AS-203
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1. 개요
AS-203은 1966년 7월 5일 발사된 새턴 IB 로켓의 시험 비행으로, 제2단 로켓 S-IVB의 무중력 상태에서 연료 반응을 조사하는 것이 주된 목적이었다. S-IVB 탱크 내에는 83개의 센서와 2대의 텔레비전 카메라가 설치되었으며, 연료의 위치 제어, 엔진 재시동 온도 유지 등을 확인했다. AS-203은 아폴로 우주선을 탑재하지 않았으며, S-IVB 상부에 자동제어장치가 최초로 탑재되었다. 시험 비행은 성공적으로 완료되었으며, S-IVB의 재시동 가능성을 확인했다.
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| AS-203 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 임무 유형 | 발사체 개발 |
| 운영자 | NASA |
| COSPAR ID | 1966-059A |
| SATCAT | 2289 |
| 임무 기간 | ~6시간 |
| 완료된 궤도 | 4 |
| 우주선 | 없음 |
| 발사 날짜 | UTC |
| 발사 로켓 | 새턴 IB SA-203 |
| 발사 장소 | 케이프 케네디 LC-37B |
| 궤도 기준점 | 지구 중심 |
| 궤도 영역 | 저궤도 |
| 궤도 경사 | 31.94도 |
| 궤도 주기 | 88.47분 |
| 원점 | gee |
| 이전 임무 | AS-201 |
| 다음 임무 | AS-202 |
| 프로그램 | 아폴로 계획 |
2. 목적
AS-203의 주된 목적은 2단 로켓 S-IVB의 탱크 내 연료가 무중력 상태에서 어떤 거동을 보이는지 조사하는 것이었다. S-IVB는 지구 궤도에서 달 궤도로 진입할 때 우주 공간에서 로켓을 재점화해야 하므로, 액체 연료의 거동을 파악하는 것은 매우 중요했다.
이번 비행은 새턴 IB 로켓만을 대상으로 하는 시험 비행이었기 때문에 아폴로 우주선은 탑재되지 않았다. 또한 S-IVB 상부에 로켓의 비행을 자동으로 제어하는 자동 제어 장치를 탑재하는 것도 이번이 처음이었다.
2. 1. 상세 목적
AS-203의 주된 목적은 S-IVB 로켓 2단 탱크 내의 액체 수소 연료가 무중력 상태에서 어떤 반응을 보이는지 조사하는 것이었다. S-IVB는 지구 주회 궤도에서 달로 가는 궤도에 오를 때 우주 공간에서 로켓을 재점화해야 하기 때문에, 액체 연료의 반응을 알아 두는 것은 반드시 필요했다. 이를 위해 탱크 안에는 83개의 센서와 2대의 텔레비전 카메라가 설치되어 있었다.[5][6]엔지니어들은 수소의 탱크 내 위치를 제어하도록 설계된 슬로시 방지 조치가 적절한지, 그리고 연료 라인과 엔진이 엔진 재시동을 가능하게 할 적절한 온도를 유지할 수 있는지 확인해야 했다.
궤도상 탱크에 잔류 추진제를 유지하기 위해, AS-201 및 AS-202에서와 같은 지휘 및 서비스 모듈 탑재체는 없었고, 탑재체 대신 공기역학적 노즈 콘이 장착되었다. 또한, 액체 산소 산화제의 전체 적재량은 약간 줄어들어, 남아있는 수소의 양이 새턴 V 주차 궤도에서의 양과 비슷하도록 했다.[5]
AS-203은 새턴 IB 로켓에 대한 시험 비행이었기 때문에 아폴로 우주선은 탑재되지 않았다. S-IVB 상부에 로켓의 비행을 자동 제어하는 자동 제어 장치를 탑재하는 것도 AS-203이 최초였다.
3. 준비
1966년 봄, AS-202의 사령·기계선 준비 지연으로 인해 AS-203을 먼저 발사하기로 결정되었다. 1966년 4월 6일 2단 로켓 S-IVB가 케이프 커내버럴에 도착했고, 1단 로켓은 6일 후, 자동제어장치는 그로부터 2일 후에 도착했다. 1966년 4월 19일부터 37B 발사대에 설치 작업이 시작되었지만, AS-201 때 발생했던 기판 고장이 다시 발생하여 8,000개나 되는 부품을 교체해야 했다.
이 시점에서 케네디 우주 센터의 발사대에는 새턴 V형 로켓의 모형(39A), AS-202(34), AS-203(37B) 등 동시에 3기의 로켓이 설치되어 있었다.
3. 1. 부품 수송 및 조립
1966년 봄, AS-202의 사령·기계선 준비 지연으로 인해 AS-203을 먼저 발사하기로 결정되었다. 1966년 4월 6일 2단 S-IVB가 케이프 커내버럴에 도착했고, 1단은 6일 후, 자동 제어 장치는 그로부터 2일 후에 도착했다. 1966년 4월 19일부터 37B 발사대에 설치 작업이 시작되었지만, AS-201 때 발생했던 기판 고장이 다시 발생하여 8,000개나 되는 부품을 교체해야 했다.3. 2. 문제점 및 해결
1966년 봄, AS-202에 탑재될 예정이었던 사령/기계선실(CSM) 준비가 늦어지면서 AS-203을 먼저 발사하기로 결정되었다. 1966년 4월 6일 제 2단 로켓 S-IVB가 케이프 커내버럴에 도착했고, 6일 후 제 1단 로켓, 그로부터 2일 후에는 자동제어장치가 도착했다.[1]1966년 4월 19일부터 LC-37B 발사대 설치 작업이 시작되었지만, AS-201 때와 마찬가지로 기판 고장이 발생하여 8,000개 이상의 부품을 교체해야 했다.[1]
4. 비행
AS-203은 1966년 7월 5일 발사되어 지구 궤도에 진입했다. 이 비행의 주된 목적은 S-IVB 로켓의 성능, 특히 무중력 상태에서 액체 수소 연료의 거동과 재점화 기능을 시험하는 것이었다.
연료 탱크 내 액체 수소는 예상대로 움직였고, 로켓 엔진 재점화도 문제없이 이루어졌다. 이후 4주 동안 로켓을 관찰하면서 구조적 한계를 시험하기 위해 탱크 내 압력을 단계적으로 높였다. 결국 압력이 한계치를 초과하면서 로켓은 폭발하여 여러 조각으로 파괴되었지만, 이 실험을 통해 S-IVB 로켓의 설계가 성공적임을 입증했다.
1966년 9월, S-IVB를 제작한 더글러스 항공사는 "로켓 준비는 완료되었으며, 언제든지 달에 갈 수 있다"라고 발표했다.[5]
4. 1. 주요 과정
1966년 7월 5일, AS-203은 예정대로 발사되어 188km 고도의 지구 주회 궤도에 진입했다.[3] 탱크 내 연료 거동은 예상대로였고, 재점화는 문제없이 이루어졌다. 이후 로켓은 4주간 관측되었으며, 구조적 한계를 조사하기 위해 탱크 내 압력을 점차 높였다. 압력이 한계치를 넘자 AS-203은 폭발하여 작은 조각들로 부서졌다. 모든 실험은 성공적이었다.[5]
S-IVB 설계 시험 목표는 처음 두 궤도에서 수행되었고, 수소는 대부분 예측대로 작동하여 재시동에 필요한 위치 및 엔진 온도 제어 능력을 충분히 갖춘 것으로 나타났다. 다음 두 궤도는 향후 극저온 단계 설계에 사용할 정보를 얻기 위한 추가 실험에 사용되었다. 여기에는 차량에 가해지는 적은 양의 공기역학적 항력으로 인해 연료의 음의 가속도를 관찰하고 제어하는 자유 코스트 실험, 급속 연료 탱크 감압 시험, 밀폐형 연료 탱크 가압 시험이 포함되었다.[5]
밀폐형 연료 탱크 실험은 통풍구를 닫아 수소 탱크를 가압하는 한편, 산소 탱크는 계속 배출하여 감압하는 방식으로 진행되었다. 두 탱크 간 압력 차이(최대 39.4psi로 측정됨)가 지상 시험에서처럼 두 탱크를 분리하는 공통 벌크헤드를 붕괴시킬 것으로 예상되었다. 파열은 유인 우주선 센터와 트리니다드 추적 기지 사이의 2분간 신호 손실 동안 발생했다. 트리니다드 레이더 이미지는 차량이 여러 조각으로 파손되었음을 나타냈고, 텔레메트리는 다시 수신되지 않았다. NASA는 스파크 또는 충격으로 인해 추진제가 점화되어 폭발이 발생했다고 결론 내렸다.
단계 파괴에도 불구하고, 이 임무는 모든 주요 목표를 달성하고 재시동 가능한 S-IVB-500 버전의 설계 개념을 검증하여 성공으로 분류되었다. 1966년 9월, S-IVB를 제작한 더글러스 항공사는 새턴 V를 사용하여 인간을 달에 보낼 준비가 되었다고 발표했다.
5. 결과 및 영향
1966년 7월 5일, AS-203은 예정대로 발사되어 188km 고도의 지구 궤도에 진입했다. 탱크 내 연료 거동은 예상대로였고, 재점화는 문제없이 이루어졌다. 이후 로켓은 4회에 걸쳐 관측되었으며, 구조적 한계를 조사하기 위해 탱크 내 압력을 점차 높였다. 압력이 한계치를 넘자 로켓은 폭발하여 산산조각이 났다. 이 실험을 통해 모든 주요 목표를 달성하고 재시동 가능한 S-IVB-500 버전의 설계 개념을 검증하여, 임무는 성공으로 분류되었다.[3][5]
5. 1. 더글러스 사의 발표
1966년 9월, S-IVB를 제작한 더글러스 사는 "로켓의 준비는 완료되었으며, 언제라도 달에 갈 수 있다"라고 표명했다.참조
[1]
웹사이트
SATCAT
http://planet4589.or[...]
Jonathan's Space Pages
2014-03-23
[2]
웹사이트
Apollo AS-203
https://nssdc.gsfc.n[...]
2024-10-07
[3]
웹사이트
55 Years Ago: Apollo AS-203 Mission Tests Liquid Hydrogen Behavior - NASA
https://www.nasa.gov[...]
2024-10-07
[4]
웹사이트
Apollo AS-203
https://nssdc.gsfc.n[...]
2024-10-07
[5]
웹사이트
EVALUATION OF AS-203 LOW GRAVITY ORBITAL EXPERIMENT
https://ntrs.nasa.go[...]
2024-10-07
[6]
웹사이트
Apollo 203 (Saturn SA-203)
https://space.skyroc[...]
2024-10-07
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