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STS-125

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목차

1. 개요

STS-125는 2009년에 수행된 허블 우주 망원경(HST) 유지 보수 임무로, 2003년 컬럼비아 우주왕복선 사고 이후 취소되었던 HST 정비 임무를 재개한 것이다. 5차례의 우주 유영을 통해 광역 카메라 3(WFC3) 설치, 우주 기원 분광기(COS) 설치, 고장난 첨단 관측 카메라(ACS) 및 우주 망원경 영상 분광기(STIS) 수리, 자이로스코프 교체, 배터리 교체, 미세 유도 센서(FGS) 교체, 새로운 외부 담요 층(NOBL) 설치 등의 작업을 수행했다. 이 임무는 허블 망원경의 수명을 연장하고 과학적 발견 가능성을 확대하는 데 기여했으며, 아틀란티스 우주왕복선의 마지막 허블 정비 임무였다. STS-125 임무 중 발생할 수 있는 만약의 사태에 대비하여 STS-400이라는 구조 임무가 대기하고 있었다.

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STS-125
미션 정보
임무명STS-125
임무 종류허블 망원경 수리
운영 기관NASA
COSPAR ID2009-025A
SATCAT34933
완료 궤도 수197
임무 기간12일 21시간 37분 9초
발사 정보
발사 장소케네디 우주 센터 LC-39A
발사 날짜UTC
착륙 정보
착륙 날짜UTC
착륙 장소에드워드 공군 기지 Runway 22
승무원 정보
승무원 수7
승무원Scott Altman
Gregory C. Johnson
Michael T. Good
Megan McArthur
John M. Grunsfeld
Mike Massimino
Andrew J. Feustel
STS-125 승무원 사진
(왼쪽부터) Massimino, Good, Johnson, Altman, McArthur, Grunsfeld, Feustel
도킹 정보
도킹 대상허블 우주 망원경
도킹 방식포획, 거치
포획 날짜May 13, 2009, 17:14 UTC
도킹 날짜May 13, 2009, 18:12 UTC
분리 날짜May 19, 2009, 11:24 UTC
해제 날짜May 19, 2009, 12:57 UTC
궤도 정보
궤도 기준지구 중심 궤도
궤도 영역지구 저궤도
궤도 주기97분
궤도 경사28.5°
프로그램 정보
프로그램우주왕복선 계획
이전 미션STS-119
다음 미션STS-127
관련 프로그램허블 우주 망원경 미션
이전 미션 (허블)STS-109 ()
기타 정보
STS-125 미션 패치
STS-125 미션 패치

2. 역사적 배경

2003년 컬럼비아 우주왕복선 공중분해 사고 이후, 미국 항공 우주국(NASA) 관리자 숀 O'키프는 안전 문제를 이유로 허블 우주망원경 정비 임무를 취소했다. 그는 향후 모든 우주왕복선 임무는 비행 중 문제가 발생할 경우 국제 우주 정거장에 도킹할 수 있어야 한다고 언급했다.[16] 또한, 컬럼비아 참사 조사 위원회가 부과한 안전 제한 사항도 이유로 들었다.[17][18][19]

이 결정은 과학계와 여론의 거센 비판을 받았다.[20][21] 특히, 메릴랜드주 상원 의원 바바라 미컬스키는 NASA 예산을 감독하는 상원 소위원회 위원으로서, O'키프가 과학계의 의견을 무시하고 투명한 절차 없이 결정을 내렸다고 비판하며, 이 결정을 번복하기 위해 노력할 것이라고 밝혔다.[20]

2004년, 우주 망원경 과학 연구소(STScI) 소장 스티븐 벡위스는 허블 울트라 딥 필드 조사의 결과를 발표하여 허블 망원경의 중요성을 대중에게 알렸다.[20] 이 데이터는 약 10,000개의 은하를 포함하는, 우주의 가장 깊은 곳을 촬영한 이미지였다.[20] 미컬스키 의원은 이 결과에 대해 "정말 놀랍다"며 허블 망원경에 대한 지지를 재확인했다.[20] NASA의 수석 과학자이자 물리학자인 존 그런스펠드 역시 허블 정비 임무를 옹호했다.[105]

2004년 12월, O'키프가 관리자직에서 사임하고,[23][24] 미국 국립 과학원 위원회가 허블 정비에 대한 O'키프의 입장에 반대하는 입장을 밝히면서, 허블 정비 임무 재개에 대한 희망이 커졌다.[25][26][27]

2005년, 마이클 D. 그리핀이 새로운 NASA 관리자로 임명되었다. 그는 O'키프의 결정에 동의하지 않았으며, 허블 망원경을 수리하기 위해 우주왕복선을 보내는 것을 고려하겠다고 발표했다.[28] 엔지니어 출신인 그리핀은 이전에 허블 망원경 건설에 참여한 경험이 있었고, 국립 과학원의 의견에 따라 로봇 임무는 실행 가능성이 낮다고 판단했다.[29]

STS-114 및 STS-121 임무의 성공과 이후 얻은 교훈 및 개선 사항을 바탕으로, NASA 관리자와 엔지니어들은 ''컬럼비아호'' 사고 이후의 안전 요구 사항을 준수하면서 허블 망원경을 정비할 수 있는 계획을 수립했다.[27]

2006년 10월 31일, 그리핀은 허블 정비 임무(STS-125)를 2008년에 재개할 것이라고 발표했다.[30][31][32] 미컬스키 의원은 "허블 망원경은 갈릴레오가 최초의 망원경을 발명한 이후 가장 위대한 망원경"이라며 이 소식에 기쁨을 표했다.[33]

3. 주요 임무

STS-125 임무는 다섯 차례의 우주 유영을 통해 허블 우주 망원경의 주요 장비를 교체하고 수리하는 데 초점을 맞췄다. 주요 임무는 다음과 같다.

임무설명
광역 카메라 3(WFC3) 설치기존 카메라보다 더 넓은 범위의 파장을 관측할 수 있는 고성능 카메라로 교체.[10]
우주 기원 분광기(COS) 설치허블 망원경에 설치된 역대 가장 민감한 자외선 분광기로, 희미한 천체의 분광 관측 능력을 크게 향상.[35][10]
고장난 첨단 관측 카메라(ACS) 수리2007년 전기적 문제로 작동이 중단된 ACS의 회로 기판을 교체하여 수리.
우주 망원경 영상 분광기(STIS) 수리2004년 전원 공급 장치 고장으로 작동이 중단된 STIS를 수리하여 관측 기능을 복구.
자이로스코프 교체망원경의 자세를 제어하는 핵심 부품인 자이로스코프 6개 모두를 새것으로 교체.[10]
배터리 교체망원경에 전력을 공급하는 배터리를 새것으로 교체하여 안정적인 전력 공급을 확보.[10]
미세 유도 센서(FGS) 교체망원경의 정밀한 조준을 돕는 FGS를 교체하여 관측 정확도를 높임.[10]
새로운 외부 담요 층 (NOBL) 설치망원경 외부의 단열재를 보강하여 온도 변화로부터 장비를 보호.[10]



다섯 차례의 우주 유영은 모두 성공적으로 수행되었으며, 총 우주 유영 활동 시간은 36시간 56분이었다.[65][103][129]

3. 1. 1차 우주 유영 (5월 14일)

존 그런스펠드와 앤드루 포이스텔이 참여한 1차 우주 유영은 2009년 5월 14일 12시 52분(UTC)에 시작되어 20시 12분(UTC)에 종료되었다. 총 7시간 20분 동안 진행된 이 우주 유영에서는 다음과 같은 작업이 수행되었다.

  • 광역/행성 카메라 2(WFPC2)를 철거하고, 광역 카메라 3(WFC3)를 설치하였다.[74][75]
  • WFC3 설치 과정 중, 그런스펠드는 처음에 구형 카메라에서 볼트를 제거하는 데 어려움을 겪었다. 이는 우주에서 15년 이상 경과한 후 예상보다 더 많은 토크가 필요했기 때문이다. 여러 번 시도한 후, 지상 관제소에서는 그런스펠드에게 에어록에서 비상 토크 리미터를 가져오도록 결정했는데, 이를 통해 포이스텔은 특정 지점을 초과하지 않고 더 많은 힘을 가할 수 있었지만, 볼트는 여전히 풀리지 않았다. 결국, 관제소는 포이스텔이 리미터를 제거하고 볼트를 풀기 위해 안전하다고 생각되는 만큼의 힘을 가하도록 승인했는데, 성공했다.[74]
  • 설치 후, 고다드 우주 비행 센터(Goddard Space Flight Center)에 있는 우주 망원경 운영 제어 센터의 제어자들은 카메라에 생존 테스트를 수행하는 명령을 보냈고, 테스트에 통과하여 카메라가 올바르게 설치되었음을 나타냈다.[76][77]
  • 과학 기기 명령 및 데이터 처리 장치(SIC&DH)를 교체했다.[75]
  • 이 장치는 허블의 과학 장비에 명령을 보내고, 지상으로 전송하기 위해 과학 데이터를 형식화하는 컴퓨터이다.[75]
  • 2008년 9월에 고장났던 장비였으며, 장치를 교체하면 중복성이 복원된다.[75][76]
  • 소프트 캡처 메커니즘(SCM)을 설치했다.[75][76]
  • 저 충격 도킹 시스템(Low Impact Docking System, LIDS)을 포함하는 SCM은 미래에 우주선이 망원경과 도킹하고, 수명이 다하면 망원경을 안전하게 지구 궤도로 되돌리는 데 사용될 것이다.[75][76]
  • 허블의 큰 접근 도어를 나머지 우주 유영 동안 더 쉽게 열고 닫을 수 있도록 하는 4개의 래치 오버 센터 키트(LOCK) 중 2개를 설치했다.[75]


미션 전문가 존 그런스펠드는 미션의 첫 번째 우주 유영 중 허블 망원경의 코팅에 비친 모습으로 여섯 번째 우주 유영을 수행하고 있다.

3. 2. 2차 우주 유영 (5월 15일)

마이클 J. 마시미노와 마이클 T. 굿이 참여한 2차 우주 유영은 2009년 5월 15일 12시 49분(UTC)에 시작되었다.[84] 이들은 허블 우주 망원경의 자이로스코프 속도 감지 장치(RSU) 3개를 모두 교체했다. 각 장치에는 망원경 자체의 방향을 잡는 두 개의 자이로스코프가 포함되어 있다.[79] RSU 2는 문제없이 교체되었으나, RSU 3 교체 시 장치가 가이드 핀에 정렬되지 않아 장비 베이에 장착되지 않았다. RSU 1 베이에 배치될 예정이었던 장치를 RSU 3 베이에 설치하는 데는 성공했다.[80] 이후 두 번째 장치를 세 번째 베이에 설치하려 했으나, 다시 제대로 장착되지 않아 설치에 실패했다.[80][81] 대신 STS-103 미션에서 제거되어 지상에서 수리된 예비 장치를 마지막 베이에 배치했다.[80][82] 세 개의 자이로 장치 설치는 서비스 미션의 주요 목표 중 하나였는데, 세 개가 고장났고, 하나는 전기적 문제, 다른 두 개는 성능 문제로 작동하지 않았기 때문이다.[82] 고다드 우주 비행 센터의 지상 관제사는 여섯 개의 자이로스코프와 새로운 배터리가 예비 테스트를 통과했음을 확인했다.[79]

두 번째 RSU 장착 문제로 우주 유영이 약 두 시간 지연되었으나, 비행 관제사들이 두 우주복의 소모품을 평가한 결과, 매시미노가 에어록에서 우주복 산소를 재충전하면 배터리 설치를 안전하게 계속할 수 있다고 판단했다.[83] 굿과 매시미노는 망원경 베이 2에서 원래 배터리 모듈 1개를 제거하고 새 장치로 교체했다.[79] 이 배터리는 망원경이 지구 그림자에 들어가 태양 전지판이 햇빛을 받지 못할 때 전력을 공급한다.[79]

2차 우주 유영은 20시 45분(UTC)에 종료되었으며, 총 7시간 56분이 소요되었다.[84] 이는 허블 망원경을 서비스하기 위한 20번째 우주 유영이었으며, 망원경 서비스 총 EVA 시간은 144시간 26분이 되었다.[84]

우주 유영자시작 (UTC)종료 (UTC)지속 시간
마이클 J. 마시미노
마이클 T. 굿		2009년 5월 15일
12:49		2009년 5월 15일
20:45		7시간 56분
허블의 모든 세 개의 자이로스코프 속도 감지 장치(RSU)를 제거하고 교체했다. 두 개의 배터리 장치 모듈 중 첫 번째를 제거하고 교체했다.[79][84]



미션 전문가 마이클 굿(오른쪽)과 마이클 매시미노(왼쪽 아래)가 미션의 두 번째 우주 유영 동안 ''애틀랜티스''의 화물칸에서 작업하고 있다.


STS-125 수석 우주 유영 담당관 토마스 곤잘레스-토레스가 미션 진행 상황을 모니터링하고 있다.

3. 3. 3차 우주 유영 (5월 16일)

그런스펠드와 포이스텔이 3차 우주 유영 전 ''아틀란티스''의 에어록에서 포즈를 취하고 있다.


포이스텔이 COSTAR 장비를 허블에서 ''아틀란티스''의 화물칸으로 옮기고 있다.


승무원들은 기상 후 세 번째 우주 유영을 준비했다. 이 우주 유영은 가장 어렵고 불확실한 것으로 여겨졌지만, 가장 우선순위가 높은 항목들이 예정되어 있었다.[85][86] 주요 과제는 허블 망원경 거울의 구면 수차를 교정하기 위해 STS-61 임무 때 설치되었던 교정 광학 우주 망원경 축 방향 교체 장치(COSTAR)를 제거하고, 우주 기원 분광기(COS)를 설치하며, 고급 관측용 카메라(ACS)를 수리하는 것이었다.[85][87][88] ACS는 2006년 6월 전기적 문제로 고장났고, 부분적으로 복구된 후 2007년에 다시 단락으로 고장났다.[85] ACS는 우주에서 수리하도록 설계되지 않았기 때문에 이 과제는 임무 중 가장 어려운 과제 중 하나로 여겨졌다.[85] 이전 두 번의 우주 유영에서 여러 문제에 직면했기에, 지상 관리자들은 복잡한 수리 작업 중 예상치 못한 문제가 발생할 것을 예상했다.[89]

우주 유영은 13:35 UTC에 시작되었고, 그런스펠드와 포이스텔은 문제없이 작업을 진행했다. 이들은 타임라인을 매우 효율적으로 진행하여 한때 1시간 이상 앞서기도 했다.[89] COSTAR를 제거하여 궤도선의 화물칸에 보관한 후, COS를 설치하고 ACS 수리로 넘어갔다. 특별히 설계된 도구를 사용하여 접근 패널을 제거하고, 카메라의 네 개 회로 기판을 교체했으며, 새로운 전원 공급 장치를 설치했다.[88][89]

우주 유영은 6시간 36분 만에 완료되었고, ACS는 초기 작동 테스트를 통과했다.[89] 이 우주 유영은 스물한 번째 허블 서비스 우주 유영이었고, 그런스펠드의 일곱 번째 EVA였으며, 그를 우주 유영 시간 기록에서 네 번째로 끌어올렸다.[90] 전날 임무 상태 브리핑에서 허블 우주 망원경 선임 프로젝트 과학자인 데이브 레크론은 처음 두 번의 우주 유영이 비교적 순조롭게 진행되었음에도 불구하고 문제가 발생했기 때문에, ACS를 수리하는 가장 어려운 EVA가 임무에서 가장 순조로울 것이라고 농담하며 예측하기도 했다.[89]

초기 작동 테스트 후, ACS는 기능 테스트를 거쳤다. 관리자들과 엔지니어들은 수리가 세 개의 사진 채널 중 광시야 채널에만 맞춰져 있으며, 고해상도 채널의 문제는 설계된 수정으로 해결되지 않을 수 있다는 점에 주목했다.[91] 기능 테스트 동안 광시야 채널은 통과했지만, 고해상도 채널에서 문제가 발견되었다. 이는 전원 문제가 우주 유영 수리가 해결한 것보다 전자 회로의 상류에 있을 수 있음을 나타냈다.[91][92] 추가 테스트가 예정되었지만, 허블 프로그램 매니저인 프레스턴 버치는 이 수정이 광시야 채널에 연결된 경로를 통해 고해상도 채널에 "역전원"을 공급하도록 설계되었으며, 단락 손상이 계획된 수리로 수정되지 않은 영역에 있을 가능성이 있다고 언급했다.[91] 고해상도 채널을 복원할 수 없더라도 ACS 과학 출력의 대부분이 광시야 채널에서 수행되므로 덜 중요하게 여겨졌다.[92][93] 세 번째 채널인 태양 맹 채널은 하룻밤 기능 테스트를 문제없이 통과했다.[92][93]

EVA우주 유영자시작 (UTC)종료 (UTC)지속 시간
EVA 3존 M. 그런스펠드
앤드루 J. 페우스텔		2009년 5월 16일
13:35		2009년 5월 16일
20:11		6시간 36분
교정 광학 우주 망원경 축 방향 교체 장치(COSTAR)를 제거하여 보관하고, 그 자리에 우주 기원 분광기(COS)를 설치했으며, 고급 관측용 카메라(ACS)에서 결함이 있는 4개의 전자 카드를 제거하고 새 전자 박스와 케이블로 교체했다.[89][90]


3. 4. 4차 우주 유영 (5월 17일)

마이클 굿과 마시미노가 우주 망원경 영상 분광기(STIS) 수리를 위해 허블 내부에서 작업하고 있다.


마이크 굿이 네 번째 우주 유영 동안 허블의 열린 패널에서 작업하고 있다.


마이클 마시미노가 네 번째 우주 유영 동안 궤도선의 후방 비행 갑판 창문을 들여다보고 있다.


네 번째 우주 유영은 13:45 UTC에 시작되었으며, 마시미노와 굿은 우주 망원경 영상 분광기(STIS) 수리에 착수했다. STIS는 2004년 전원 공급 장치 고장으로 작동이 중단되었다.[93] ACS와 마찬가지로 STIS는 우주에서 수리할 수 있도록 설계되지 않았기 때문에, 100개 이상의 나사로 고정된 덮개판을 제거하는 것이 주요 과제였다. 이를 위해 나사와 와셔를 잡아두어 우주로 날아가는 것을 방지하는 특수 도구인 고정 캡처 플레이트가 사용되었다.[93]

마시미노는 고정 캡처 플레이트를 설치하기 위해 손잡이를 제거해야 했는데, 손잡이 하단의 나사산이 깎여 분리되지 않는 문제가 발생했다.[94][95][96] 여러 시도에도 불구하고 실패하자, 지상 관제팀은 마시미노에게 손잡이를 강제로 제거하도록 지시했다.[95][97] 이 절차는 고다드 우주 비행 센터에서 사전 테스트를 거쳐 안전성이 확인되었다.[97] 퓨스텔은 궤도선 안에서 마시미노에게 천천히 절차를 설명하며, 카프톤 테이프로 손잡이를 감싸 부품이 날아가는 것을 막고, 힘을 가할 때 반작용에 주의하며, 날카로운 가장자리를 조심하라고 조언했다.[97]

손잡이 제거 후, 마시미노는 캡처 플레이트 부착을 시도했지만 전동 공구 배터리가 고장났다.[98] 마시미노는 STIS 수리를 완료하기 위해 예비 공구를 가져오고 우주복 산소를 재충전하기 위해 궤도선 에어록으로 돌아갔다.[98] STIS 수리는 완료되었지만, 예정보다 প্রায় 두 시간 지연되어 망원경 외부 쉘에 새로운 외부 담요 층(NOBL)을 설치하는 작업은 연기되었다.[95]

8시간 2분 동안 진행된 우주 유영은 21:47 UTC에 종료되었다.[95] 이는 당시 역사상 여섯 번째로 긴 우주 유영이었으며,[95] 허블 망원경 수리를 위한 22번째, 마시미노의 네 번째 우주 유영으로 총 EVA 시간은 30시간 44분이 되었다.

제니퍼 와이즈먼 고다드 우주 비행 센터 외계 행성 및 별 천체 물리학 책임자는 미션 상황 브리핑에서 STIS 수리가 미션과 과학계에 큰 성과라고 언급했다. STIS는 행성 구성 성분 분석, 블랙홀 주변 별의 움직임 연구 등 고유한 기능을 수행하기 때문이다.[86][95][99]

STIS는 초기 생존 테스트를 통과했지만, 낮은 열 한계 센서로 인해 망원경이 안전 모드로 전환되면서 기능 테스트에 문제가 발생했다.[94][95][98] 고다드 지상 관제사들은 센서가 정상 범위로 돌아오면 테스트를 재개할 예정이지만, 해당 구성 요소는 양호한 상태로 판단된다.[95]

3. 5. 5차 우주 유영 (5월 18일)

존 그런스펠드와 앤드루 포이스텔이 참여한 5차 우주 유영은 2009년 5월 18일 12시 20분(UTC)에 시작되어 19시 22분(UTC)에 종료되었으며, 총 7시간 2분 동안 진행되었다.[103] 이들은 먼저 노후된 배터리 모듈을 제거하고 새 배터리 모듈로 교체했다.[100] 이어서 미세 제어 센서 장치 3번을 제거하고 교체하여 허블의 이미징 초점과 안정성을 향상시켰다.[87] NASA 엔지니어들은 새로운 FGS가 320km 떨어진 곳에 있는 미국 10센트 동전에 레이저 빔을 집중시킬 수 있는 것과 같다고 비유했다.[101]

그런스펠드와 포이스텔은 일정을 한 시간 이상 앞당길 정도로 효율적으로 작업하여, 망원경의 5, 7, 8번 격납고에서 열화된 단열 패널을 제거하고 세 개의 새로운 외부 담요 층(NOBL)을 설치했다.[100] 또한 허블의 저이득 안테나 주변에 있는 보호 덮개를 제거하고 다시 설치했다.[131]

이번 우주 유영은 허블을 수리하기 위한 23번째이자 마지막 우주 유영이었으며, 우주왕복선 에어록에서 계획된 마지막 EVA였다.[103][104]

4. 참여 인물

STS-125 임무에는 7명의 우주비행사가 참여했다. 스콧 알트먼이 사령관을, 그레고리 C. 존슨이 조종사를 맡았다. 임무 전문가로는 존 그런스펠드, 케이 메건 맥아더, 마이클 마시미노, 앤드루 퓨스텔, 마이클 굿이 참여했다.

2007년 5월 필립 공이 고다드 우주 비행 센터를 방문하여 STS-125 승무원들을 만났다.


각 우주비행사의 비행 횟수는 다음과 같다.

  • 스콧 알트먼: 4번째이자 마지막 비행
  • 그레고리 C. 존슨: 유일한 비행
  • 존 그런스펠드: 5번째이자 마지막 비행
  • 케이 메건 맥아더: 첫 비행
  • 마이클 마시미노: 두 번째이자 마지막 비행
  • 앤드루 퓨스텔: 첫 비행
  • 마이클 굿: 첫 비행

4. 1. 승무원


  • 스콧 알트먼 (4) — 사령관
  • 그레고리 C. 존슨 (1) — 조종사
  • 존 그런스펠드 (5) — 임무 전문가
  • 케이 메건 맥아더 (1) — 임무 전문가
  • 마이클 마시미노 (2) — 임무 전문가
  • 앤드루 퓨스텔 (1) — 임무 전문가
  • 마이클 굿 (1) — 임무 전문가


4. 2. 비상 임무 (STS-400) 승무원

STS-125 임무 도중 문제가 발생했을 경우, 애틀랜티스 승무원을 구조하기 위한 STS-400 임무가 준비되었다. STS-400 임무의 승무원은 다음과 같다.

역할이름
선장크리스 퍼거슨
조종사에릭 보
임무 전문가셰인 킴브로
임무 전문가스티브 보웬



5. 비상 대응 계획 (STS-400)

STS-125는 ''컬럼비아'' 사고 이후 국제 우주 정거장(ISS)과의 랑데부(Rendezvous)가 허용되지 않는 저경사 궤도로 발사된 유일한 계획된 우주왕복선 임무였다.[3] 허블의 경사 및 기타 궤도 매개변수로 인해, ''애틀랜티스''는 구조적 또는 기계적 고장 발생 시 국제 우주 정거장을 안전한 대피소로 사용할 수 없었다.[134][135] NASA는 ''컬럼비아'' 참사 이후 우주왕복선 필요시 발사 (LON) 구조 능력을 갖추도록 요구했으며, 이에 따라 STS-400은 STS-125 임무 중 ''애틀랜티스''가 고장날 경우 ''엔데버''가 수행할 비상 우주왕복선 승무원 지원 (CSCS) 임무에 부여된 비행 지정이었다.[136] ''애틀랜티스''가 최종 점검을 수행하고 재진입이 승인된 후, ''엔데버''는 5월 21일 목요일에 공식적으로 대기 상태에서 해제되었다.[118]

국제 우주 정거장 및 허블 우주 망원경 궤도 비교


STS-125 비행 중 내열 패널에 손상이 생기는 등 아틀란티스가 지구로의 재돌입을 견딜 수 없다고 판단될 경우, 엔데버가 구조 비행(STS-400)을 수행할 예정이었다. 긴급 구조 비행이 구체적으로 준비된 것은 STS-125가 처음이었는데, 궤도 경사각이 다른 허블 우주 망원경의 궤도에서 ISS로 피난하여 구조를 기다리는 것은 물리적으로 불가능했기 때문이다. 따라서 구조를 기다리는 동안에는 아틀란티스 자체가 가진 식량, 산소, 물, 이산화탄소 흡착 캐니스터, 연료 전지만으로 버텨야 했으며, 시간적 여유는 많지 않았다. 이 때문에 STS-125 발사 시에는 인접한 LC39-B 발사대에서 3일 전부터 구조 물자를 탑재한 엔데버가 대기하고 있었다.

구조 비행은 엔데버에 4명의 비행사가 탑승하고, 2벌의 우주복을 싣고 발사되는 방식이었다. 발사 23시간 후에 아틀란티스와 궤도상에서 접근하여 로봇 팔로 고정하고, 아틀란티스 승무원 전원이 우주 유영으로 엔데버에 옮겨 타면 귀환한다. 무인이 된 아틀란티스는 폐기되어 태평양 상의 대기권에 재진입하여 불타는 방식이었다.

STS-125가 무사히 종료되었기 때문에, 엔데버는 STS-400에서 STS-127로 전환되었다. 미션을 전환하기 위해서는 ISS로 운반할 탑재품을 STS-127의 화물칸에 실어야 했지만, 대기하고 있던 39B 발사대는 미래의 컨스텔레이션 계획에서 아레스 I의 시험기를 발사하기 위해 개조 중이었고, 화물 적재 설비가 인증 수명 만료로 인해 사용할 수 없는 상태였다. 이 때문에 엔데버는 39B 발사대에서 39A 발사대로 이동하여, ISS로 운반할 화물을 실은 후 발사되었다.

2기의 우주왕복선이 발사대에 동시에 늘어선 것은 이것이 마지막이었다.

6. 성과 및 의의

STS-125 임무를 통해 허블 우주 망원경은 획기적인 성능 향상을 이루었다. 새로운 관측 장비와 수리를 통해 허블 망원경의 수명이 연장되었으며, 과학적 발견의 가능성이 크게 확대되었다.
새로운 관측 장비 설치


  • 우주 기원 분광기(COS): 망원경에 설치된 역대 가장 민감한 자외선 분광기이다.Cosmic Origins Spectrograph영어[35][10] 이 기기의 원자외선 채널은 이전 기기보다 30배 더 민감하고, 근자외선은 2배 더 민감하다.
  • 광역 카메라 3(WFC3): 적외선, 가시광선, 자외선을 포함한 넓은 범위의 파장을 기록할 수 있는 전색성 광역 카메라이다.[10] 광대역 행성 카메라 2(WFPC2)를 대체하여 설치되었으며,[75][74][130] 허블이 이전 카메라보다 더 넓은 색상 범위에서 크고 매우 선명하고 상세한 사진을 찍을 수 있게 해준다.[75]
  • 소프트 캡처 메커니즘 (SCM): 저 충격 도킹 시스템(Low Impact Docking System, LIDS)을 포함하는 장치로, 미래에 우주선이 망원경과 도킹하고, 수명이 다하면 망원경을 안전하게 지구 궤도로 되돌리는 데 사용될 것이다.[75][76][36]

기존 장비 수리 및 교체

  • 수정 광학 우주 망원경 축 교체(COSTAR) 제거: 우주 기원 분광기 설치를 위해 제거되었다.[89][90]
  • 고급 탐사 카메라(ACS) 수리: 결함이 있는 4개의 전자 카드를 제거하고 새 전자 박스와 케이블로 교체했다.[89][90]
  • 우주 망원경 영상 분광기(STIS) 수리: 전자 카드를 제거하고 교체했다.[86][95]
  • 미세 유도 센서(FGS) 교체: 망원경의 방향 시스템을 제어하는 센서이다.[10]
  • 자이로스코프 교체: 6개의 새로운 자이로스코프 세트를 설치했다.[10]
  • 배터리 교체: 새로운 배터리로 교체하여 망원경의 수명을 연장했다.[10]
  • 새로운 외부 담요 층(NOBL) 설치: 단열성을 개선하기 위해 설치되었다.[10]

성과 요약STS-125 임무는 총 5회의 우주 유영(EVA)을 통해 진행되었으며, 총 36시간 56분 동안 작업이 이루어졌다.[65][103][129]

EVA우주 유영자시작 (UTC)종료 (UTC)지속 시간주요 작업 내용
EVA 1존 M. 그런스펠드
앤드루 J. 페우스텔		2009년 5월 14일
12:52		2009년 5월 14일
20:12		7시간 20분광대역 행성 카메라 2(WFPC2)를 광역 카메라 3(WFC3)로 교체, 과학 기기 명령 및 데이터 처리 장치 교체, 덮개 문 윤활, 소프트 캡처 메커니즘 설치[75][74][130]
EVA 2마이클 J. 마시미노
마이클 T. 굿		2009년 5월 15일
12:49		2009년 5월 15일
20:45		7시간 56분자이로스코프 속도 감지 장치(RSU) 교체, 배터리 장치 모듈 교체[79][84]
EVA 3그런스펠드
페우스텔		2009년 5월 16일
13:35		2009년 5월 16일
20:11		6시간 36분수정 광학 우주 망원경 축 교체(COSTAR) 제거 및 우주 기원 분광기 설치, 고급 탐사 카메라 수리[89][90]
EVA 4마시미노
굿		2009년 5월 17일
13:45		2009년 5월 17일
21:47		8시간 2분우주 망원경 영상 분광기(STIS) 수리 (손잡이 및 전동 공구 문제로 연장)[86][95]
EVA 5그런스펠드
페우스텔		2009년 5월 18일
12:20		2009년 5월 18일
19:22		7시간 2분배터리 모듈 교체, 파인 가이던스 센서 3호 설치, 새로운 외부 담요 층(NOBL) 설치, 저이득 안테나 보호 덮개 제거 및 재설치[103][104][131]



이 임무를 통해 허블 우주 망원경은 우주의 기원과 진화를 밝히는 데 중요한 역할을 계속 수행하고 있으며, 인류의 우주에 대한 이해를 넓히는 데 크게 기여하고 있다.

7. 기타

STS-125 발사 준비를 위해 애틀랜티스와 엔데버가 마지막으로 발사대에 나란히 배치되었다.


발사 전, RSS가 철수된 후 LC-39A에 있는 애틀랜티스.


STS-125 임무에는 IMAX 3D 카메라가 탑재되어 허블 우주 망원경 정비 과정을 촬영했으며, 이 영상은 2010년 "IMAX: 허블 3D"라는 제목의 영화로 개봉되었다.[33] 우주 비행사 마이크 마시미노는 임무 훈련 과정을 트위터에 기록하고, 우주에서 트위터 업데이트를 시도하여 화제를 모았다.

허블 우주 망원경의 장비 고장과 열대 폭풍 페이[53], 허리케인 한나[54][55] 등의 문제로 여러 차례 발사가 지연되었다.

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