STS-120

1. 개요

STS-120은 2007년 10월에 진행된 우주왕복선 디스커버리호의 임무로, 7명의 승무원이 탑승했다. 주요 임무는 국제 우주 정거장(ISS)에 하모니 모듈을 설치하고 P6 트러스 태양 전지판을 재배치하는 것이었다. 이 임무는 두 명의 여성 사령관(패멀라 멜로이, 페기 휘트슨)이 동시에 우주에 있는 첫 번째 사례를 기록했으며, 총 4번의 우주 유영을 통해 하모니 모듈 설치 및 태양 전지판 손상을 수리했다.

2. 승무원

STS-120 임무에는 여러 명의 우주비행사가 참여했으며, 발사 및 착륙 시 좌석 배치는 다음과 같았다.

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📌 열 고정 해제

좌석	발사	착륙
좌석 1~4: 비행 갑판 좌석 5~7: 중간 갑판
	1	패멀라 멜로이
	2	조지 D. 잠카
	3	스코트 파라진스키	파올로 네스폴리
	4	스테파니 윌슨
	5	더글러스 H. 휠록
	6	파올로 네스폴리	스코트 파라진스키
	7	다니엘 M. 타니	클레이턴 앤더슨

2.1. STS-120 승무원

2.2. 16차 원정대 승무원 (ISS 잔류)

* 다니엘 M. 타니 (2) - 비행 엔지니어

2.3. 15/16차 원정대 승무원 (지구 귀환)

* 파멜라 멜로이 (3) - 선장
* 조지 잠카 (1) - 파일럿
* Scott E. Parazynski^영어 (5) - 미션 전문가
* 스테파니 윌슨 (2) - 미션 전문가
* 더글러스 휠록 (1) - 미션 전문가
* Paolo Angelo Nespoli^{이탈리아어} (1) - 미션 전문가 (유럽 우주국)
* 클레이턴 앤더슨 (1) - 플라이트 엔지니어

괄호 안의 숫자는 이번 비행을 포함한 총 비행 횟수이다.

2.4. 승무원 관련 특이 사항

또한 STS-120을 맞이한 원정 16 승무원은 최초의 여성 국제 우주 정거장(ISS) 사령관인 페기 휘트슨이 지휘했다. 따라서 STS-120의 비행은 두 명의 여성 임무 사령관이 동시에 우주에 있는 첫 번째 사례가 되었다.

우주왕복선 컬럼비아 참사 이전, STS-120의 원래 승무원 명단은 다음과 같았다.

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📌 열 고정 해제

직책	승무원	비행 횟수
사령관	제임스 D. 할셀	6번째
조종사	앨런 G. 포인트덱스터	첫 번째
임무 전문가 1	웬디 로렌스	4번째
임무 전문가 2 비행 엔지니어	스테파니 윌슨	첫 번째
임무 전문가 3	피어스 셀러스	2번째
임무 전문가 4	마이클 포먼	첫 번째

STS-120 임무 패치는 STS-123으로 재배치되기 전에 마이클 포먼에 의해 디자인되었다.

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📌 열 고정 해제

좌석	발사	착륙
좌석 1~4는 비행 갑판에 있습니다. 좌석 5~7은 중간 갑판에 있습니다.
	1	멜로이
	2	잠카
	3	파라진스키	네스폴리
	4	윌슨
	5	휠록
	6	네스폴리	파라진스키
	7	타니	앤더슨

3. 임무 목적 및 페이로드

STS-120 임무는 국제 우주 정거장(ISS)에 여러 장비와 모듈을 운반하고 설치하는 것이었다. 주요 페이로드는 다음과 같다.

3.1. ''하모니'' (노드 2) 모듈 운송 및 설치

3.2. P6 트러스 재배치

STS-120 임무 동안, P6 태양 전지판은 유니티 상단에 있는 Z1 트러스에서 트러스의 포트 측 끝에 있는 최종 위치로 이동했다.

3.3. 기타 페이로드

4. 주요 임무 일정

컬럼비아호 참사 이후, STS-120은 2004년 초에 발사될 예정이었으나, 2007년 10월 23일까지 여러 차례 연기되었다. NASA는 원래 2007년 10월 20일에 발사할 예정이었지만, 국제 우주 정거장 프로그램의 요구 사항으로 인해 발사일을 2007년 10월 23일로 연기했다.

2007년 8월, STS-118에서 엔데버호 하단에 작은 홈이 발생하자, NASA 관리자들은 STS-120 임무에서 열 차폐 수리 도구를 시험하기 위한 다섯 번째 우주 유영을 추가할 것이라고 발표했다. 이 수리 기술은 원래 2008년 비행에 예정되어 있었지만, STS-118 이후 시험을 앞당기기로 결정했다. TPS (열 보호 시스템) 수리 절제 분배기 (T-RAD)라고 불리는 이 수리 도구는 우주에서 시험된 적이 없었기 때문에, 우주 유영을 통해 관리자들은 저 중력 환경에서 그 효과를 평가할 수 있었다. 임무 수행 중, S4 우현 태양 전지 회전식 연결부 (SARJ) 및 P6 태양 전지판과 관련된 문제로 인해 이 시험 목표는 미래 임무로 연기되었다.

2007년 9월 17일, NASA 관리자들은 오른쪽 주 착륙 장치 스트럿의 유압 유체 누출로 인해 디스커버리의 우주선 조립 건물(VAB) 이동을 연기하기로 결정했다. 스트럿 수리는 2007년 9월 19일에 성공적으로 완료되었다. 디스커버리는 이후 VAB로 이동하여 외부 탱크 및 고체 로켓 부스터와 결합되었다. 이동식 발사대 위에 자리 잡은 디스커버리는 2007년 9월 30일에 39A 발사대에 도착했다.

2007년 10월 9일, NASA의 엔지니어링 및 안전 센터는 소량의 보호 실리콘-탄화 규소 코팅 손실로 인해 디스커버리의 주 날개 가장자리에 있는 세 개의 강화 탄소-탄소 (RCC) 패널을 교체할 것을 권고했다. NASA는 열화상 촬영을 포함한 다양한 테스트를 통해 패널의 산화 문제를 검토했다. 이러한 테스트는 지난 두 번의 디스커버리 비행 동안 패널이 악화되지 않았음을 보여주었고, 궤도선 프로젝트 엔지니어들은 디스커버리가 현재 상태로 발사하는 것이 안전하다고 결론 내렸다.

2007년 10월 16일, NASA 관리자들은 비행 준비 검토를 완료하고 임무 계획을 발표했다. NESC에서 제기한 RCC 패널 문제는 즉각적인 우려 사항이 아닌 것으로 밝혀졌다. 연구 결과에 따르면 STS-114 이전과 현재 패널 사이에 유의미한 차이가 없었으며, 이는 코팅이 이전 비행 동안 악화되지 않았음을 나타낸다.

디스커버리는 예정대로 동부 일광 시간대(EDT) 11시 38분(UTC 15시 38분)에 발사되었다. 스타워즈 광선검을 보기 위해 조지 루카스가 발사 현장에 있었다.

STS-120 승무원들은 우주에서의 첫 번째 정규 일정을 우주왕복선 원격 조작 시스템(SRMS)과 궤도 붐 센서 시스템(OBSS)을 사용하여 RCC 조사를 수행하는 데 사용했다.

STS-120 승무원들은 11:34 UTC에 시작된 랑데부 피치 기동을 수행했다. 그 후 승무원들은 우주 정거장과 도킹하라는 "GO" 신호를 받았고, 국제 우주 정거장과의 성공적인 도킹은 12:40 UTC에 이루어졌다.

두 승무원은 임무의 첫 번째 우주 유영 준비를 시작했다. 스콧 패러진스키와 더글러스 휠록은 하모니를 페이로드 베이에서 제거하기 위한 준비를 포함하여 모든 EVA 활동을 성공적으로 완료했다. 스테퍼니 윌슨, 다니엘 타니, 클레이턴 앤더슨은 우주 정거장의 로봇 팔을 제어하여 하모니를 베이에서 꺼내 유니티 노드의 포트 측으로 이동시켰다. 오후 3시 38분(UTC)에 하모니는 공식적으로 우주 정거장에 연결되었다.

두 승무원은 하모니의 진입을 준비하기 위해 전원 및 데이터 케이블을 연결하는 작업을 수행했고, 협정 세계시(UTC) 12시 24분에 해치가 열리면서 승무원의 진입이 허용되었다.

두 승무원은 05:08 UTC에 기상하여 두 번째 우주 유영을 준비하기 시작했다. 패러진스키와 타니는 계획된 시간보다 30분 일찍인 09:32 UTC에 우주 유영을 시작했다.

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두 승무원은 아침 시간을 이용하여 P6 트러스를 스테이션의 로봇 팔에 밤새 위치해 있던 곳에서 우주왕복선의 로봇 팔로 옮겼다. 그런 다음 승무원은 스테이션의 팔을 이동식 운반기를 따라 화요일에 P5 트러스에 P6 트러스를 부착할 수 있는 외부 작업 현장으로 옮겼다.

두 승무원은 미션의 세 번째 우주 유영을 준비하며 오전 시간을 보냈고, 이는 08:45 (UTC)에 시작되었다.

승무원들은 네 번째 우주 유영을 준비하고, 하모니에 무중력 보관 랙을 설치하고, 탑재된 일부 실험을 수행하는 등 다양한 작업을 수행하며 하루를 시작했다.

아침에 잠에서 깬 직후, 승무원들은 관리자들이 네 번째 우주 유영을 평가하고 계획하기 위해 하루를 더 사용하기로 결정했다는 통보를 받았다.

스타워즈의 주제가에 의해 깨어난 후, 국제 우주 정거장(ISS)과 우주왕복선 승무원들은 미션의 네 번째 선외 활동(EVA)을 준비하기 시작했다. 우주 유영은 10:03 (UTC)에 시작되었다.

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📌 열 고정 해제

계획 그림	수리 이미지
		캐나담2의 연장 붐으로 사용된 OBSS.
		손상된 태양 전지판 힌지의 장력을 완화하도록 설계된 다섯 개의 커프스 단추 배치.

우주 왕복선과 정거장 승무원들은 화물 이송과 월요일 디스커버리호 출발 준비를 위한 휴식을 취하며 하루를 보냈다.

두 팀은 오전에 국제 우주 정거장(ISS)에서 디스커버리호의 분리를 준비하는 데 시간을 보냈다. 협정 세계시(UTC) 10시 32분에 우주왕복선은 데스티니 실험실의 가압 결합 어댑터에서 성공적으로 후퇴했으며, 조종사 조지 잠카는 우주왕복선 승무원이 정거장의 새로운 구성을 사진 촬영할 수 있도록 비행을 시작했다.

디스커버리호의 승무원들은 수요일 착륙을 준비하며 하루를 보냈다.

승무원들은 기상 호출 후 착륙 준비를 시작했다. NASA는 에드워드 공군 기지 또는 화이트 샌즈를 활성화하지 않았다. 왜냐하면 케네디에서 두 번의 착륙 기회가 모두 날씨가 좋았기 때문이다.

디스커버리호는 13:01:18 EST에 활주로 33에 착륙했고, 뒷바퀴가 먼저 착륙했고, 앞바퀴는 13:01:32 EDT에 착륙했으며, 궤도선은 13:02:13 EDT에 완전히 정지했다. 총 임무 시간은 238번의 궤도 비행에서 625만 마일을 비행하며 15일 2시간 23분 55초였다. STS-120의 완료는 디스커버리호의 최장 기간 임무를 기록한다.

5. 선외 활동 (EVA)

임무 동안의 누적 선외 활동 시간은 총 27시간 14분이었다.

첫 번째 우주 유영은 2007년 10월 26일 10시 02분(UTC)에 시작하여 16시 16분(UTC)에 종료되었다. 파라진스키와 휠록은 하모니를 페이로드 베이에서 제거하기 위한 준비를 포함하여 모든 EVA 활동을 성공적으로 완료했다. 윌슨, 타니, 앤더슨은 우주 정거장의 로봇 팔을 제어하여 하모니를 유니티 노드의 포트 측으로 이동시켰고, 15시 38분(UTC)에 하모니는 공식적으로 우주 정거장에 연결되었다.

두 번째 우주 유영은 2007년 10월 28일 09시 32분(UTC)에 시작하여 16시 05분(UTC)에 종료되었다. 패러진스키와 타니는 P6 트러스를 Z1 트러스에서 분리하고, 하모니에 손잡이를 설치하는 등의 작업을 수행했다. 타니는 STS-118에서 릭 마스트라치오의 장갑 찢어짐의 원인으로 여겨지는 승무원 및 장비 이동 보조 장치(CETA) 카트의 손잡이를 점검했고, 태양 전지판 회전부(SARJ)에서 금속 조각과 마모 패턴을 발견했다.

세 번째 우주 유영은 2007년 10월 30일 08시 45분(UTC)에 시작하여 15시 53분(UTC)에 종료되었다. P6 태양 전지판을 P5 트러스에 설치하는 작업이 완료되었으나, 4B 전지판을 펼치는 과정에서 찢어진 부분이 발견되었다.

네 번째 우주 유영은 2007년 11월 3일 10시 03분(UTC)에 시작하여 17시 22분(UTC)에 종료되었다. 파라진스키는 손상된 P6 태양 전지판을 수리하기 위해 로봇 팔을 타고 이동하여 커프스 단추를 설치했고, 15시 23분(UTC)에 전지판이 완전히 전개되었다. 이 우주 유영 중에 롱노우즈 플라이어 한 쌍이 유실되었으나, 정거장에 위험은 없었다.

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📌 열 고정 해제

계획 그림	수리 이미지
		캐나담2의 연장 붐으로 사용된 OBSS.
		손상된 태양 전지판 힌지의 장력을 완화하도록 설계된 다섯 개의 커프스 단추 배치.

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📌 열 고정 해제

선외 활동	우주 유영자	시작 (UTC)	종료 (UTC)	지속 시간	임무
EVA1	스콧 E. 파라진스키 더글러스 H. 휠록	2007년 10월 26일 10:02	2007년 10월 26일 16:16	6시간 14분	하모니 (노드 2) 설치 준비, S-밴드 안테나 지원 조립체(SASA) 회수, P6/Z1 유체 라인 분리, P6 후방 방열기 덮개 설치.
EVA2	스콧 E. 파라진스키 다니엘 M. 타니	2007년 10월 28일 09:32	2007년 10월 28일 16:05	6시간 33분	Z1에서 P6으로의 엄빌리컬 분리, Z1에서 P6 분리, S1 방열기 구성, 노드 2 핸드레일 설치, S4 우현 태양 전지 회전 조인트(SARJ) 검사.
EVA3	스콧 E. 파라진스키 더글러스 H. 휠록	2007년 10월 30일 08:45	2007년 10월 30일 15:53	7시간 08분	P6를 P5에 부착. P6/P5 엄빌리컬 연결, S1 재배치 후 구성, 좌현 SARJ 검사.
EVA4	스콧 E. 파라진스키 더글러스 H. 휠록	2007년 11월 3일 10:03	2007년 11월 3일 17:22	7시간 19분	P6 태양 전지 배열 검사 및 수리.

6. 특이 사항

STS-120 임무는 단순한 우주 왕복선 발사를 넘어, 과학, 문화, 국제 협력 등 다양한 측면에서 특별한 의미를 지닌다.

NASA와 록히드 마틴이 공동 후원한 2007년 우주 학생 서명 프로그램에는 50만 명이 넘는 학생들이 참여했다. 2007년 5월 우주의 날을 기념하여 전 세계 500개 이상의 학교 학생들이 포스터에 서명했고, 이 서명들은 디스크로 스캔되어 STS-120 임무에 실렸다.

또한, 1983년 영화 제다이의 귀환에서 마크 해밀이 사용한 광선검 소품이 우주 정거장으로 운송되어 지구로 돌아왔다. 이는 스타워즈 프랜차이즈 30주년을 기념하기 위한 것으로, 오클랜드 국제공항에서 츄바카가 휴스턴 우주 센터 NASA 관계자들에게 광선검을 전달하는 공식 행사가 열렸다.

6.1. 태양 전지판 손상 및 수리

STS-120 미션에서 가장 주목할 만한 사건 중 하나는 P6 트러스의 4B 태양 전지판 손상 및 수리였다.

세 번째 우주 유영(EVA) 중 P6 태양 전지판을 펼치는 과정에서 문제가 발생했다. 4B 전지판을 펼치던 중, 승무원들은 이상 현상을 감지하고 작업을 중단했다. 정거장 카메라와 승무원이 촬영한 이미지를 통해 전지판의 작은 부분에 찢어진 것이 확인되었다. 국제 우주 정거장 프로그램 매니저 마이크 서프레디니(Mike Suffredini)는 전지판이 90% 펼쳐진 상태에서도 예상 전력의 97%를 생산하고 있어 큰 문제는 아니라고 언급했다.

문제 해결을 위해 네 번째 우주 유영 계획이 변경되었다. 원래 방열판 수리 재료 테스트를 위해 계획되었던 우주 유영은 태양 전지판 수리로 변경되었다. 이를 위해 "커프링크"라는 특별한 도구가 제작되었다. 커프링크는 찢어진 부분의 압력을 완화하고 하중을 분산시키는 역할을 했다.

휠록의 도움을 받아 파라진스키는 다섯 개의 커프스 단추를 전지판에 성공적으로 설치했다. 이후 전지판은 완전히 펼쳐졌으며, 추가 점검 결과 문제는 해결된 것으로 확인되었다.

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계획 그림	수리 이미지
캐나담2의 연장 붐으로 사용된 OBSS.
손상된 태양 전지판 힌지의 장력을 완화하도록 설계된 다섯 개의 커프스 단추 배치.

이 사건은 우주 유영 중 발생할 수 있는 예상치 못한 문제와, 이를 해결하기 위한 승무원과 지상 관제팀의 협력, 그리고 우주에서의 즉각적인 문제 해결 능력을 보여주는 대표적인 사례이다.

6.2. 우주 비행 관련 문화 행사

STS-120은 NASA와 록히드 마틴이 공동 후원한 2007년 우주 학생 서명 프로그램에 참여한 50만 명이 넘는 학생들의 서명을 운송했다. 2007년 5월 우주의 날을 기념하여, 전 세계 500개 이상의 학교 학생들이 거대한 포스터에 서명했으며, 이 서명들은 디스크로 스캔되어 STS-120 임무에 실렸다.

STS-120 기간 동안, 1983년 영화 제다이의 귀환에서 배우 마크 해밀이 사용한 광선검이 우주 정거장으로 운송되어 지구로 반환되었다. 이 소품은 스타워즈 프랜차이즈 30주년을 기념하기 위해 디스커버리에 탑재되어 운송되었다. 2007년 8월 28일, 오클랜드 국제공항에서 열린 공식 행사에서 스타워즈 영화의 츄바카가 휴스턴 우주 센터의 NASA 관계자들에게 광선검을 전달했다. 이후 광선검은 휴스턴으로 운송되었고, 스톰트루퍼들이 이를 맞이했으며, 휴스턴 우주 센터에 전시될 예정이다.

미국 항공우주국(NASA)은 제미니 계획 동안 우주 비행사들에게 음악을 틀어주는 전통을 시작했으며, 이는 아폴로 15호 때 처음으로 비행 승무원을 깨우는 데 사용되었다. 각 트랙은 특별히 선택되며, 종종 승무원 가족들이 선택하고, 일반적으로 승무원 개개인에게 특별한 의미를 가지거나, 일상 활동에 적용 가능하다.

6.3. ESA ''Esperia'' 임무

파올로 네스폴리는 유럽 우주국(ESA)의 Esperia 미션의 일환으로 STS-120 비행 중 국제 우주 정거장 조립 임무에 참여하는 동안 과학 연구를 수행했다. STS-120 보도 자료에 따르면 네스폴리는 유럽 과학계를 대신하여 여러 실험을 수행할 예정이었다.

ESA가 후원한 실험은 Chromosome‐2와 Neocytolysis이고, 이탈리아 우주국이 후원한 실험은 HPA, FRTL‐5 및 SPORE였다. Chromosome‐2, Neocytolysis, HPA는 인간 생리학 분야의 실험이었고, FRTL‐5와 SPORE는 생물학 실험이었다.