫 우주 비행이 될 예정이었다.
그러나 1966년 2월 28일, 발사를 약 4개월 앞두고 두 사람은 비행기 추락 사고로 목숨을 잃었다. 시와 바셋은 텍사스에서 미주리주 세인트루이스에 있는 맥도넬 항공 공장으로 향하던 중이었으며, 제미니 9호 우주선을 점검할 예정이었다. 당시 램버트 공항은 기상 조건이 좋지 않았고, 시가 조종하던 T-38 훈련기는 시각 접근을 시도하던 중 공장 건물에 충돌했다. 이 사고로 시와 바셋은 현장에서 즉사했다.[3]
이 비극적인 사고로 인해 예비 승무원이 주요 승무원으로 임명되었다. 이는 1962년 머큐리-아틀라스 7호 이후 처음으로 예비 승무원이 주요 승무원으로 대체된 사례였다.[3]
2. 2. 새로운 주요 승무원
원래 제미니 9호의 주요 승무원은 선장 엘리엇 M. 시 주니어와 조종사 찰스 A. 바셋 2세였으며, 두 사람 모두에게 이 비행은 첫 우주 비행이 될 예정이었다.[3]
그러나 1966년 2월 28일, 시와 바셋은 텍사스에서 미주리주 세인트루이스에 있는 맥도넬 항공 공장의 제미니 9호 우주선을 점검하기 위해 비행하던 중 사고를 당했다. 당시 램버트 공항의 기상 조건이 좋지 않았고, 시가 시각 접근 및 착륙을 시도하는 과정에서 공장 건물에 충돌하여 두 사람 모두 즉사했다.[3]
이 사고로 인해, 원래 예비 승무원이었던 토머스 P. 스태퍼드와 유진 A. 서넌이 새로운 주요 승무원으로 임명되었다. 이는 머큐리-아틀라스 7호 비행 이후 처음으로 예비 승무원이 주요 승무원으로 승격된 사례였다.[3]
새로운 주요 승무원은 다음과 같다.
- 선장: 토머스 P. 스태퍼드 (두 번째 우주 비행)[3]
- 조종사: 유진 A. 서넌 (첫 번째 우주 비행)[3]
2. 3. 예비 승무원
원래 제미니 9호의 예비 승무원이었던 토머스 P. 스태퍼드와 유진 A. 서넌이 주요 승무원으로 변경되면서, 새로운 예비 승무원이 필요하게 되었다.[3]새로운 예비 승무원으로는 사령선 조종사 제임스 A. 로벨 주니어와 조종사 에드윈 E. "버즈" 올드린 주니어가 배정되었다.[3] 이들은 본래 제미니 10호의 예비 승무원으로 예정되어 있었다.
이 변경은 중요한 의미를 지닌다. 당시 NASA의 일반적인 승무원 순환 절차에 따르면, 예비 승무원은 두 번의 임무를 건너뛴 후 주요 승무원이 되는 것이 일반적이었다. 만약 로벨과 올드린이 제미니 10호의 예비 승무원으로 남았다면, 올드린은 제미니 13호의 주요 승무원이 되었을 것이다. 하지만 제미니 계획은 12호에서 종료될 예정이었기에, 올드린은 제미니 계획 내에서는 우주 비행 기회를 얻지 못했을 수도 있다.
제미니 9A호의 예비 승무원으로 변경되면서, 로벨과 올드린은 이후 제미니 12호의 주요 승무원으로 비행할 수 있게 되었다.[3] 특히 이는 올드린의 경력에 결정적인 영향을 미쳤다. 제미니 12호 비행 경험은 그가 아폴로 계획에 참여하는 발판이 되었고, 이후 아폴로 8호의 예비 승무원을 거쳐 아폴로 11호의 주요 승무원으로 선발되어 인류 역사상 두 번째로 달 표면을 밟는 우주비행사가 되는 중요한 계기가 되었다.
3. 임무 개요
제미니 9호의 주요 목적은 아폴로 계획을 위한 기술 개발의 일환으로, 궤도상에서의 랑데부 및 도킹, 그리고 우주 유영(선외 활동) 능력을 시험하는 것이었다. 하지만 임무 준비 과정에서 1966년 2월 훈련기 사고로 원래 승무원 전원이 사망하는 비극을 겪었고, 이후 예비 승무원이었던 톰 스태퍼드와 유진 서넌이 임무를 이어받았다.
또한, 1966년 5월 도킹 대상이었던 아제나 표적기가 발사 실패하면서, 예비용 증강형 표적 도킹 어댑터(ATDA)를 대신 사용하게 되었고 임무명도 제미니 9A호로 변경되었다. 1966년 6월 3일 발사된 제미니 9A호는 ATDA와의 랑데부에는 성공했으나, ATDA의 보호 덮개(슈라우드)가 완전히 분리되지 않아("화난 악어" 모습) 핵심 목표였던 도킹은 실패했다. 대신 여러 차례 랑데부 기동 연습을 수행했다.
비행 3일차에는 유진 서넌이 우주 유영을 시도하여 우주비행사 기동장치(AMU) 테스트를 포함한 작업을 수행할 계획이었으나, 뻣뻣한 우주복과 무중력 환경에서의 극심한 어려움, 헬멧 김 서림 문제 등으로 인해 AMU 테스트는 중단되고 우주 유영 목표도 완전히 달성하지 못했다.
임무는 지구 45회 선회 후 1966년 6월 6일 대서양에 착수하며 종료되었다. 비록 도킹과 AMU 테스트라는 주요 목표 달성에는 실패했지만, 랑데부 기술을 검증하고 우주 유영의 현실적인 어려움과 우주복 개선 필요성 등 아폴로 계획에 중요한 교훈을 남겼다.
3. 1. 임무 목표
제미니 9호의 주된 목적은 아폴로 계획을 위한 기술 개발의 일환으로, 궤도상에서의 랑데부 및 도킹, 그리고 선외 활동(우주 유영) 능력을 시험하는 것이었다. 그러나 임무 준비 과정에서 여러 난관에 부딪혔다.첫 번째 주요 목표는 제미니 8 임무에서 처음 시도되었던 것처럼 아제나 표적기(Agena Target Vehicle, ATV)와의 도킹이었다. 원래 도킹 대상이었던 아제나 표적기(GATV-5004)는 1966년 5월 17일 케이프커내버럴 공군기지 LC-14 발사대에서 아틀라스 로켓으로 발사되었으나, 궤도 진입에 실패했다. 이로 인해 제미니 9호의 발사도 중지되었다. 대신 아제나 표적기의 일부 부품을 활용한 증강 표적 도킹 어댑터(Augmented Target Docking Adapter, ATDA) #02186이 1966년 6월 1일에 발사되었고, 임무명도 제미니 9A호로 변경되었다. 제미니 9A호는 장비 이상으로 연기된 끝에 1966년 6월 3일 LC-19 발사대에서 발사되었다. 발사 후 ATDA에 성공적으로 접근했으나(발사 3시간 20분 후 93km 지점까지 접근), ATDA의 보호 덮개인 슈라우드가 완전히 분리되지 않아 도킹 포트가 막혀 있는 것이 확인되었다. 이 모습은 "화난 악어(angry alligator)" 같다고 묘사되었다. 우주 유영으로 슈라우드를 제거하는 방안도 검토되었으나 폭발 볼트의 위험성 때문에 포기되었고, 결국 도킹 목표는 달성하지 못하고 랑데부 시험만 수행하는 데 그쳤다.
두 번째 목표는 우주비행사 유진 서넌에 의한 계획된 우주 유영이었다. 계획은 서넌이 우주선 외부로 나가 후미에 장착된 미국 공군 개발의 우주인 기동 장치(Astronaut Maneuvering Unit, AMU)를 착용하고 시험하는 것이었다. AMU는 우주선 생명 유지 장치와 독립적으로 제어가 가능한 '로켓 팩'이었다. 그러나 서넌은 무중력 환경에서의 이동에 큰 어려움을 겪었다. 우주복은 매우 뻣뻣했고, 격렬한 활동으로 인해 헬멧 바이저 안쪽에 김이 서려 시야 확보가 거의 불가능했다. 극심한 피로와 과열, 심박수 증가 문제까지 겹쳐 AMU가 장착된 곳까지 가는 데만 1시간 이상이 소요되었다. 결국 안전 문제로 AMU 시험은 취소되었고, 서넌은 다시 1시간에 걸쳐 힘겹게 선내로 복귀해야 했다. 결국 AMU를 이용한 선외 활동 능력 검증 목표는 실패로 돌아갔다.
세 번째 목표는 7가지 과학 실험을 수행하는 것이었다. 이 중에는 비행 전, 비행 중, 비행 후의 체액 섭취량과 배출량을 측정하여 우주 비행이 우주비행사에게 미치는 생리적 스트레스 반응을 연구하는 의학 실험도 포함되어 있었다.
3. 2. 발사 및 궤도 정보
제미니 9호 임무는 아폴로 계획의 달 착륙 준비를 위한 기술 개발의 일환으로, 궤도상에서의 랑데부 및 도킹, 그리고 우주 유영(선외 활동)을 목표로 했다. 그러나 1966년 2월 28일, 원래 배정된 승무원인 엘리엇 시와 찰스 배싯이 훈련기 추락 사고로 사망하는 비극이 발생했다. 이후 예비 승무원이었던 톰 스태퍼드와 유진 서넌이 주 승무원으로 임무를 맡게 되었다.설상가상으로 1966년 5월 17일, 제미니 우주선과 도킹할 예정이었던 아제나 표적기(GATV-5004)가 발사 중 아틀라스 로켓의 오작동으로 궤도 진입에 실패했다. 이로 인해 제미니 9호의 발사도 중지되었다.
이에 따라 NASA는 예비용으로 제작된 증강형 표적 도킹 어댑터(Augmented Target Docking Adapter, ATDA) #02186을 대신 발사하기로 결정하고, 임무 명칭을 제미니 9A호로 변경했다. ATDA는 1966년 6월 1일 성공적으로 발사되었다. 제미니 9A호는 원래 같은 날 발사될 예정이었으나 기술적 문제로 연기되어, 이틀 뒤인 1966년 6월 3일 케이프커내버럴 공군기지의 LC-19 발사대에서 타이탄 II GLV 로켓에 실려 성공적으로 발사되었다.
발사 후 제미니 9A호는 다음과 같은 궤도 특성을 가졌다.
- '''질량:''' 3750kg
- '''근지점:''' 158.8km (발사 시)
- '''원지점:''' 266.9km (발사 시)
- '''궤도 경사각:''' 28.91°
- '''공전주기:''' 88.78분
궤도에 진입한 제미니 9A호는 ATDA와의 랑데부에 성공했으나, ATDA의 보호 덮개(슈라우드)가 완전히 분리되지 않은 채 입을 벌리고 있는 모습("화난 악어")을 확인했다. 이 문제로 인해 핵심 목표였던 도킹은 불가능해 취소되었고, 대신 여러 차례의 랑데부 기동 연습만 수행했다.
비행 3일차에는 유진 서넌이 우주 유영을 시도했다. 특히 우주선 외부에서 우주비행사 기동장치(AMU)를 장착하고 시험하는 것이 주요 과제였으나, 뻣뻣한 우주복과 무중력 환경에서의 어려움, 헬멧 바이저 김 서림 문제 등으로 인해 극심한 피로를 겪었고 결국 AMU 시험은 중단되었다. 서넌의 우주 유영은 총 2시간 7분 동안 진행되었다.
3. 2. 1. 표적기 발사
제미니 9호의 주요 임무 중 하나는 아제나 표적 비행체(ATV)와의 도킹이었다. 이를 위해 1966년 5월 17일, 케이프커내버럴 공군기지 LC-14 발사대에서 아틀라스-아제나 로켓을 이용해 아제나 표적기(GATV-5004)를 발사했다. 그러나 발사 과정에서 아틀라스 로켓에 비행 중 오작동이 발생하여 아제나 표적기는 목표 궤도 진입에 실패했고 파괴되었다.[4] 이 실패로 인해 같은 날 예정되었던 제미니 9호 유인 우주선 발사도 중지되었다.아제나 표적기의 대안으로, 이전에 제미니 6호 임무를 위해 예비용으로 설계되었던 증강형 표적 도킹 어댑터(ATDA, #02186)를 사용하기로 결정되었다. ATDA는 제미니 우주선 제작사인 맥도넬 항공에서 제작했으며, 기존 아제나 표적기의 도킹 포트 부분을 중심으로 하되 자체 로켓 엔진과 연료 탱크는 생략된 형태였다. ATDA는 1966년 6월 1일, 아틀라스 SLV-3 로켓에 실려 성공적으로 발사되어 298km의 근지점과 309.7km의 원지점을 가지는 궤도에 안착했다. ATDA 발사에는 아틀라스 로켓의 지속 엔진 연소 시간을 통상적인 300초에서 348초로 연장하는 특별한 과정이 포함되었는데, 이는 당시 아틀라스 로켓 발사 역사상 처음 시도된 것이었으며 성공적으로 수행되었다.
그러나 ATDA가 궤도에 진입한 후, 원격 측정 데이터 분석 결과 발사 시 탑재물을 보호하는 슈라우드(보호 덮개)가 제대로 분리되지 않았음이 확인되었다.[5] 이후 6월 3일 발사된 제미니 9A호가 ATDA에 접근하여 육안으로 확인한 결과, 슈라우드가 두 조각으로 완전히 분리되지 않고 일부만 열린 채 입을 벌리고 있는 모습이었다. 승무원 토머스 스태퍼드는 이 모습을 "화난 악어(angry alligator)" 같다고 묘사했다. 이 상태로는 도킹이 불가능했기 때문에, 유진 서넌이 우주 유영을 통해 슈라우드를 수동으로 제거하는 방안도 검토되었으나, 슈라우드 분리에 사용되는 폭발 볼트가 오작동할 경우 우주비행사에게 치명적인 위험을 초래할 수 있어 결국 포기되었다. 결과적으로 제미니 9A호의 핵심 목표였던 도킹 시험은 취소되었고, 대신 여러 차례의 랑데부 기동 시험만 수행하는 것으로 임무 내용이 변경되었다.
3. 2. 2. 우주선 발사
원래 제미니 9호의 도킹 대상이었던 아제나 표적기(GATV-5004)는 1966년 5월 17일 케이프커내버럴 공군기지 LC-14 발사대에서 아틀라스 로켓으로 발사되었으나, 궤도 진입에 실패했다. 이로 인해 제미니 9호의 발사도 중지되었다.
이 실패에 대응하여 GATV-5004 대신 증강 표적 도킹 어댑터(Augmented Target Docking Adapter, ATDA) #02186을 발사하여 도킹 시험을 하기로 결정되었고, 임무명은 '제미니 9A호'로 변경되었다. ATDA는 아제나 표적기에서 도킹 포트 부분을 중심으로 하고 로켓 엔진과 연료 탱크는 생략한 형태였다. ATDA는 1966년 6월 1일에 성공적으로 발사되었다.
제미니 9A호는 ATDA 발사 직후인 1966년 6월 1일에 발사될 예정이었으나, 발사 3분 전에 지상 컴퓨터와 제미니 우주선 컴퓨터 간의 통신이 알 수 없는 이유로 두절되는 문제가 발생했다. 40초간의 짧은 발사 기회가 열렸다가 닫혔지만 결국 발사는 이루어지지 못했다. 이 사건으로 인해 사령관 톰 스태퍼드는 여러 차례 발사 시도에도 불구하고 발사가 지연되자 "19번 발사대 시장(Mayor of Pad 19)"이라는 별명을 얻게 되었다.
이틀 뒤인 1966년 6월 3일, 두 번째 발사 시도는 완벽하게 진행되어 제미니 9A호는 케이프커내버럴 공군기지 LC-19 발사대에서 성공적으로 발사되어 궤도에 진입했다. 이 발사로 스태퍼드는 제미니 6A호와 9A호, 단 두 번의 임무를 위해 총 여섯 번이나 제미니 우주선에 탑승하는 경험을 하게 되었다고 회고했다.[6]
발사체 성능은 거의 표준에 가까웠으며, 이륙 시 두 번의 작은 롤(roll) 방향의 흔들림이 있었고, 제미니 계획 발사 중 가장 낮은 수준의 포고 진동(pogo oscillation)이 기록되었다.
3. 2. 3. 랑데부
제미니 9호의 원래 도킹 대상이었던 아제나 표적기(GATV-5004)는 1966년 5월 17일 발사되었으나 궤도 진입에 실패했다. 이에 따라 백업용으로 준비된 ATDA(Augmented Target Docking Adapter) #02186을 대신 발사하여 도킹 시험을 진행하기로 결정되었고, 임무명도 제미니 9-A호로 변경되었다. ATDA는 아제나 표적기의 도킹 포트 부분을 중심으로 제작되었으며, 로켓 엔진과 연료 탱크는 생략되었다. ATDA는 1966년 6월 1일 성공적으로 발사되었다. 제미니 9-A호는 6월 3일 발사되었다.
발사 49분 후, 사령 조종사 톰 스태포드는 첫 번째 추력기 연소를 통해 속도를 22.7m/s 증가시켜 근지점을 160km에서 232km로 높였다. 1시간 35분 후에는 위상, 고도, 면외 오차를 수정하기 위해 두 번째 추력기 연소를 실시하여 속도를 16.2m/s 증가시켰고, 274km x 276km의 거의 원형 궤도에 진입하여 ATDA에 38m/s의 속도로 접근하기 시작했다.
목표물인 ATDA와의 첫 번째 레이더 접촉은 240km 거리에서 이루어졌고, 222km 거리에서 확실한 고정 상태가 되었다. 임무 시작 3시간 20분 후, 93km 거리에서 처음으로 ATDA를 눈으로 확인할 수 있었다. 승무원은 원거리 식별을 위해 설계된 ATDA의 섬광 스트로브 조명이 보이는 것을 확인하고, 페이로드 페어링(슈라우드)이 제대로 분리되었을 것이라고 기대했다.
그러나 가까이 접근하자 ATDA가 천천히 회전하고 있으며, 원뿔 모양의 노즈 덮개가 여전히 부착된 채 앞쪽에서 두 조각으로 벌어져 있는 것을 발견했다. 스태포드는 이 모습을 angry alligator|화난 악어eng처럼 보인다고 묘사했다. 이로 인해 도킹은 불가능한 상태였다. 스태포드는 제미니 우주선을 이용해 덮개를 밀어 열 수 있는지 문의했지만, 지상 관제소는 우주선 손상을 우려하여 반대했다.
승무원은 덮개의 폭발 볼트는 정상적으로 작동했지만, 볼트의 전기 커넥터를 분리하도록 설계된 랜야드(연결끈)가 제대로 연결되지 않아 발생한 문제임을 파악했다. 랜야드가 연결되지 않아 전선이 그대로 남아 두 개의 약 3.81cm 너비 강철 고정 밴드를 붙잡고 있었던 것이다. 만약 우주 유영을 통해 한쪽 전선을 절단하면, 반대쪽 전선에 의해 고정된 강철 밴드가 예측 불가능한 방향으로 튕겨 나갈 위험이 있었다. 이 밴드는 면도날처럼 날카로워 우주복을 찢을 수 있었기 때문에, 유진 서넌이 우주 유영으로 나가 외과용 가위로 전선을 자르자는 백업 조종사 버즈 올드린의 제안은 기각되었다. 지상 관제소는 방출된 밴드의 에너지, ATDA의 회전, 밴드가 다시 튕겨 나와 서넌의 우주복에 구멍을 낼 수 있는 위험 등을 고려하여 이 아이디어를 위험하다고 판단했다.[7]
이 문제는 ATDA의 페어링 설치 과정에서 발생한 실수 때문이었다. 원래 페어링은 더글러스 사가 아제나 2단 로켓에 맞게 제작했지만, 미 공군이 아제나 없이 아틀라스 로켓만으로도 목표 궤도 도달이 가능하다고 판단하여 NASA의 아제나 사용 계획이 취소되었다. 이로 인해 맥도넬 사의 직원들이 익숙하지 않은 더글러스 사의 페어링을 아틀라스 로켓에 직접 설치하게 되었다. 더글러스 엔지니어들은 설치 과정을 감독하려 했으나, 맥도넬 측은 간단한 작업이라며 이를 거부했다. 설치 당일, 맥도넬 직원들은 더글러스 문서에서 복사된 록히드 문서를 따랐는데, 지침에는 "청사진 참조"라고 되어 있었지만 실제 록히드 도면은 사용되지 않았다. 결국 랜야드를 제대로 연결하는 절차를 알지 못했던 작업자들은 랜야드를 폭발 볼트를 보호하는 작은 덮개 아래에 테이프로 붙여버렸다.[8] 발사 후 더글러스 엔지니어들은 백업 페어링을 이용해 이 문제를 재현하여 맥도넬 직원들과 NASA 유인 우주 비행 사무소장 조지 뮬러에게 보여주었다.
도킹이 불가능해지자, 승무원은 계획된 랑데부 연습을 수행했다. 이는 추력기를 사용하여 ATDA에서 멀어졌다가 다시 목표물 아래쪽에서 접근하는 방식으로 진행되었다. 연습 후 승무원은 휴식을 취했다.
임무 둘째 날, 승무원은 다시 ATDA에 접근하여 이번에는 위쪽에서 접근하는 연습을 했다. ATDA 옆에서 위치를 유지한 후 우주 유영(EVA)을 할 예정이었으나, 승무원이 피로를 느꼈고 스태포드는 할 수 있는 작업이 거의 없는 EVA를 위해 ATDA 근처에서 위치를 유지하는 데 연료를 소모하고 싶지 않아 EVA를 셋째 날로 연기하기로 결정했다.
3. 2. 4. 우주 유영 (EVA)
thumb의 우주유영]]비행 3일째인 1966년 6월 5일, 조종사 유진 서넌은 우주 유영(EVA)을 시작했다. 이는 제미니 계획의 주요 목표 중 하나였으며, 특히 우주선 외부에서 공군이 개발한 우주비행사 기동장치(AMU)를 테스트하는 것이 중요 과제였다. AMU는 자체 추진 및 생명 유지 시스템을 갖춘 일종의 '로켓 팩'으로, 우주비행사가 우주선과 독립적으로 기동할 수 있게 설계되었다.
| 항목 | 시간 (UTC) / 기간 |
|---|---|
| 시작 | 1966년 6월 5일 15:02:00 |
| 종료 | 1966년 6월 5일 17:09:00 |
| 지속 시간 | 2시간 7분 |
그러나 우주 유영은 시작부터 난관에 부딪혔다. 우주복에 3.5psi의 압력이 가해지자 서넌은 "우주복이 제멋대로 움직이기 시작했고 너무 뻣뻣해져서 전혀 구부러지지 않았다"고 회고했다.[9] 뻣뻣한 우주복 때문에 움직임이 극도로 제한되었고, 우주선 밖으로 나가자마자 몸이 통제 불능 상태로 빙빙 돌기 시작했다. 생명 유지 장치와 연결된 케이블이 제멋대로 움직이며 그의 자세 제어를 더욱 어렵게 만들었다.[10]
서넌은 AMU가 보관된 우주선 후미로 이동하기 시작했지만, 무중력 상태에서의 이동은 매우 어려웠다. 손잡이나 발판이 부족하여 지렛대 역할을 할 만한 것이 없었고, 기본적인 동작조차 어려웠다. AMU까지 이동하는 데 1시간이 걸렸다. AMU 연결 작업을 하는 동안 그의 심박수는 분당 155회에서 180회까지 치솟았고, 극심한 피로를 느꼈다. 그는 나중에 자신의 우주복을 "녹슨 갑옷만큼이나 유연성이 없다"고 묘사했다.[12] 과도한 땀으로 인해 헬멧 바이저에 김이 서리기 시작했고, 시야 확보를 위해 코로 바이저를 문질러야 했다.[13] 지상의 비행 외과의는 서넌이 의식을 잃을 것을 우려할 정도였다.
AMU는 과산화수소를 추진제로 사용했는데, 이는 매우 뜨거운 가스를 발생시켰다. 이 때문에 서넌의 우주복 하의는 고온에 견딜 수 있도록 크로멜-R이라는 니켈 합금 직물로 보강되었다. 이 소재는 미 공군 시스템 사령부가 개발한 것으로, 나중에 아폴로 우주복의 장갑과 월면 부츠에도 사용되었다.[11]
결국, 서넌의 상태와 작업의 어려움을 고려하여 사령관 톰 스태퍼드는 AMU 테스트를 중단시키고 서넌에게 우주선으로 복귀하라고 명령했다.[14] 서넌은 계속하고 싶었지만, 당시 상황에서 EVA를 계속하는 것은 매우 위험하다고 판단되었다. 우주선으로 돌아오는 과정도 순탄치 않았다. 우주선 측면 거울 제거 시도 중 우주복 냉각 시스템이 과열되어 바이저가 완전히 김으로 뒤덮여 시야를 완전히 가렸다. 또한, 완전히 가압된 우주복을 입고 좁은 해치를 통과하여 좌석으로 돌아가는 것은 극심한 고통을 동반했다.[10] 스태퍼드의 도움으로 간신히 해치를 닫고 선실을 재가압할 수 있었다. 서넌은 우주선 외부에서 총 127분(2시간 7분)을 보냈다.
이 경험을 통해 제미니 우주복의 한계점이 명확히 드러났다. 공기 냉각 방식은 우주비행사의 활동량이 증가할 경우 발생하는 열과 땀을 효과적으로 제거하지 못했고, 이는 바이저 김 서림으로 인한 시야 상실 문제로 이어졌다. 이 문제는 이후 아폴로 계획의 우주복 개발에 중요한 교훈을 주었다. 아폴로 우주복에는 피부 근처에 냉각수를 순환시키는 튜브가 내장된 수냉식 속옷이 도입되어 냉각 효율을 크게 향상시켰다. 달 표면의 100°C에 달하는 고온 환경에서도 우주비행사들은 거의 '고온' 냉각 설정을 사용할 필요가 없었다.
또한, 서넌의 우주복에는 추가 장비 공간 확보를 위해 온도 센서가 제거되어 EVA 중 우주복 내부 온도 데이터를 얻을 수 없었다. 서넌은 우주복 등 부분이 매우 뜨거웠다고 보고했는데, 비행 후 검사 결과 단열재 일부가 찢어져 열이 축적되었을 가능성이 제기되었다.
스태퍼드는 1999년 인터뷰에서 당시 서넌이 우주선으로 복귀하지 못할 수도 있다는 심각한 우려가 있었다고 밝혔다.[15] 만약 서넌이 복귀하지 못했다면, 그를 우주에 홀로 남겨둘 수 없었기에 생명 유지 케이블로 연결된 상태로 함께 대기권 재진입을 시도할 계획이었으나, 이는 두 우주비행사 모두의 죽음을 의미했을 것이라고 덧붙였다.[15]
서넌의 어려운 우주 유영 경험으로 인해 AMU는 제미니 계획에서 다시 사용되지 않았으며, 우주 공간에서의 독립적인 기동 장치 테스트는 1984년 우주왕복선 STS-41-B 임무에서 브루스 맥캔들리스 2세가 개량형인 유인 기동 장치(MMU)를 사용하면서 이루어졌다. MMU는 냉각된 질소 가스를 추진제로 사용했다.
3. 2. 5. 실험
제미니 9A호의 임무 목표 중 하나는 7가지 과학 실험을 수행하는 것이었다. 이 실험들은 우주 환경과 인체에 대한 이해를 높이고, 향후 우주 비행 기술 개발에 기여하기 위해 계획되었다.| 코드 | 실험명 | 목적 | 결과 |
|---|---|---|---|
| M-5 | 의학 실험 | 우주비행사의 스트레스 반응 측정 (체액 섭취/배출량 분석) | 수행됨 |
| S-1 | 황도광 사진 촬영 | 황도광 촬영 | 우주선 내부에서 수행 (원래 선외 활동 중 계획) |
| S-11 | 대기광 사진 촬영 | 지구 대기광 촬영 (원자 산소, 나트륨 빛 스펙트럼) | 44장 촬영 중 3장 성공 |
| S-10 | 미소유성체 수집 (ATDA) | ATDA에서 미소유성체 수집기 회수 | 도킹 실패로 실패 (근접 촬영만 수행) |
| S-12 | 미소유성체 수집 (제미니) | 제미니 우주선에서 미소유성체 수집기 회수 | 수행됨 (S-10 대안) |
| D-12 | AMU 제어 조사 | AMU 제어 능력 조사 | AMU 사용 실패로 실패 |
| D-14 | UHF/VHF 편광 실험 | 이온층 통과 통신 특성 연구 | 6회 시험 수행 중 안테나 파손으로 중단 |
- M-5 (의학 실험): 비행 전, 중, 후의 체액 섭취량과 배출량을 측정하여 우주 비행이 인체에 미치는 스트레스 반응을 알아보는 실험이었다.
- S-1 (황도광 사진 촬영): 우주 유영 중 황도광을 촬영하는 것이 목표였으나, 서넌이 우주 유영 중 겪은 어려움으로 인해 우주선 내부에서 촬영하는 것으로 변경되었다.
- S-11 (대기광 사진 촬영): 우주비행사들이 원자 산소와 나트륨 빛 스펙트럼에서 지구의 대기광을 촬영하는 실험이었다. 총 44장의 사진을 찍었으며, 그중 3장에서 실제 대기광을 포착하는 데 성공했다.
- S-10 (미소유성체 수집 - ATDA): ATDA에 부착된 미소유성체 수집기를 회수하려 했으나, ATDA와의 도킹이 실패하면서 이 실험 역시 수행되지 못했다. 다만 근접 비행 중 ATDA를 촬영할 수는 있었다.
- S-12 (미소유성체 수집 - 제미니): S-10 실험이 불가능해짐에 따라, 제미니 우주선 자체에 부착되어 있던 유사한 미소유성체 수집기를 회수하는 것으로 대체되었다.
- D-12 (AMU 제어 조사): 공군이 개발한 AMU(Astronaut Maneuvering Unit)의 제어 성능을 시험하는 것이었으나, 서넌이 AMU를 사용하는 단계까지 가지 못하고 우주 유영이 중단되면서 실패했다.
- D-14 (UHF/VHF 편광 실험): 우주선 후미 어댑터 부분에 장착된 안테나를 이용해 이온층을 통과하는 전파의 편광 특성을 연구하여 통신 개선 정보를 얻고자 했다. 6차례 시험이 진행되었으나, 서넌이 우주 유영 중 실수로 안테나를 부러뜨리는 바람에 실험이 중단되었다.
3. 2. 6. 재진입
우주 유영(EVA)을 실시한 날은 제미니 9A호 승무원들에게 마지막 우주 체류일이기도 했다. 지구를 45바퀴 돈 후, 승무원들은 대기권 재진입을 위해 역추진 로켓을 발사하여 속도를 늦추었다. 이번 재진입 과정에서는 컴퓨터가 완벽하게 작동하여, 우주선은 플로리다 반도 연안 대서양의 계획된 착수 지점에서 불과 700m 떨어진 곳에 착수했다. 이는 주 회수함인 USS ''Wasp''를 매우 가까이서 볼 수 있는 거리였으며, 이전의 어떤 유인 우주선보다 회수함에 더 가깝게 착수한 기록이다.비행 후 의학 검사 결과, 토머스 스태퍼드는 약 2.27kg(약 2.3kg)의 체중을, 유진 서넌은 최대 약 5.90kg(약 5.9kg)의 체중을 감량한 것으로 나타났다. 서넌의 체중 감소 중 약 4.76kg(약 4.8kg)는 우주 유영 중에 발생한 것이었다.[16] 스태퍼드는 나중에 서넌의 우주복이 휴스턴으로 반송되었을 때 "각 부츠에서 약 약 0.45kg 또는 약 0.68kg의 물이 나왔다"고 언급하기도 했다.[16] 이는 우주 유영으로 인한 피로, 약간의 호흡량 감소와 함께 나타난 생리적 영향 중 하나였다.
임무가 끝난 후에는 각 임무에 계획된 목표가 현실적이고 아폴로 계획에 직접적인 도움이 되는지를 확인하기 위한 임무 검토 위원회가 구성되었다.
제미니 9A 임무의 회수 작전을 포함한 전 과정은 미국 국방부 소속 인원 11,301명, 항공기 92대, 함선 15척의 지원을 받았다.
4. 임무 지원
미국 국방부도 제미니 9-A호 임무 지원에 참여하였다. 이 지원에는 인원 11,301명과 항공기 92대, 함선 15척이 투입되었다.
5. 휘장
제미니 9 임무 휘장은 방패 모양이며, 제미니 우주선이 아제나에 도킹된 모습을 보여준다. 우주 유영하는 우주비행사가 있으며, 그의 안전줄이 숫자 9의 모양을 하고 있다. 제미니 9 임무가 ATDA를 사용하도록 변경되었지만, 휘장은 변경되지 않았다.
6. 우주선 위치
제미니 9A호 우주선은 플로리다주의 케네디 우주센터 방문자 센터에 전시되어 있다.
참조
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Jonathan's Space Pages
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[2]
서적
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NASA
2013-09-26
[3]
서적
On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini
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NASA
1974-09-01
[4]
뉴스
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1966-05-17
[5]
웹사이트
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https://history.nasa[...]
2011-10-30
[6]
웹사이트
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2023-05-12
[7]
서적
Last Man on the Moon
[8]
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2011-10-30
[9]
서적
Last Man on the Moon
[10]
서적
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St. Martin's Press
2013-01-01
[11]
웹사이트
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[12]
서적
Last Man on the Moon
[13]
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Last Man on the Moon
[14]
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Last Man on the Moon
[15]
영상미디어
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[16]
영상미디어
Mission Impossible: Gemini
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