HTV-6

1. 개요

HTV-6은 일본의 우주 스테이션 보급기인 고노토리(HTV) 6호로, 국제 우주 정거장(ISS)에 화물을 수송하는 임무를 수행했다. HTV-6은 기존 HTV 우주선에 비해 신기술 시험을 위한 탑재체(SFINKS, KITE)를 탑재하고, 배터리 및 태양 전지판 개수를 줄이는 등의 개선이 이루어졌다. 2016년 12월 다네가시마 우주 센터에서 발사되어 ISS에 도킹했으며, 5.9톤의 화물을 운송했다. 화물에는 식수, 음식, 실험 장비, 큐브위성 등이 포함되었고, ISS의 니켈 수소 전지를 대체하기 위한 리튬 이온 전지도 실렸다. HTV-6은 ISS에서 분리된 후, 우주 쓰레기 제거 실험을 시도했으나 장치 불량으로 인해 실패했으며, 2017년 2월 대기권에 재진입하여 임무를 종료했다.

2. 우주선

고노토리 6호는 이전 HTV 우주선에 비해 몇 가지 개선점이 있었다. 주요 변경 사항은 하위 문단을 참조하면 된다.

고노토리 6호는 일본의 우주 스테이션 보급기 6호기이며, 고노토리 5호기에 이은 5번째 운용기이다.

2.1. 주요 변경 사항

HTV-6의 주요 변경 사항은 다음과 같다.

* 신기술 시험을 위한 탑재체인 SFINKS와 KITE를 탑재했다.
* 배터리 개수를 7개에서 6개로 줄였다.
* 태양 전지판 개수를 49개에서 48개로 줄였다.
* ISS 접근 시 지구 쪽을 향하고 있던 불필요한 일부 항법용 전등을 제거했다.
* 외부 구조 강화를 통해 리튬 이온 전지 탑재량을 1.6ton에서 1.9ton으로 늘렸다.

SFINKSSolar Cell Film Array Sheet for Next Generation on Kounotori Six^영어 장비는 박막 태양전지를 우주에서 시험하였다.

2.2. SFINKS

SFINKSSolar Cell Film Array Sheet for Next Generation on Kounotori Six^영어 장비는 박막 태양전지를 우주에서 시험하였다.

2.3. KITE

KITE(Kounotori Integrated Tether Experiment^영어, 고노토리 통합 밧줄 실험)는 HTV-6에 실린 시험용 전기역학적 밧줄(electrodynamic tether)이었다. 밧줄의 총 무게는 20kg이었으며, 완전히 펼쳐졌을 때 길이는 700m였다. 밧줄에 흐를 수 있는 총 전류량은 10mA였다. HTV-6의 정거장 랑데부용 센서가 밧줄 끝의 움직임을 측정할 예정이었다. 실험 기간은 HTV-6이 국제 우주 정거장과 분리된 후 대기권 재돌입 전까지 1주일이었다. 실험 후, 밧줄은 우주선의 대기권 재돌입 전에 분리될 예정이었다.

이 실험의 주 목적은 피복이 씌워지지 않은 "전선"을 펼치고 전기를 흘려보내는 것이었으며, 이는 우주 쓰레기를 없애는 데 사용될 수 있는 기술이다.

실험은 부분적인 성공만 거두었다. 밧줄을 펼치는 데는 실패했지만, 전류를 발생시키는 데는 성공하였다.

3. 화물

HTV-6에는 총 5.9t의 화물이 실려 있었으며, 가압부에는 3.9t, 감압부에는 1.9t이 탑재되었다. 가압부에는 식수, 음식, 승무원 개인 물품, 실험 장비, 카메라, 큐브위성 등이, 감압부에는 리튬 이온 전지 6개가 실려 있었다.

3.1. 가압부

HTV-6에는 가방 30개에 나눠 담긴 600L의 식수와 음식, 승무원 개인 물품, 이산화탄소 제거 장비, TPFTwo-Phase Flow^영어 실험 장치, PS-TEPCPosition-Sensitive Tissue Equivalent Proportional Chamber^영어 방사선 측정기, ExHAMExposed Experiment Handrail Attachment Mechanism^영어, 4K 화질의 HDTV-EF2 카메라, J-SSODJEM Small Satellite Orbital Deployer^영어 및 각종 큐브위성들이 실려 있었다.

상세 탑재 화물은 다음과 같다.

3.2. 감압부

감압부에는 국제 우주 정거장에 있던 니켈 수소 전지를 대체하기 위한 리튬 이온 전지 6개가 장착되어 있었으며, 각 리튬 이온 전지 하나는 니켈 수소 전지 2개만큼의 용량이었다. 국제 우주 정거장에 있던 총 48개의 배터리 중, 12개의 니켈 수소 배터리가 6개의 리튬 이온 전지로 대체되었다. HTV-6은 국제 우주 정거장에서 출발할 때 구형 배터리 12개 중 9개를 가지고 가 지구 대기권에서 같이 연소시켰으며, 나머지 3개는 정거장에 놔두었다.

4. 운용

HTV-6은 2016년 12월 9일 JST 22시 26분 47초에 H-IIB 로켓 6호기에 실려 다네가시마 우주 센터에서 발사되어, 15분 11초 후 고도 200 km × 300 km 궤도에 성공적으로 안착하였다. 발사 당일 이루어진 SFINKS 실험 장치는 자료 수집을 시작했지만, 509초 만에 고장났다.

2016년 12월 13일 19시 39분 (JST)에 HTV-6은 국제 우주 정거장(ISS)에 도착했고, ISS 로봇 팔(SSRMS 장비)에 의해 포획되었다. 12월 14일 3시 24분 (JST)에는 하모니 모듈에 도킹하였다. 도킹은 12월 13일 18시 24분(UTC)에 완료되었고, 19시 44분(UTC)에 해치가 열렸다.

SSRMS 장비를 통해 리튬 이온 배터리를 HTV-6에서 꺼내, 로봇 작업 및 두 차례의 선외 활동을 통해 정거장에 설치하였다. 2017년 1월 23일에는 기존의 니켈 수소 배터리가 HTV-6의 감압부에 설치되었다.

2017년 1월 27일 10시 59분(UTC), SSRMS 장비가 HTV-6을 잡아 도킹을 해제했으며, 같은 날 15시 45분에 완전히 분리되었다. 국제 우주 정거장으로부터 안전 거리를 확보한 후, 우주 쓰레기 제거 기술을 실험하기 위해 KITE 시험장치를 작동시켰으나, 밧줄을 펼치는 데 문제가 발생하였다.

2월 5일 세 차례에 걸쳐 대기권 재돌입을 위한 궤도 변경이 이루어졌고, HTV-6은 2월 5일 15:06(UTC)경 남태평양 상공으로 낙하하였다.

4.1. 발사

2016년 12월 9일 JST 22시 26분 47초, HTV-6은 H-IIB 로켓 6호기에 실려 다네가시마 우주 센터에서 발사되었다. 발사 15분 11초 후, 우주선은 200 km × 300 km 궤도에 정상적으로 분리되었다. SFINKS 실험 장치는 같은 날 14시 16분에 자료 수집을 시작했으나, 509초 만에 고장났다. 당초 2016년 9월 30일에 발사될 예정이었으나, 2016년 8월 10일 파이프 파열로 인해 연기되었다.

4.2. 국제 우주 정거장 도킹

몇 차례 궤도 수정 후, 2016년 12월 13일 19시 39분 (JST) HTV-6은 국제 우주 정거장(ISS)에 도착하여 ISS 로봇 팔에 의해 포획되었다. SSRMS 장비가 우주선과 연결되었다. 이후 12월 14일 3시 24분 (JST)에 하모니 모듈에 공통 정박 장치(CBM)를 통해 정거장과 도킹하였다. 도킹 완료 후 12월 13일 18시 24분(UTC)에 결합되었고, 19시 44분(UTC)에 해치가 열렸다.

2016년 12월 14일 7시 44분, SSRMS 장비를 통해 리튬 이온 배터리를 HTV-6에서 꺼냈으며, 로봇 작업 및 두 차례의 선외 활동을 통해 배터리를 정거장에 설치하였다. 2017년 1월 23일, 기존의 니켈 수소 배터리가 HTV-6의 감압부에 설치되었다.

4.3. ISS 출발 및 대기권 재돌입

2017년 1월 27일 10시 59분(UTC), SSRMS 장비가 HTV-6을 잡아 도킹을 해제했으며, 같은 날 15시 45분에 완전히 분리되었다. 국제 우주 정거장으로부터 안전 거리를 확보한 후, 우주 쓰레기 제거 기술을 실험하기 위해 KITE 시험장치를 작동시켰다. KITE 실험 장치는 HTV-6이 지구 대기에 진입하기 전 7일 동안 작동 예정이었지만, 1월 31일 밧줄을 펼치는 데 문제가 생겼다.

2월 5일 08:42, 10:12, 14:42(UTC)에 대기권 재돌입을 위한 궤도 변경이 이루어졌다. HTV-6은 2월 5일 15:06(UTC)경 남태평양 상공으로 낙하하였다.

5. 관련 문서

* H-II 전송 차량
* 국제 우주 정거장 무인 우주 비행
* 고토토리 6