STS-1

3. 임무 개요

STS-1 임무는 1981년 4월 12일 UTC 12:00:04에 케네디 우주 센터 39번 발사 단지에서 궤도선 ''컬럼비아''가 발사되면서 시작되었다. 이 날은 가가린의 최초의 유인 우주 비행 20주년이 되는 날이었다. 이틀 전 발사 시도는 ''컬럼비아''의 컴퓨터 문제로 취소되었다.^[7]

3. 1. 임무 변수

DFI^영어는 개발 비행 계측(Development Flight Instrumentation)의 약자이다.

3. 2. 좌석 배치

좌석[5]	발사	착륙
	1	존 영
	2	로버트 크리펜
	3	미사용
	4	미사용
	5	미사용
	6	미사용
	7	미사용

4. 비행 과정

STS-1 미션은 1981년 4월 12일 UTC 12:00:04에 케네디 우주 센터 39A 발사대에서 궤도선 ''컬럼비아''가 발사되면서 시작되었다. 이는 최초의 유인 우주 비행 20주년이 되는 날이었다.

발사 과정은 다음과 같다.

• 세 개의 RS-25 주 엔진과 두 개의 우주왕복선 고체 로켓 부스터(SRB)가 점화되었다.
• 스택은 "아래로" 기울어졌다가 수직으로 돌아온 후, 오른쪽으로 롤링하며 "머리를 아래로" 자세를 취했다.
• ''컬럼비아''는 Max Q 영역 통과를 위해 추력을 65%로 낮췄다.
• SRB는 2분 12초에 연소 후 분리되었다.
• 8분 34초 후 주 엔진 정지(MECO), 18초 후 외부 탱크가 분리되어 인도양에 떨어졌다.

• 10분 34초와 44분 2초에 두 번의 궤도 기동 시스템(OMS) 엔진 연소로 ''컬럼비아''는 246km 궤도에 진입했다.

4. 1. 발사 준비 및 연기

4. 2. 발사

4. 3. 궤도 비행

4. 4. 대기권 재진입 및 착륙

5. 임무 결과 및 의의

STS-1은 NASA가 당시 제작된 가장 복잡한 비행체라고 주장하는 최초의 궤도 비행 시험이었다.^[18] 비행 중과 비행 후에 약 70건의 이상 현상이 관찰되었는데, 이는 제대로 테스트할 수 없는 많은 부품과 시스템 때문이었다.

• 1967년의 아폴로 4호 발사와 유사하게, 엔지니어들은 우주왕복선에서 발생하는 소음과 진동의 양을 과소평가했다.^[20] SRB 추진력에서 발생한 충격파가 궤도선의 꼬리 부분으로 위로 반사되어 날개 플랩을 구부리고 여러 연료 탱크 지지대를 구부렸다. 플랩이 손상되었을 경우 컬럼비아호는 착륙에 어려움을 겪을 수 있었다.^[19] 진동을 줄이기 위해 개선된 소음 억제 시스템이 나중에 LC-39A에 설치되었다.^[20]
• 파일럿 로버트 크리펜은 발사 1단계부터 SRB 분리까지 외부 탱크에서 "하얀 물질"이 떨어져 창문에 튀는 것을 보았다고 보고했는데, 이는 아마도 외부 탱크의 단열 폼을 덮고 있는 흰색 페인트일 것이다.^[21]
• 우주비행사들의 궤도상 육안 검사 결과 궤도선의 후미에 있는 OMS/RCS 포드의 단열 타일에 상당한 손상이 있었고, 존 영은 코의 타일 두 개가 마치 누군가가 "큰 조각을 떼어낸" 것처럼 보였다고 보고했다.^[21] 미국 공군은 또한 블루 큐브가 제어하는 비밀 KH-11 KENNEN 정찰 위성을 사용하여 궤도선의 타일을 촬영했다. 기체 및 예비 승무원과 몇몇 NASA 직원만이 이를 알고 있었다. 영과 크리펜은 KH-11이 사진을 찍을 수 있도록 ''컬럼비아''의 자세를 조정하라는 지시를 받았다. 사전 계획된 궤도로 인해 발사 창은 공개된 6시간보다 훨씬 좁았다.^[22] 획득한 이미지들은 ''컬럼비아''의 손상이 심각하지 않다는 것을 확인했다.^[23][24] 비행 후 ''컬럼비아'' 검사 결과 OMS 포드 근처의 약 16개의 비균질 타일이 상승 중 손실된 것으로 확인되었다.^[25]
• 재진입 시 고마하수에서 ''컬럼비아''의 공기역학은 비행 전 테스트에서 추정된 것과 몇 가지 측면에서 상당히 다른 것으로 밝혀졌다. 압력 중심 위치의 예측 오류(이상 기체 모델 대신 실제 기체 모델을 사용했기 때문)로 인해 컴퓨터가 차체 플랩을 예상된 8도 또는 9도 대신 16도까지 연장해야 했다. 첫 번째 롤 기동으로 가로 및 방향 진동이 발생하여 측면 미끄럼각이 예측보다 두 배 높은 최대 4°까지 도달했다.^[25][26] 분석 결과 원인은 요 RCS 제트 발사로 인한 예상치 못한 큰 롤 모멘트였다. 진입 초기 단계에서 궤도선의 롤 제어는 측면 미끄러짐 조절의 결과로 달성된다.
• 우주왕복선 고체 로켓 부스터에서 발생한 과압파로 인해 궤도선의 방열판이 손상되어 전방 RCS 산화제 지지대가 고장났다.^[25]
• 동일한 과압파로 인해 재진입 시 피치를 제어하는 데 도움이 되는 궤도선 하부의 연장 부분인 궤도선 차체 플랩이 유압 시스템의 균열 또는 파열이 예상되는 지점을 훨씬 넘는 각도로 강제로 꺾였다. 그러한 손상은 통제된 하강을 불가능하게 만들었을 것이며, 존 영은 나중에 승무원이 이 사실을 알았다면 안전한 고도까지 우주왕복선을 비행한 후 탈출하여 첫 비행에서 ''컬럼비아''를 잃게 했을 것이라고 인정했다. 영은 SRB가 탈출 창 전체에서 점화되고 있었기 때문에 안전한 중단 모드로서의 탈출에 대해 유보적인 입장을 가지고 있었지만, 작동하지 않는 차체 플랩이 착륙과 하강을 "극도로 어렵게 만들거나 불가능하게" 만들었을 것이라는 그의 견해에 따라 이 위험을 감수했다.^[27][28]
• ''컬럼비아''의 외부 탱크 도어의 전방 래치 옆에 있는 스트라이크 플레이트가 재진입 중 과도한 열 노출로 인해 녹고 변형되었다. 이 열은 플레이트에 인접한 부적절하게 설치된 타일로 인해 발생한 것으로 추정된다.^[25]
• 2003년 모임에서의 발언에서 존 영은 돌출된 타일 갭 필러가 뜨거운 가스를 오른쪽 주 착륙 장치 웰로 유입시켜 착륙 장치 도어의 휨을 포함하여 상당한 손상을 입혔다고 밝혔다.^[29] 그는 자신도 크리펜도 이 사고에 대해 아무런 말을 듣지 못했고, STS-1 비행 후 보고서를 읽기 전까지 이 사실을 몰랐으며, 가스 누출은 보고서에 언급되었지만 착륙 도어의 휨은 언급되지 않았다고 말했다. (도어의 휨은 실제로 이상 보고서 STS-1-V-49에 있다).^[25]

6. 기타

STS-1과 STS-2는 외부 연료 탱크(External Tank)가 흰색으로 도색된 유일한 두 번의 우주왕복선 비행이었다. STS-3부터는 우주왕복선의 전체 무게를 줄이기 위해 도색되지 않은 탱크가 사용되었는데, 이는 약 272kg의 무게를 줄이는 효과가 있었고,^[33] 외부 연료 탱크에 이후 우주왕복선과 연관된 독특한 주황색을 부여했다.

6. 1. 기념

6. 2. 대중문화

6. 3. 발사대 사고

참조

_[1] 뉴스 "'Yeeeow!' and 'Doggone!' Are Shouted on Beaches as Crowds Watch Liftoff" https://archive.nyti[...]
_[2] 뉴스 New Generation of Astronauts Poised for Shuttle Era https://www.nytimes.[...] 2020-07-14
_[3] 웹사이트 STS-1 Press Kit http://www.jsc.nasa.[...] NASA 2012-11-28
_[4] Citation STS-1 Transcript http://archive.org/d[...] NASA 2012-10-19
_[5] 웹사이트 STS-1 http://spacefacts.de[...] Spacefacts 2024-04-25
_[6] 웹사이트 The Space Shuttle's Controversial Launch Abort Plan http://www.tested.co[...] 2022-01-03
_[7] 웹사이트 Space Shuttle Mission Summary https://www.jsc.nasa[...] NASA Johnson Space Center 2015-02-11
_[8] report Mission Operation Report Space Shuttle Program STS-1 Postflight Report NASA 1981
_[9] report Why The Wings Stay On The Space Shuttle Orbiter During First Stage Ascent AIAA
_[10] 웹사이트 Space Shuttle Missions Summary, NASA TM-2011-216142 https://spaceflight.[...] NASA 2011
_[11] report Mission Operation Report Space Shuttle Program STS-1 Launch NASA 1981
_[12] book Into the Black: The Extraordinary Untold Story of the First Flight of the Space Shuttle Columbia and the Astronauts Who Flew Her (revised) https://books.google[...] Touchstone 2017
_[13] book STS-1 Orbiter Final Mission Report https://ia803001.us.[...] NASA JSC Mission Evaluation Team 1981
_[14] report Tracking and Data Acquisition/Space Operations https://history.nasa[...] NASA 2022-04-20
_[15] book How Apollo Flew to the Moon Springer-Praxis 2011
_[16] book Entry Guidance Training Manual NASA JSC Mission Operation Directorate 1988
_[17] 웹사이트 STS-1 Overview http://science.ksc.n[...] NASA 2010-08-22
_[18] 웹사이트 Shuttle Technology https://history.nasa[...] NASA
_[19] 뉴스 Cushioning System Tested for Space Shuttle https://www.nytimes.[...] 1981-09-18
_[20] 웹사이트 FAQ: Why do you drop water under the shuttle as the engines start? http://quest.nasa.go[...] NASA 1999-01-05
_[21] 문서 STS-1 Technical Crew Debriefing, page 4-4
_[22] magazine The Spysat and the Shuttle https://www.smithson[...] 2024-12-02
_[23] 웹사이트 The Space Review: Passing in silence, passing in shadows http://www.thespacer[...]
_[24] 뉴스 NASA says missing tiles no threat to shuttle https://news.google.[...] 2013-01-22
_[25] 웹사이트 STS-1 Anomaly Report http://www.jsc.nasa.[...] NASA 2006-07-14
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_[29] 웹사이트 John Young's shuttle secret http://www.thespacer[...] Space Review 2010-08-22
_[30] book STS-1 Orbiter Final Mission Report NASA JSC Mission Evaluation Team 1981
_[31] 웹사이트 STS-1 Press Kit http://www.jsc.nasa.[...] NASA 2022-01-23
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_[35] 뉴스 Chronology of Wakeup Calls https://history.nasa[...] NASA 2007-08-13
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_[37] Youtube The Greatest Test Flight STS-1 (Full Mission 06, 37 minutes+) https://m.youtube.co[...] youtube "lunarmodule5" 2018-02-28
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_[39] 뉴스 SHUTTLE PASSES TEST; A WORKER IS KILLED https://www.nytimes.[...] 2017-01-10
_[40] 간행물 March 19, 1981: Shuttle Columbia's First Fatalities https://www.wired.co[...] 2009-03-19
_[41] 웹사이트 NASA – 1981 KSC Chronology Part 1 – pages 84, 85, 100; Part 2 – pages 181, 194, 195 https://web.archive.[...]
_[42] 서적 The Disappearing Spoon: And Other True Tales of Madness, Love, and the History of the World from the Periodic Table of the Elements https://books.google[...] Little, Brown 2010-07-12
_[43] 뉴스 One Dead In Shuttle Accident https://news.google.[...] 1981-03-20
_[44] 뉴스 Space shuttle worker dies in fall at launch pad http://today.msnbc.m[...] 2011-03-14
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