데스티니 모듈
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1. 개요
데스티니 모듈은 국제 우주 정거장(ISS)의 미국 실험실 모듈로, 8.53m 길이, 4.27m 폭의 알루미늄과 스테인리스강으로 제작되었다. 2001년 STS-98 미션을 통해 ISS에 설치되었으며, 지구 과학 관찰을 위한 창문과 다양한 실험 장비를 갖추고 있다. 내부에는 국제 표준 탑재체 랙(ISPR)을 중심으로 생명 유지 시스템, 냉동고, 농업용 카메라 등이 설치되어 있으며, 무중력 상태에서 과학 기술 연구를 수행한다.
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| 데스티니 모듈 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| NSSDC ID | 2001-006B |
| 발사일 | 2001년 2월 7일 |
| 도킹일 | 2001년 2월 10일 |
| 설명 | |
| 모듈 | 데스티니 |
2. 구조 및 제원
국제 우주 정거장(ISS) 최초의 미국 실험실 모듈로,[2] 무중력 상태에서의 다양한 과학 기술 연구 수행을 목적으로 한다.[3] 또한 이탈리아의 콜럼버스 연구소 모듈, 일본의 키보 연구소 모듈 등 다른 우주 실험 모듈의 지휘 통제 센터 역할도 담당한다. 미국 우주 비행사들의 주요 거주 공간으로도 활용되지만, 내부에 화장실은 없다.
모듈은 알루미늄과 스테인리스강으로 제작되었으며, 세 개의 원통형 부분과 양 끝에 우주 비행사가 출입하는 해치가 있는 두 개의 엔드콘(endcone)으로 구성된다.[2] 모듈 양쪽 끝에는 다른 모듈과 연결하기 위한 공통 결합 기구(CBM)가 설치되어 있다. 모듈 중앙부에는 주로 지구 관측에 사용되는 약 50.80cm 직경의 고품질 유리 창문이 하나 있다.[3]
2. 1. 연결 현황
''데스티니'' 모듈은 양쪽 끝에 다른 모듈과 연결하기 위한 공통 결합 기구(CBM)를 가지고 있다. 후방 포트는 유니티 모듈의 전방 포트와 연결되어 있고, 전방 포트는 하모니 모듈(노드 2)의 후방 포트와 연결되어 있다.[7][8] 이 연결을 통해 통로부의 점퍼로 배관과 배선이 이어지며, 접지용 스트랩도 설치되어 있다. 접지 스트랩은 유니티의 능동형 공통 결합 기구(ACBM)와 데스티니의 수동형 공통 결합 기구(PCBM) 사이에 연결된다. 전방 포트의 ACBM은 하모니 모듈이 연결되기 전까지 가압 결합 어댑터 2(PMA-2)의 PCBM과 연결되어 있었다.모듈 양쪽 끝의 연결부에는 해치가 설치되어 있다.[3] 이 해치들은 모듈을 분리해야 하는 비상 상황이 아니면 일반적으로 열린 상태로 유지된다. 해치는 양쪽에서 열고 닫을 수 있으며, 해치 바깥쪽의 압력이 더 높을 경우 열리지 않도록 하는 압력 연동 기능이 있다. 각 해치 중앙에는 작은 창문이 달려 있다.
2. 2. 해치
데스티니 모듈 양쪽 끝의 공통 결합 기구(CBM)에는 각각 해치가 설치되어 있다.[3] 이 해치는 모듈 내부를 다른 모듈과 분리하여 구획하는 역할을 한다. 평상시에는 두 해치 모두 열려 있으며, 감압과 같이 모듈을 격리해야 하는 비상 상황이 발생하지 않는 한 열린 상태로 유지된다. 각 해치는 양쪽에서 열거나 닫을 수 있으며, 중앙에는 창문이 달려 있다.[3] 해치에는 안전을 위한 압력 연동 기능이 있어서, 해치 바깥쪽의 압력이 안쪽보다 높을 경우에는 열리지 않는다.[3]2. 3. 과학 관측 창
''데스티니''에는 주로 지구 과학 관찰에 사용되는, 열린 랙 베이에 위치한 약 50.80cm 직경의 창문이 있다.[2][3][9] 이 창은 광학적으로 순수한 망원경 품질의 유리로 만들어졌으며,[2][3][9] 공식적으로는 미국 실험실 과학 창(U.S. Laboratory Science Windoweng)으로 알려져 있다.[16] NASA는 이 창을 "...인간이 탑승하는 우주선에 탑재된 역대 최고 품질의 광학 장치..."라고 평가하며, 이를 통해 지구 관측 및 사진 촬영을 지원한다.[16]우주 정거장 승무원들은 이 창문을 통해 고품질 비디오 및 스틸 카메라를 사용하여 변화하는 지구의 모습을 기록한다.[3] 창문에서 촬영된 이미지는 지질학자와 기상학자에게 홍수, 눈사태, 화재, 플랑크톤 번식과 같은 해양 현상을 이전에는 볼 수 없었던 방식으로 연구할 기회를 제공했다. 또한, 국제 과학자들은 이 창을 통해 빙하, 산호초, 도시 성장, 산불과 같은 특징들을 연구할 수 있게 되었다.[3]
창문을 보호하기 위해 셔터가 설치되어 있다. 이 셔터는 ISS의 수명 동안 잠재적인 미소 유성체나 궤도 파편 충돌, 추력기 분사 시 발생하는 오염으로부터 창문을 보호하는 역할을 한다. 승무원은 창문을 사용하기 위해 셔터를 수동으로 연다.[3]
2010년에는 우주 관측 연구 시설(Window Observational Research Facility, WORF)이라는 연구 시설이 STS-131 우주왕복선 임무(ISS 19A 비행)를 통해 정거장으로 옮겨져 설치되었다.[16][17] 국제 표준 탑재 랙(ISPR)과 EXPRESS 랙 프로그램 기술을 기반으로 제작된 WORF는[16] 데스티니 모듈의 아래쪽(나디르 방향) 창을 활용하여 다양한 유형의 사진 촬영과 관측 활동을 지원한다.[16] WORF를 이용한 첫 번째 사진은 2011년 1월 21일에 농업용 카메라(Ag Cam)로 촬영되었다.[16][17]
WORF라는 이름은 SF 텔레비전 및 영화 프랜차이즈 ''스타 트렉''에 등장하는 가상 인물인 워프(Worf)를 연상시킨다. 이를 기념하여 클링온어로 텍스트가 쓰인 특별 미션 패치가 발행되기도 했다.[18] 이는 ''스타 트렉'' 프랜차이즈와 우주 탐사의 또 다른 연결 고리로, 과거 우주왕복선 엔터프라이즈의 명명 사례와 유사하다.
유사한 창으로는 러시아의 나우카 모듈에 설치된 포트홀 창이 있다.
3. 발사 및 설치
데스티니 모듈은 1995년부터 앨라배마 주 헌츠빌에 있는 마셜 우주 비행 센터에서 보잉사에 의해 제작되기 시작했다. 1998년에는 플로리다 주의 케네디 우주 센터로 운반되었고, 발사 전 준비를 거쳐 2000년 8월에 NASA에 인도되었다.
2001년 2월 7일, 데스티니 모듈은 우주왕복선 아틀란티스에 실려 STS-98 임무를 통해 ISS로 발사되었다.[4] 아틀란티스호는 비행 3일째에 ISS의 PMA-3에 도킹했다.
2001년 2월 10일 오전 9시 50분(중부 표준시, CST), 데스티니 모듈의 설치 작업이 시작되었다.[5] 먼저, 우주왕복선의 캐나다 암(SRMSS)을 사용하여 유니티 노드의 앞쪽 포트에 연결되어 있던 PMA-2를 분리하여 Z1 트러스의 앞쪽 계류 링에 임시로 보관했다. 이는 데스티니 모듈을 설치할 공간을 확보하기 위함이었다. 같은 날 11시 23분, 로봇 팔이 아틀란티스 화물칸에서 데스티니 모듈을 꺼내 유니티의 앞쪽 포트에 성공적으로 부착했다. 이틀 후(비행 6일째), 임시 보관했던 PMA-2를 데스티니 모듈의 앞쪽 해치에 다시 연결하여 반영구적인 위치에 설치했다.[6] (가압 결합 어댑터 및 Z1 트러스 참조)
데스티니 모듈의 추가로 ISS의 거주 가능한 공간은 약 107604.02L3 증가하여 기존 대비 41% 늘어났다.[5]
몇 년 후인 2007년 11월 14일, STS-120 임무로 운반된 하모니 모듈이 데스티니 실험실의 앞쪽 끝에 연결되었다.[7]
4. 내부 구성 및 장비
국제 우주 정거장(ISS)의 핵심 연구 시설 중 하나로, 무중력 상태에서의 다양한 과학 기술 연구를 수행하는 것을 주 목적으로 한다. 이탈리아의 콜롬버스 모듈과 일본의 키보 모듈 등 다른 실험 모듈의 지휘 통제 센터 역할도 일부 담당하며, 미국 우주 비행사들의 주요 활동 공간으로도 활용된다.
내부는 주로 탈부착 및 재구성이 가능한 국제 표준 탑재체 랙(ISPR)과 시스템 랙을 중심으로 구성되어 있다.[9] 이를 통해 인체 생명 과학, 재료 연구, 지구 관측, 상업적 응용 등 다양한 분야의 실험 장비와 전력, 냉각, 공기 정화 등을 담당하는 생명 유지 시스템 관련 장비들을 효율적으로 배치하고 운영한다.[3] 랙 시스템의 자세한 구성과 종류, 내부 장비에 대한 설명은 하위 섹션에서 다룬다.
모듈의 양 끝에는 다른 모듈과의 도킹 및 연결을 위한 공용 결합 메커니즘(CBM)이 설치되어 있다. 전방 포트의 능동 CBM(ACBM)은 하모니 모듈에 연결되고, 후방 포트의 수동 CBM(PCBM)은 유니티 모듈에 연결되어 ISS의 구조를 이룬다.[8] 이 외에도 우주비행사의 출입 및 장비 이동을 위한 해치, 외부 관측을 위한 창과 셔터 등의 기본적인 구조물을 갖추고 있다.
4. 1. 랙
국제우주정거장(ISS)의 유럽 콜럼버스나 일본의 키보와 마찬가지로, 데스티니 모듈 내부는 다양한 실험 및 장비를 위해 제거하거나 재구성할 수 있는 국제 표준 탑재체 랙(ISPR)과 시스템 랙을 중심으로 구성된다.[9] 각 랙은 흑연 복합소재 쉘로 만들어졌으며, 무게는 약 540kg (약 544.31kg), 높이는 약 약 185.42cm, 너비는 약 106.68cm이다.[9] 8개의 랙 베이에는 실험에 사용되지 않을 때 약 약 8211.89L3의 임시 보관 공간을 제공하는 커튼이 장착되어 있다.[9]
데스티니는 전기, 냉각수, 공기 재생 및 온도·습도 제어를 제공하는 전기 및 생명 유지 시스템을 갖춘 5개의 랙이 설치된 상태로 ISS에 도착했다. 이후 STS-102 미션에서 다목적 보급 모듈 레오나르도에 실린 7개의 랙이 데스티니로 옮겨졌으며, 후속 미션들을 통해 10개의 랙이 추가로 전달되었다. 데스티니는 인체 생명 과학, 재료 연구, 지구 관측 및 상업적 응용 분야의 실험을 수행할 수 있는 최대 13개의 탑재체 랙을 수용할 수 있다.[3] 이 연구실에는 총 24개의 랙 설치 공간(베이)이 있으며[2], 우현, 좌현, 상부에 각각 6개씩, 바닥에 5개, 총 23개의 랙을 탑재할 수 있다.
연구실 내부에는 랙, 랙을 지지하는 스탠드오프(standoff), 그리고 통로 부분의 점퍼(jumper)가 있다.[10] 실험 랙은 탈착 가능한 모듈형 유닛에 시스템 하드웨어를 보관한다. 스탠드오프는 전기 연결, 컴퓨터용 데이터 관리 시스템 케이블, 에어컨 덕트, 열 제어 튜브 등을 위한 공간을 제공하며, 우주 정거장의 장비 랙을 지원하는 기반 시설 역할을 한다.[10] 랙은 각 랙 위치의 하단에 있는 스탠드오프의 콘센트와 포트를 통해 스탠드오프의 배관 및 배선과 연결된다. 통로 부분의 점퍼는 다른 모듈과의 배관 및 배선을 연결하는 역할을 한다.
STS-121 미션에서는 영하 80도 실험실 냉동고(MELFI)가 데스티니로 운반되었다. 이 냉동고는 ISS에서 실험 샘플이나 시약을 -80°C에서 보관하거나, 온도를 유지한 채 지구와 우주 사이를 운반하는 데 사용된다. 이후 이 첫 번째 MELFI는 키보 모듈로 이전되었고, STS-128 미션에서 두 번째 MELFI가 운반되어 데스티니 내부에 설치되었다.
4. 2. 기타 장비
스테이션의 유럽 콜럼버스 연구소 모듈 및 일본 키보 연구소 모듈과 마찬가지로, ''데스티니'' 내부의 탑재체는 다양한 실험 및 장비를 위해 제거하거나 재구성할 수 있는 국제 표준 탑재체 랙(ISPR)을 중심으로 구성된다.[9] 흑연 복합 쉘로 만들어진 각 랙의 무게는 약 약 544.31kg (약 540kg)이며, 높이는 약 약 185.42cm, 너비는 약 106.68cm이다.[9] ''데스티니''는 총 24개의 랙을 수용할 수 있으며, 각 측면에 6개씩 배치되어 있다.[2] 실험에 사용되지 않는 8개의 랙 베이에는 약 약 8211.89L3의 임시 보관 공간을 제공하는 커튼이 장착되어 있다.[9]
''데스티니''는 국제 우주 정거장(ISS)에 도착했을 때 전기, 냉각수, 공기 재생 및 온도·습도 제어를 제공하는 전기 및 생명 유지 시스템을 갖춘 5개의 랙을 탑재하고 있었다. 추가 7개의 랙은 ''레오나르도'' 다목적 물류 모듈(MPLM)에 실려 STS-102 미션으로 ''데스티니''에 운송되었으며, 이후 미션에서 10개의 랙이 더 전달되었다. ''데스티니''는 인체 생명 과학, 재료 연구, 지구 관측 및 상업적 응용 분야의 실험을 수행할 수 있는 최대 13개의 탑재체 랙을 수용할 수 있다.[3]
연구실 내부에는 랙, 랙 스탠드오프, 그리고 모듈 연결 통로의 점퍼가 있다.[10] 랙은 탈착식 모듈형 장치에 시스템 하드웨어를 보관한다. 스탠드오프는 전기 연결, 컴퓨터용 데이터 관리 시스템 케이블, 에어컨 덕트, 열 제어 튜브 등을 위한 공간을 제공하며, 우주 정거장의 장비 랙을 지원한다.[10] 랙은 각 랙 위치 하단의 스탠드오프에 있는 콘센트와 포트를 통해 스탠드오프의 배관 및 배선과 연결된다. 유니티와 ''데스티니'' 사이의 통로에 있는 점퍼는 두 모듈 사이의 배관과 배선을 연결한다. 또한, 유니티의 능동 공용 결합 메커니즘(ACBM)과 ''데스티니''의 수동 공용 결합 메커니즘(PCBM) 사이에 접지 스트랩이 설치되어 있다.
''데스티니''의 주요 메커니즘으로는 수동 및 능동 CBM, 해치, 실험실 창 셔터 등이 있다. ACBM은 실험실 전방 포트에 있으며 하모니 노드에 부착되어 있다.[8] PCBM은 실험실 후방 포트에 위치하며, 유니티의 ACBM과 결합하여 ''데스티니''를 유니티에 고정시킨다.
''데스티니''에는 국제 우주 정거장용 영하 80도 실험실 냉동고(MELFI)도 설치되어 있다. 첫 번째 MELFI는 STS-121 미션을 통해 우주 정거장으로 운송되었다.[11] 이 냉동고는 우주 정거장에서 샘플과 시약을 보관하고, 온도 조절 환경에서 지구와 우주 정거장 간에 샘플과 시약을 운송하는 데 사용된다.[12] (첫 번째 MELFI는 이후 키보 모듈로 이전되었고, STS-128 미션에서 두 번째 MELFI가 운반되어 ''데스티니'' 내에 설치되었다.)
현재 ''데스티니''의 주요 관측 창에는 농업용 카메라(AgCam)가 설치되어 있다. 이는 노스 다코타 대학교의 학생과 교직원이 제작하고 주로 운영하는 다중 스펙트럼 이미징 시스템이다. AgCam은 가시광선과 적외선으로 지구의 식생 지역을 자주 촬영하여, 랜드샛과 같은 기존 위성 시스템보다 계절별 농업 응용 연구 및 운영 의사 결정 지원에 더 효과적일 수 있다.[13]
2016년에는 국제 우주 정거장(ISS) 승무원들이 ''데스티니'' 모듈 내의 ''Veggie'' 실험 장치를 사용하여 Veg-03 실험을 수행했다.[14] 이 장치는 식물 생장 실험에 필요한 빛과 영양분을 제공한다.[15] 11월에는 승무원 식단에 활용될 수 있는 식용 로메인 상추를 수확했으며,[15] 실험의 일환으로 재배된 양배추 샘플은 분석을 위해 지구로 보내졌다.[14]
4. 3. 스탠드오프
실험실 내부에는 랙, 랙 스탠드오프, 통로 부분의 점퍼가 있다.[10] 4개의 스탠드오프는 랙과 통로 사이에 위치하며, 개별 랙이나 실험실 전체를 드나드는 배관이나 배선이 통과하는 공간을 확보한다.스탠드오프는 전기 연결, 컴퓨터용 데이터 관리 시스템 케이블, 에어컨 덕트, 열 제어 튜브 등을 위한 공간을 제공하며, 이러한 기반 시설은 국제우주정거장의 장비 랙을 지원하는 데 필수적이다.[10] 랙은 각 랙 위치의 바닥 부분에 있는 스탠드오프의 콘센트 및 포트를 통해 스탠드오프 내 배관 및 배선과 연결된다.[10]
5. 미디어
- 2013년 영화 그래비티에 '데스티니' 모듈이 등장한다.
- 2017년 영화 발레리안: 천 개 행성의 도시에서는 원래 "2001년 모듈 '데스티니'"로 식별된 모듈이 알파(미래의 ISS 이름)의 작은 일부로서 왕좌로 사용될 예정이었다. 소설에서는 이 설정이 유지되었지만, 영화 최종 촬영에서는 인공 중력과 스피커폰과 같은 라디오 시스템이 수정된 아폴로 사령선 및 서비스 모듈 '데스티니 2005'로 대체되었다.
참조
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