뱅가드 TV-3
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1. 개요
뱅가드 TV-3는 1957년 12월 6일 발사되었으나 실패한 뱅가드 계획의 시험 발사체이다. 국제 지구 관측년의 일환으로 개발되었으며, 미국 해군이 주도했다. TV-3는 스푸트니크 1호와 유사한 구형 위성을 탑재했지만, 태양 전지를 사용해 진보적인 면모를 보였다. 발사 2초 만에 로켓이 추락하며 폭발했고, 이로 인해 미국의 우주 개발 경쟁에 대한 자존심에 큰 상처를 입었다. 이후 뱅가드 계획은 익스플로러 1호에 선수를 빼앗겼으며, TV-3의 실패는 기술적 결함의 중요성을 보여주는 사례로 남아있다.
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1958년 발사된 미국의 첫 지구 궤도 위성인 뱅가드 1호는 알루미늄 구체 형태로, 태양 전지 등으로 구동되는 송신기를 통해 궤도 정보와 상층 대기 데이터를 전송했으며 현재는 우주 쓰레기로 분류되지만 가장 오래 우주에 머물러 있는 물체이다. - 뱅가드 계획 - 뱅가드 (로켓)
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| 뱅가드 TV-3 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 이름 | 뱅가드 TV-3 |
| 다른 이름 | 뱅가드 시험 비행체-3 |
 | |
| 임무 유형 | 지구과학 |
| 운영 주체 | 미국 해군 |
| 제조사 | 미국 해군 연구소 |
| 우주선 | 뱅가드 1A |
| 우주선 종류 | 뱅가드 |
| 발사 질량 | 1.5 kg |
| 크기 | 직경 16.3 cm |
| 임무 정보 | |
| 임무 기간 | 궤도 진입 실패 (2초) |
| 발사일 | 1957년 12월 6일, 16시 44분 35초 GMT |
| 발사 로켓 | 뱅가드 TV-3 |
| 발사 장소 | 케이프커내버럴, LC-18A |
| 발사 계약자 | 글렌 L. 마틴 컴퍼니 |
| 최종 교신 | 해당 없음 |
| 궤도 진입 실패일 | 궤도 진입 실패 |
| 궤도 정보 (계획) | |
| 궤도 기준 | 지구 중심 궤도 |
| 궤도 종류 | 중궤도 |
| 근지점 고도 | 654 km |
| 원지점 고도 | 3969 km |
| 궤도 경사 | 34.2° |
| 궤도 주기 | 134.2 분 |
| 프로그램 정보 | |
| 프로그램 | 뱅가드 계획 |
| 이전 임무 | 뱅가드 TV-2 |
| 다음 임무 | 뱅가드 TV-3BU |
| 탑재 장비 | |
| 탑재 장비 1 | 무선 송신기 |
| 탑재 장비 설명 1 | 108/108.03 MHz |
| 탑재 장비 2 | 온도 센서 |
| 탑재 장비 설명 2 | 서미스터 이용 |
2. 뱅가드 계획의 배경
뱅가드 TV-3는 뱅가드 계획의 일환으로 개발되었으며, 발사 로켓에도 뱅가드라는 이름이 붙여졌다. TV-3 이전에 TV-0, TV-1, TV-2의 3기가 탄도 비행을 수행했으며, 스푸트니크 1호 발사가 이루어졌을 때는 TV-2의 발사 준비가 진행 중이었다.
뱅가드 1호와 거의 동일한 뱅가드 TV-3는 지름 15.2cm, 질량 1.36kg의 구형이다. 스푸트니크 1호와 비교해 지름과 질량은 각각 4분의 1과 60분의 1에 불과했지만, 태양 전지를 이용해 발전할 수 있다는 점에서 진보적이었다. 내부에는 108MHz와 108.03MHz의 무선 송신기를 장비하고 있으며, 6개의 안테나가 튀어나와 있다. 또한, 위성 내부의 온도를 측정하기 위해 2개의 서미스터를 탑재했다.
2. 1. 국제 지구 관측년 (IGY)
뱅가드 TV-3 프로젝트의 역사는 국제 지구 관측년(IGY)으로 거슬러 올라간다. 이는 전 세계의 과학자들이 행성 규모의 지구물리학 연구를 수행하기 위해 연합한 열정적인 국제적 사업이었다. IGY는 과학적 관측을 통해 얻은 정보의 자유로운 교환을 보장했으며, 이는 미래에 많은 중요한 발견으로 이어졌다.[2] 인공위성 궤도 진입은 IGY의 주요 목표 중 하나가 되었다. 1955년 7월, 드와이트 D. 아이젠하워 대통령은 그의 비서관을 통해 미국이 "I.G.Y.의 미국 참여의 일환으로 작고, 무인 지구 궤도 인공위성을 발사할 것"이라고 발표했다.[3] 1955년 9월 9일, 미국 국방부(U.S. DoD)는 해군 장관에게 이 임무를 진행하도록 승인하는 서한을 보냈다. 미 해군은 이 프로그램의 일환으로 뱅가드 위성 발사 임무를 할당받았다. 뱅가드 프로젝트가 공식적으로 시작된 것이다.[4]
2. 2. 미국의 초기 우주 개발 노력
뱅가드 TV-3 프로젝트의 역사는 국제 지구 관측년(IGY)으로 거슬러 올라간다. 이는 전 세계 과학자들이 지구물리학 연구를 위해 협력한 국제적인 프로젝트였다. IGY는 과학적 관측 정보의 자유로운 교환을 보장했고, 이는 미래의 많은 중요한 발견으로 이어졌다.[20] 인공위성을 궤도에 올리는 것은 IGY의 주요 목표 중 하나였다. 1955년 7월, 드와이트 아이젠하워 대통령은 언론 비서를 통해 미국이 "미국이 IGY에 참여하는 일환으로 소형 무인 지구 선회 위성"을 발사할 것이라고 발표했다.[21] 1955년 9월 9일, 미국 국방부는 해군 장관에게 임무 진행을 승인하는 편지를 썼다. 미국 해군은 이 프로그램의 일부로 뱅가드 위성을 발사하는 임무를 부여받았다. 뱅가드 프로젝트는 공식적으로 시작되었다.[22]
당시 미국 항공우주국(NASA)이 설립되기 전으로, 미국 육군과 미국 해군은 각각 별개의 위성 발사 계획을 추진하고 있었는데, 이 중 해군이 주도한 것이 뱅가드 계획이었다.
3. 뱅가드 TV-3
뱅가드 TV-3는 해군 주도의 뱅가드 계획의 일환으로 개발되었으며, 발사 로켓에도 뱅가드라는 이름이 붙여졌다. 당시 미국 항공우주국(NASA) 설립 이전이라, 육군과 해군은 각각 별개의 위성 발사 계획을 추진하고 있었다. TV3 이전에는 TV0, TV1, TV2의 3기가 탄도 비행을 수행했으며, 스푸트니크 발사 당시에는 TV2의 발사 준비가 진행 중이었다.
뱅가드 TV-3는 이후 발사에 성공한 뱅가드 1호와 거의 동일한 기종으로, 스푸트니크 1호와 비교해 지름은 4분의 1, 질량은 60분의 1에 불과했다.
3. 1. 위성 설계 및 탑재체
TV-3의 탑재체는 나중에 발사된 뱅가드 1과 매우 유사했다. 지름 16.3cm, 질량 1.5kg의 작은 알루미늄 구체였다. 수은 전지로 작동하는 10mW, 108MHz 송신기와, 우주선 몸체에 장착된 6개의 태양 전지로 작동하는 5mW, 108.03MHz 송신기 등 두 개의 송신기를 탑재했다. 위성은 몸체에 장착된 6개의 작은 안테나를 사용하여 주로 엔지니어링 및 원격 측정 데이터를 전송했지만, 송신기는 위성과 지상국 사이의 총 전자 함량을 결정하는 데에도 사용되었다. 위성 설계의 다른 기기에는 위성 내부 온도를 측정하여 단열재의 효율성을 추적하는 데 사용되는 두 개의 서미스터가 포함되었다. 위성은 추락 사고로 인해 재사용할 수 없을 정도로 손상되었지만, 사고 후에도 계속 신호를 보냈다.[1]
내부에는 108MHz와 108.03MHz의 무선 송신기를 장비하고 있으며, 6개의 안테나가 튀어나와 있었다. 또한, 위성 내부의 온도를 측정하기 위해 2개의 서미스터를 탑재하여 태양 전지를 이용한 발전을 가능하게 했다는 점에서 진보적이었다.
3. 2. 발사체: 뱅가드 로켓
뱅가드는 뱅가드 TV-3를 지구 궤도에 진입시키기 위해 사용된 3단 로켓이다. 로켓의 공기 저항을 줄이기 위해 핀을 제거하고, 발사 모터를 짐벌에 장착하여 회전시키면서 추력 방향을 바꾸어 조종할 수 있게 했다. 로켓의 2단과 3단 역시 짐벌 방식을 사용했다.[5] 뱅가드 TV-3는 뱅가드 계획의 일환으로 개발되었으며, 발사 로켓에도 뱅가드라는 이름이 붙여졌다.4. 발사 실패
1957년 12월 6일 발사된 뱅가드 TV-3는 발사 후 약 2초 만에 추력을 잃고 발사대에 추락하여 폭발했다.[1] 이 사고로 로켓은 파괴되고 발사대는 심각하게 손상되었으며, 튕겨져 나간 위성은 재사용이 불가능했다.[1] 사고 원인은 명확하게 밝혀지지 않았지만, 연료 시스템 문제로 추정된다.[6][7] 마틴 마리에타는 낮은 연료 탱크 압력을, 제너럴 일렉트릭은 느슨한 연료 연결을 문제점으로 지적했다.[7] 조사 결과, 탱크 및 연료 시스템 압력이 낮아 인젝터 헤드에 압력이 부족했고, 이로 인해 뜨거운 연소 가스가 역류하여 압력 급증을 일으킨 것으로 보인다.[7] 이 실패는 스푸트니크 쇼크를 더욱 부추겼으며, 미국 언론들은 이를 "카푸트니크", "스테이푸트니크" 등의 용어로 보도했다.[19] 이후 익스플로러 1호의 성공적인 발사로 미국은 우주 경쟁에서 소련에 대한 추격의 발판을 마련하게 되었다. 뱅가드 TV-3의 잔해는 스미소니언 국립 항공우주 박물관에 전시되어 있다.[1][18]
4. 1. 발사 과정
1957년 12월 6일 16시 44분 35초(GMT), 플로리다주 케이프커내버럴의 대서양 미사일 발사 기지에서 뱅가드 TV-3 발사가 시작되었다.[1] 발사 약 2초 후, 고도 약 1m에서 로켓은 추력을 잃고 발사대로 추락했다.[1] 연료 탱크가 파열되며 폭발했고, 로켓과 발사대가 크게 파손되었다.[1]뱅가드 위성은 튕겨져 나가 근처에 떨어졌고, 송신기는 계속 신호를 보내고 있었다.[1] 그러나 위성은 손상되어 재사용이 불가능했다.[1] 엔진 정지 원인은 불분명하나, 연료 배관 문제로 추정된다.[18]
미국 언론은 이를 "카푸트니크"(Kaputnik, 망가진 위성), "스테이푸트니크"(Stayputnik, 움직이지 않는 위성) 등으로 칭하며 스푸트니크 쇼크를 부추겼다.[19]
1958년 1월, 육군이 익스플로러 1호를 성공적으로 발사하며 해군의 뱅가드 계획은 선수를 빼앗겼다.[17] 2월에 뱅가드 TV3 백업기(TV3BU)가 발사되었으나, 57초 후 제어 시스템 문제로 공중 분해되어 실패했다.[17]
4. 2. 실패 원인 분석
사고의 정확한 원인은 초기 단계에서 제한적인 원격 측정 계측으로 인해 확실하게 밝혀지지 않았다.[6] 마틴 마리에타는 시동 절차 동안 연료 탱크 압력이 낮아 터보 펌프에서 완전한 추진제 압력이 얻어지기 전에 연소실에서 타는 연료 일부가 인젝터 헤드를 통해 연료 시스템으로 새어 들어갔다고 결론 내렸다. 반면 제너럴 일렉트릭은 문제가 느슨한 연료 연결이라고 주장했다. 결과적으로 첫 번째 문제가 두 번째 문제의 원인이 된 것으로 보인다. 조사 결과 탱크 및 연료 시스템 압력이 공칭 압력보다 약간 낮아 인젝터 헤드의 압력이 부족했다. 그 결과, 뜨거운 연소 가스가 인젝터 헤드로 역류하여 큰 압력 급증을 일으켰다. 인젝터 링이 완전히 타버린 후 연소실이 파열되었다. T+1초에 부스터의 추력 부분에서 충격파가 연료 공급 라인을 파열시켜 엔진 추력을 완전히 종료했다. GE 기술자들은 테스트 과정에서 이러한 설계 결함을 발견하지 못했고, 탱크 압력을 증가시켜 임시 방편으로 해결했다. 결국 에탄 가스를 사용하여 연료력을 증가시키고 거친 시동 과도 현상을 방지하는 추가 수정이 이루어졌다.[7] X-405 엔진은 이후 발사 및 정적 발사 테스트에서 다시 실패하지 않았다.1957년 12월 6일, 뱅가드 TV3는 케이프 커내버럴 공군 기지에서 발사되었으나, 리프트오프 2초 후 엔진 추력이 저하되어 로켓은 연료를 가득 실은 채 발사대 위에 붕괴되어 폭발했다. 발사대는 큰 손상을 입어 대규모 수리를 해야 했지만, 인공위성은 완전히 파괴되지는 않았고, 근처에 굴러다니며 전파를 계속 송신했다.[18]
엔진 정지 원인은 불분명하지만, 연료 배관 불량으로 추정된다.[18]
4. 3. 피해 상황
1957년 12월 6일 16시 44분 35초(GMT) 플로리다 케이프커내버럴의 대서양 미사일 발사 기지에서 뱅가드 TV-3가 발사되었으나, 발사 후 약 2초, 약 1미터 상승한 후 추력을 잃고 발사대로 다시 내려앉았다.[1] 연료 탱크가 파열되어 폭발하면서 로켓은 파괴되고 발사대는 심각하게 손상되었다.[1] 뱅가드 위성은 튕겨져 나가 짧은 거리에 착륙했고, 송신기는 여전히 신호 비콘을 보내고 있었다.[1] 그러나 위성은 손상되어 재사용할 수 없었다.[1]엔진 정지 원인은 불분명하지만, 연료 배관 불량으로 추정된다.[18]
미국 언론은 "카푸트니크"(Kaputnik, 망가진 위성), "스테이푸트니크"(Stayputnik, 움직이지 않는 위성) 등, 먼저 발사된 "스푸트니크"를 비튼 조어를 사용하며 스푸트니크 쇼크를 부추겼다.[19]
뱅가드 TV-3의 실기는 사고 현장에서 회수되어 스미소니언 국립 항공우주 박물관에 전시되어 있다.[1][18]
5. 실패의 영향 및 반응
뱅가드 TV-3 발사 실패는 미국뿐만 아니라 국제 사회 전체에 큰 충격을 주었다. 특히, 당시 냉전 상황에서 소련과의 우주 개발 경쟁에서 뒤처지는 결과를 낳아 미국의 자존심에 큰 상처를 입혔다.
1957년 12월 6일, 뱅가드 TV-3는 케이프 커내버럴 공군 기지에서 발사되었으나, 이륙 2초 후 엔진 추력 저하로 발사대가 붕괴되고 폭발했다. 이 사고로 발사대는 크게 손상되었지만, 인공위성은 완전히 파괴되지 않고 근처에서 계속 전파를 송신했다.[18] 엔진 정지 원인은 연료 배관 불량으로 추정된다.[18]
이후 뱅가드 계획은 계속 진행되었지만, 1958년 2월에 발사된 뱅가드 TV-3 백업기(TV3BU) 역시 발사 57초 후 제어 시스템 이상으로 공중 분해되어 실패했다.[17] 뱅가드 계획의 첫 성공은 1958년 3월 TV4 (뱅가드 1호) 발사였다. 한편, 사고 현장에서 회수된 TV-3의 실기는 국립 항공 우주 박물관에 전시되어 있다.[18]
5. 1. 미국 내 반응
발사 실패 후, 마틴사의 주식 거래는 뉴욕 증권 거래소에 의해 일시 중단되었다.[6]미국 언론들은 "플롭닉"(Flopnik),[8] "카푸트닉"(Kaputnik),[9] "웁스닉"(Oopsnik), "더드닉"(Dudnick), "스테이푸트닉"(Stayputnik) 등 스푸트니크에서 따온 조롱 섞인 표현으로 실패를 묘사했다.[10] 이는 과학 기술 선두 주자임을 자부하던 미국에게 큰 충격이었다. 냉전 경쟁국 소련은 이 사건을 이용하여, 국제 연합에서 미국 대표에게 "개발도상국" 지원을 받을 의향이 있는지 묻기도 했다.[11][12][13]
뉴욕 타임스는 TV-3 발사 실패를 "미국 위신에 대한 타격"이라고 평가했다.[14] 린든 B. 존슨 상원의원은 이를 "매우 굴욕적인" 사건이라고 언급했으며, 마틴사의 엔지니어 도널드 J. 마르카리안은 "TV-3 폭발 이후, 뱅가드 계획은 미국 국민의 상처받은 자존심의 희생양이 되었다"라고 회고했다.[15]
미국 언론들은 실패를 스푸트니크 쇼크와 연결 지어 "카푸트니크"(망가진 위성), "스테이푸트니크"(움직이지 않는 위성) 등의 신조어로 보도했다.[19]
5. 2. 국제 사회의 반응
뱅가드 TV-3 발사 실패는 과학 기술 분야의 선두 주자임을 자처하던 미국에게 큰 굴욕이었다. 냉전에서 미국의 경쟁국이었던 소련은 이 사건을 이용하여, 국제 연합에서 미국 대표에게 "개발도상국"을 위한 지원을 받을 의향이 있는지 질문했다.[13]5. 3. 미국의 우주 개발 경쟁 재개
뱅가드 TV-3 발사 실패 이후, 이 프로젝트의 주요 계약업체인 마틴사 주식 거래는 뉴욕 증권 거래소에 의해 일시 중단되었다.[6]미국 신문들은 "플롭닉"(Flopnik),[8] "카푸트닉"(Kaputnik),[9] "웁스닉"(Oopsnik), "더드닉"(Dudnick), "스테이푸트닉"(Stayputnik) 등, 러시아 위성 스푸트니크의 이름을 빗댄 용어로 실패를 묘사하는 주요 제목과 기사를 게재했다.[10] 국제 언론에 보도된 이 실패는 과학 기술 분야의 선두 주자임을 세계에 내세웠던 미국에게는 자존심에 큰 상처를 입는 일이었다. 냉전에서 미국의 경쟁국인 소련은 이 재앙을 이용했다.[11][12] 사건 며칠 후, 국제 연합의 소련 대표는 미국이 "개발도상국"을 위해 책정된 지원을 받는 데 관심이 있는지 질문했다.[13]
TV-3 재앙은 뉴욕 타임스에 의해 "미국의 위신에 대한 타격"이라고 언급되었다.[14] 린든 B. 존슨 상원의원은 발사가 미국 국민에게 "매우 굴욕적인" 일이라고 말했다. TV-3의 개발 및 제작을 담당했던 마틴사의 프로젝트 엔지니어인 도널드 J. 마르카리안의 말에 따르면, "TV-3 폭발 이후, 뱅가드 계획은 미국 국민의 상처받은 자존심의 희생양이 되었다."[15]
이러한 상황 속에서, 1958년 1월 미국 육군 팀은 미국 최초의 인공위성 익스플로러 1호를 성공적으로 발사하면서 해군의 뱅가드 계획은 선수를 빼앗기는 형국이 되었다.[16]
6. 뱅가드 TV-3의 유산
뱅가드 TV-3는 1957년 12월 6일 케이프 커내버럴 공군 기지에서 발사되었으나, 이륙 2초 후 엔진 추력 저하로 발사대에서 폭발했다. 이 사고로 발사대는 큰 손상을 입었고, 인공위성은 완전히 파괴되지는 않았지만 발사에 실패했다. 엔진 정지의 정확한 원인은 불분명하나, 연료 배관 불량으로 추정된다.[18]
이 실패는 미국의 각 언론에 의해 "카푸트니크"(Kaputnik, 망가진 위성), "스테이푸트니크"(Stayputnik, 움직이지 않는 위성) 등으로 불리며 스푸트니크 쇼크를 더욱 부추겼다.[19]
사고 현장에서 회수된 TV3의 실기는 국립 항공 우주 박물관에 전시되어 있다.[18]
6. 1. 교훈과 개선
뱅가드 TV-3의 실패는 연료 배관 불량으로 인한 엔진 추력 저하가 원인으로 추정된다. 이 사고로 발사대가 크게 손상되었고, 언론은 이를 "카푸트니크", "스테이푸트니크" 등으로 폄하하며 스푸트니크 쇼크를 부추겼다.[19]이후 1958년 1월, 육군의 익스플로러 1호가 미국 최초의 인공위성 발사에 성공하면서 해군의 뱅가드 계획은 선수를 빼앗겼다. 같은 해 2월 발사된 뱅가드 TV3 백업기 (TV3BU)는 제어 시스템 이상으로 실패했다.[17] 뱅가드 계획의 첫 성공은 1958년 3월 TV4 (뱅가드 1호)였다.
TV3의 실기는 사고 현장에서 회수되어 국립 항공 우주 박물관에 전시되어 있다.[18]
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