톈궁 1호

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1. 개요
2. 개발 및 설계
- 2.1. 구조
- 2.2. 선내 시설
3. 운용
4. 통제 불능 및 추락
- 4.1. 국제 협력
5. 톈궁 계획 발전
참조

1. 개요

톈궁 1호는 중국의 첫 번째 우주 정거장 모듈로, 유인 우주선과의 도킹을 지원하기 위해 설계되었다. 2011년 9월 발사되어, 선저우 8호, 9호, 10호와 도킹하며 우주 도킹 기술을 시험했다. 2013년 주요 임무를 마치고, 2016년 3월 통신이 두절되어 통제 불능 상태에 빠졌으며, 2018년 4월 대기권에 재진입하여 파편 대부분이 소실되었다. 톈궁 1호는 톈궁 2호 및 톈궁 우주 정거장 개발을 위한 기술 시험의 역할을 했다.

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톈궁 1호
개요
톈궁-1과 도킹된 선저우 유인 우주선의 모형
대체 이름	목표 비행체
중국어 (간체)	天宫一号
중국어 병음	Tiāngōng yīhào
의미	천상의 궁전-1 또는 하늘의 궁전-1
중국어 (간체)	目标飞行器
중국어 병음	Mùbiāo Fēixíngqì
의미	목표 비행체
임무 정보
COSPAR ID	2011-053A
SATCAT	37820
발사일	2011년 9월 29일, 13:16:03.507 UTC
발사장	주취안, LA-4/SLS-1
운반 로켓	창정 2F/G
상태	궤도 이탈
재진입	2018년 4월 2일, 00:16 UTC 2018년 4월 2일, 00:15 UTC (중국 유인 우주 공정 사무실)
점유 기간	20일 18.5시간 (해치 개방부터 해치 폐쇄까지)
물리적 특성
질량	8,506kg
길이	10.4m
지름	3.35m
부피	15m³
궤도 정보
근지점	''
원지점	''
궤도 경사	42°
궤도 주기	2377일

2. 개발 및 설계

톈궁 1호는 중국국가항천국(CNSA)이 설계했으며, 유인 및 무인 우주선과의 도킹을 지원할 수 있는 8kg 무게의 "우주 실험 모듈"이다. 2008년 중국 유인 우주 공정 사무실(CMSEO)은 톈궁 1호와 더 큰 후속 모듈인 톈궁 2호 및 톈궁 3호에 대한 간략한 설명을 발표했다.

창정 2F 로켓에 실려 주취안 위성발사센터에서 2011년 9월 29일 21시 16분(현지시간)에 발사된^[116] 톈궁 1호는 선저우 8호, 선저우 9호, 선저우 10호와의 도킹 연습을 위해 계획되었다. 이로써 러시아, 미국에 이어 세계 3번째 우주정거장 발사국이 되었다. 길이 10.4m, 최대 직경 3.35m, 무게 8.5t으로, 우주정거장보다는 실험실에 가까운 크기였다.^[116]

당초 계획했던 2년간의 수명을 넘어, 중국국가항천국의 관리로 3년 가까이 추가 연장되어 2011년부터 2016년 3월까지 1,630일간 지구 궤도에 머물렀다. 중국은 이 기간 동안 우주정거장 설계, 제조, 관리, 통제 관련 기술 데이터를 확보했다.^[117] 톈궁 1호는 실험 장치실과 물자 보관실로 구성되었으며, 도킹 포트 1개를 갖추고 있었다.^[99] 중국은 톈궁 1호를 통해 도킹 기술을 습득하고 우주 정거장 설립의 기초를 다지는 계획이었다.^[100]

2. 1. 구조

톈궁 1호는 태양 전지판과 추진 시스템을 갖춘 자원 모듈, 그리고 거주 가능한 실험 모듈의 두 부분으로 크게 나뉜다.^[21] 약 15m³의 가압 가능한 생활 공간을 가지고 있었으며, 수동형 APAS 형식 도킹 커넥터를 사용했다.^[20]

2. 2. 선내 시설

톈궁 1호의 실험 모듈에는 운동 장비와 두 개의 수면 공간이 갖춰져 있었다. 우주선 내부는 무중력 상태에서 우주 비행사들이 방향 감각을 유지하도록 돕기 위해 두 가지 색상으로 칠해졌는데, 한 색상은 땅을, 다른 색상은 하늘을 나타냈다. 고해상도 내부 카메라를 통해 지상에서 유인 임무를 면밀히 감시할 수 있었으며, 두 개의 수면 공간에는 개별 조명 제어 기능이 있었다.^[22] 화장실 시설과 조리 장비는 톈궁 모듈 자체에 통합되지 않고 도킹된 선저우에서 제공되었다.^[22] 모듈의 3인 승무원 중 한 명은 선저우 우주선에서 잠을 자며 과밀화를 방지했다.^[22]

3. 운용

톈궁 1호는 2011년 9월 29일 주취안 위성발사센터에서 창정 2F 로켓에 실려 발사되었다.^[116] 이로써 러시아, 미국에 이어 세계 3번째 우주정거장 발사국이 되었다. 톈궁 1호는 길이 10.4m, 최대 직경 3.35m, 무게 8.5ton으로, 우주정거장 용도로 사용되었지만 크기는 실험실 정도에 가깝다.^[116]

톈궁 1호는 당초 2011년 8월에 발사될 예정이었으나, 창정 2C 발사 실패로 인해 연기되었다. 이후 2011년 9월 말로 발사가 재조정되었으며, 이는 부분적으로 2011년 10월 1일 중화인민공화국 국경절과 맞추기 위한 것이었다.

발사 후, 톈궁 1호는 무인 우주선 선저우 8호, 유인 우주선 선저우 9호 및 선저우 10호와의 도킹 임무를 수행했다. 톈궁 1호는 국제 우주 항행 연맹(IAF)에서 증정받은 300장의 연맹기를 탑재했으며, 이는 여러 우주선을 거쳐 다시 우주로 돌아가는 특별한 여정을 거쳤다.^[101]

톈궁 1호는 원래 2년간 운용될 예정이었으나, 중국국가항천국의 지속적인 관리로 수명이 3년 가까이 연장되었다. 이 기간 동안 중국은 우주정거장 관련 기술 데이터를 확보하였다.^[117]

3. 1. 선저우 8호와의 도킹

무인 선저우 8호 임무는 2011년 11월 2일 UTC에 톈궁 1호와 성공적으로 도킹하여 중국 최초의 궤도 도킹을 기록했다.^[26] 2011년 11월 14일에 톈궁 1호에서 분리된 후, 두 번째 랑데부 및 도킹을 성공적으로 완료하여 도킹 시스템의 재사용 가능성을 시험했다.^[27]^[28]^[29] 선저우 8호는 2011년 11월 17일에 궤도를 이탈하여 스쯔왕 기 내몽골 자치구에 무사히 착륙했다.^[30] 임무 후, 중국 국가우주국은 톈궁 1호의 시스템이 최적의 상태라고 보고했다.^[31]

2011년 11월 3일 새벽, 더미 인형과 독일과의 공동 실험 장치 등을 탑재한 무인 선저우 8호 우주선과의 도킹에 성공했다.^[104] 이는 중국 최초의 우주 공간에서의 도킹^[104]으로, 그 모습은 텔레비전 외에 인터넷과 라디오 등으로 국내외에 중계되었다.^[105]^[106]

2011년 11월 14일, 일단 선저우 8호를 분리하고, 난이도가 높은 태양광에 비춰진 장소에서 두 번째 도킹을 실시했다.^[107] 2011년 11월 16일에 선저우 8호와 분리, 유인 우주선 선저우 9호와의 도킹에 대비하여 장기 관리 단계에 들어갔다.^[108]^[109]

3. 2. 선저우 9호와의 도킹

2012년 6월 16일, 선저우 9호가 성공적으로 발사되었으며, 여기에는 중국 최초의 여성 우주 비행사인 류양이 탑승했다.^[10]^[11]^[38]^[39] 선저우 9호는 2012년 6월 18일 06:07 UTC (베이징 시간 14:07)에 톈궁 1호와 도킹했다.^[40] 약 3시간 후, 두 우주선의 기압이 같아지자 임무 지휘관인 징하이펑이 톈궁 1호에 들어갔다.^[41]

첫 번째 도킹은 세 명의 우주 비행사의 개입 없이 완전히 컴퓨터로 제어되었고,^[40] 2012년 6월 24일 20:42 UTC (베이징 시간 12:42)에는 승무원이 유도한 두 번째 도킹이 성공적으로 수행되었다.^[42] 선저우 9호는 2012년 6월 29일 내몽골에 안전하게 착륙했다.^[43]

이로써 중국은 미국, 러시아에 이어 세계에서 3번째로 유인 도킹에 성공한 국가가 되었다.

3. 3. 선저우 10호와의 도킹

선저우 10호는 톈궁 1호와 도킹하는 마지막 선저우 미션으로, 톈궁 1호의 감압 해제 전에 2013년 6월 11일에 발사되었다.^[45]^[12]^[46] 선저우 10호의 발사는 원래 그해 초에 계획되었으나, 더 복잡한 과학 실험을 수행하기 위해 연기되었다.^[47] 이 미션에는 중국의 두 번째 여성 우주 비행사인 왕야핑이 승무원으로 포함되었다.^[12] 선저우 10호는 2013년 6월 13일에 톈궁 1호와 성공적으로 도킹했다.^[48]

2013년 6월 15일, 선저우 10호 승무원은 톈궁 1호 내부 클래딩을 교체하는, 중국 최초의 궤도 유지 보수 작업을 완료했다.^[49] 우주 정거장의 실링 링에 대한 추가 유지 보수 작업도 수행되었다.^[49] 2013년 6월 20일, 왕야핑은 궤도에서 중국 전역의 학생들에게 원격 화상 강의를 제공하여 동료들과 함께 무중력 상태에서 물리학을 시연했다.^[50] 2013년 6월 24일, 중국 공산당 총서기시진핑은 원격 화상 연결을 통해 우주 비행사들에게 축하 인사를 전했다.^[51] 일련의 성공적인 도킹 테스트를 거친 후, 선저우 10호는 2013년 6월 26일에 도킹 해제되어 지구로 안전하게 귀환했다.^[52]

선저우 10호는 2013년 6월 13일에 자동 도킹에, 23일에는 수동 도킹에 성공했다.^[111] 26일에 지구로 귀환했으며, 톈궁 1호를 방문하는 마지막 유인 미션이었다.^[112]

3. 4. 임무 종료

2011년 11월, 무인 우주선 선저우 8호와의 도킹에 성공하면서, 중국은 미국, 러시아, EU, 일본에 이어 세계에서 5번째로 우주 도킹에 성공한 국가가 되었다. 2012년 6월에는 중국 최초의 여성 우주 비행사인 류양 등이 탑승한 유인 우주선 선저우 9호와 도킹했고, 2013년에는 유인 우주선 선저우 10호와의 도킹에도 성공하여 3명의 우주 비행사가 잠시 체류했다.^[99] 이로써 중국은 미국, 러시아에 이어 세계에서 3번째로 유인 우주 도킹에 성공한 국가가 되었다. 선저우 10호와의 임무를 마지막으로 톈궁 1호의 모든 임무는 종료되었으며, 이후의 임무는 2016년에 발사된 톈궁 2호가 이어받았다.^[117]

톈궁 1호는 모든 임무가 종료된 후에도 톈궁 2호 발사 실패에 대비한 예비기로 궤도에 남아 있었으나, 2016년 3월에 기능이 정지되었다. 중국은 같은 해 5월에 톈궁 1호의 기능 상실을 국제 연합에 통보했다.^[97] 2016년 9월, 톈궁 2호 발사가 성공하면서 톈궁 1호의 역할은 완전히 끝났다. 톈궁 1호는 2018년 4월 2일에 대기권에 진입하여 대부분 연소되었고, 파편만 낙하한 것으로 추정된다.^[102]^[98]

4. 통제 불능 및 추락

톈궁 1호는 기계적, 기술적 결함으로 인해 2016년 9월부터 통제 불능 상태에 들어가 지구로 추락하기 시작했다.^[118] 대형 비행체였기 때문에 낙하 도중 분리된 파편이 대기 중에서 다 타지 않고 지표면에 떨어질 가능성이 있어, 낙하 예상 범위 내의 국가들은 한때 경계 태세를 유지하기도 했다.

톈궁 1호의 궤도는 점차적으로 궤도 감쇠되었으며, 지구 대기로 재진입할 때 파괴될 것으로 예상되었다.^[59]^[60]^[61] 중국 유인우주선 공정판공실(CMSEO) 발표에 따르면, 2018년 4월 2일 오전 8시 15분(UTC+08:00) 지구 대기권에 진입해 파편 대부분이 소멸했으며, 남태평양 중부의 타히티 섬에서 멀리 떨어진 해상에 일부 잔해가 낙하했다.^[118]

비영리 단체인 에어로스페이스 코퍼레이션의 궤도 및 재진입 잔해 연구 센터(CORDS)는 톈궁 1호가 2018년 4월 2일 UTC 00:30시경, ±1.7시간의 오차로 대기권에 재진입할 것으로 예측했다. CORDS 과학자들은 톈궁 1호가 지구 표면의 3분의 2를 차지하는 북위 42.7°와 남위 42.7° 사이 어딘가에 재진입할 것이며, 재진입 동안 불타지 않은 잔해가 바다에 착륙할 가능성이 높다고 보았다.^[63]

톈궁 1호는 2018년 4월 2일 UTC 약 00:16시에 태평양 남태평양 상공 에서 지구 대기권에 재진입했다.^[3] 중국 관영 통신사 신화사에 따르면, 정거장은 재진입 시 대부분 소실되었다고 한다.^[66] 이는 우주선 묘지로 사용되는 장소인 니모 지점에서 약 2700km 떨어진 곳이었다.^[68]

톈궁 1호의 날짜별 궤도 (km)
날짜 (CST)	평균 고도	근지점 고도	원지점 고도	궤도 경사	각주
2017/3/20	348.3	334.8	361.8	42.8	^[69]
2018/1/07	281.3	265.1	297.4	42.77	^[70]
2018/3/14	240.8	233.4	248.2	42.68	^[71]
2018/3/15	239.5	232.5	246.5	42.67	^[72]
2018/3/16	237.8	231.0	244.7	42.66	^[73]
2018/3/17	235.9	229.3	242.6	42.66	^[74]
2018/3/18	233.8	227.3	240.4	42.65	^[75]
2018/3/19	231.8	225.4	238.2	42.65	^[76]
2018/3/20	229.3	222.9	235.8	42.65	^[77]
2018/3/21	227.0	220.3	233.6	42.64	^[78]
2018/3/22	224.8	217.8	231.8	42.64	^[79]
2018/3/23	222.4	215.1	229.6	42.64	^[80]
2018/3/24	219.4	211.6	227.2	42.65	^[81]
2018/3/25	216.2	208.1	224.3	42.65	^[82]
2018/3/26	212.0	203.9	220.0	42.65	^[83]
2018/3/27	207.7	199.2	216.3	42.66	^[84]
2018/3/28	202.3	193.9	210.8	42.67	^[85]
2018/3/29	196.4	188.5	204.3	42.67	^[86]
2018/3/30	189.5	181.8	197.2	42.68	^[87]
2018/3/31	179.0	171.8	186.2	42.69	^[88]
2018/4/01 AM 8:00 CST	167.6	161.0	174.3	42.70	^[89]

4. 1. 국제 협력

중국과 유엔 외기권 사무국(UNOOSA)의 요청에 따라, 국제 우주 잔해 조정 위원회(IADC)는 유럽 우주국(ESA) 주도로 톈궁 1호의 재진입을 감시하기 위한 국제적인 캠페인을 수행했다.^[62] 독일 다름슈타트에 위치한 ESA의 우주 잔해 사무소는 중국 국가 우주국(CNSA), 인도 우주 연구 기구(ISRO), 일본 우주 항공 연구 개발 기구(JAXA), 한국 항공 우주 연구원(KARI), 러시아의 로스코스모스 등 여러 우주 기관 및 조직과 함께 이 캠페인을 주최하고 관리했다.^[62]

IADC는 톈궁 1호가 재진입 과정에서 파괴될 것이라고 예측했지만, 정거장의 일부는 지구 표면에 도달할 수 있으며, 잠재적으로 수천 킬로미터 길이와 수십 킬로미터 너비의 지역에 걸쳐 떨어질 수 있다고 예상했다. 그러나 IADC는 재진입 지역 대부분이 해양이나 사람이 살지 않는 지역이므로, 낙하하는 잔해에 사람이 맞을 확률은 "매년 낙뢰에 맞을 확률보다 1,000만 배 더 작다"고 밝혔다.^[58]

5. 톈궁 계획 발전

톈궁 1호는 톈궁 2호와 톈궁 우주 정거장 개발에 필요한 핵심 기술을 시험하는 역할을 했다.^[91] 이 두 실험용 우주 정거장은 수명이 짧았으며, 2021년부터 2022년까지 조립될 톈궁 우주 정거장의 기술과 시스템을 시험하기 위한 것이었다.^[92]

톈궁 1호는 2011년부터 2016년 3월까지 지구 궤도에서 1,630일간 머무르며, 중국 측은 우주정거장의 설계, 제조, 관리, 통제를 위한 지식, 경험, 기술 데이터를 확보하였다.^[117]

참조

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