아제나 표적기

3. 증강 표적 도킹 어댑터 (ATDA)

최초의 GATV 발사 실패 이후, NASA는 록히드 아제나 로켓이 없는 백업 도킹 목표물인 '''증강 목표 도킹 어댑터'''(ATDA) 개발을 맥도넬사에 의뢰했다. 이것은 제미니 도킹 칼라와 제미니 재진입 제어 시스템을 기반으로 한 자세 제어 추진 시스템으로 구성되었다. ATDA는 길이가 약 3.32m이고 질량은 였다.^[5][6]

ATDA의 질량이 GATV보다 훨씬 작아 발사체의 공기역학 및 교정 설정에 영향을 미칠 가능성이 있었기 때문에, 아틀라스 부스터와의 호환성에 대한 몇 가지 질문이 제기되었다. 그러나 콘베어는 맥도넬에게 이것이 부스터에 기술적인 문제를 일으키지 않을 것이라고 확신시켰다.

두 번째 GATV 발사 실패는 1966년 5월 17일에 발생했는데, 당시 제미니 9호 우주인 톰 스태퍼드와 유진 서넌은 발사를 기다리며 발사대에 앉아 있었다. 아틀라스-아제나 로켓은 구름 낀 하늘로 부드럽게 상승하여 T+50초경 시야에서 사라졌다. 부스터 엔진 차단(BECO) 직전, 유도 제어 담당관은 부스터와의 접촉을 잃었다고 발표했다.

원격 측정 결과, 아제나 분리 단계는 T+300초에 예정대로 이루어진 것으로 나타났다. 아제나 로켓은 T+436초까지 신호를 계속 전송하다가 모든 원격 측정이 중단되었다. 구름 뒤에 가려져 있던 아틀라스 로켓의 B-2 엔진은 T+120초부터 오른쪽으로 심하게 짐벌링(gimbaling)되어 그 자세를 유지했고, 발사체를 216° 회전시켜 케이프 케네디 쪽으로 되돌아가게 했다. 이 회전으로 지상 유도 시스템이 고정될 수 없게 되었다. 바하마의 레이더 기지가 북쪽으로 향해 하강하는 것을 추적했다. BECO 이후 차츰 안정성을 회복했지만, 의도된 비행 경로에서 약 231° 기울어졌다. 두 로켓 모두 사거리 107nmi 지점의 대서양에 추락했다. 적절한 고도와 속도에 도달하지 못했기 때문에 아제나 로켓의 엔진은 작동하지 않았고, 유도 시스템이 시작 명령을 보낼 수 없었다. 엔진 짐벌 제어 손실의 정확한 원인은 밝혀지지 않았지만, 원격 측정 결과 서보 증폭기 출력 명령 신호 회로에서 접지 단락이 발생했음을 나타냈는데, 이는 추력부의 극저온 누출로 인한 것일 수 있다. 이 이론을 뒷받침하는 것은 T+65초부터 비정상적으로 낮은 추력부 온도였다. 극저온 누출의 원인은 밝혀지지 않았다. 지상 고정 손실로 인해 아틀라스 로켓에 정상적인 엔진 차단 신호를 전송할 수 없었고; BECO는 분리 백업 가속도계에 의해 생성되었고, T+273초에 LOX 고갈로 인해 SECO가 생성되었으며, VECO와 아제나 분리는 미사일 프로그래머가 생성한 백업 명령에 의해 생성되었다. 비행 제어 시스템을 제외하고 모든 아틀라스 시스템은 제대로 작동했다.^[7][8]

콘베어는 발사 실패에 대한 책임을 인정했지만, 록히드 엔지니어들은 아제나 로켓의 서보 고장을 나타내는 원격 측정 데이터에 대해 우려를 표명했고, 아틀라스 로켓에 고장이 발생하지 않았더라도 단계가 제대로 작동했을지 의문을 제기했다. 그러나 아틀라스 로켓이 기울어져 하강하는 것을 보여주는 플로리다주 멜버른 비치의 추적 카메라가 촬영한 필름을 공군이 공개하면서 실패의 진짜 원인이 드러났다. 그 결과 아제나 로켓의 서보 고장은 아틀라스 로켓의 이온화된 배기 가스 자취를 통과하면서 발생한 것으로 판명되었다.

제미니 9A 수정 임무 발사는 1966년 6월 1일로 재조정되었고 ATDA를 사용했다. 그러나 발사 중 도킹 어댑터를 보호하는 덮개가 접착 테이프로 잘못 고정된 랜야드(lanyard) 때문에 분리되지 않았다. 제미니 9A는 6월 3일에 발사되었고, 궤도에 진입했을 때 승무원들은 ATDA의 덮개가 부분적으로 열렸고 스태퍼드는 "화난 악어처럼 보인다"고 묘사했다. 도킹은 불가능했지만, 대신 랑데부 기동을 연습했다.^[9][10]

4. 비행 통계

각 ATV는 록히드 항공(Lockheed Aircraft)이 제작한 아제나-D(Agena-D) 유도 로켓 상단 단계 파생형과 맥도넬 항공(McDonnell Aircraft)이 제작한 도킹 어댑터로 구성되었다. 아제나는 케네디 우주센터 발사시설 14에서 제너럴 다이내믹스(General Dynamics)의 콘베어(Convair) 부서가 제작한 아틀라스(Atlas) 부스터 위에 실려 발사되었다. 아제나의 1차 연소는 덮개 분리와 아틀라스와의 분리 직후 대서양 상공에서 발생했다. 아센션 섬 상공에서 2차 연소를 통해 아제나를 저궤도 원형 궤도에 진입시켰다.^[3]

맥도넬의 제미니 우주선은 그로부터 90분 후 발사시설 19에서 발사되었다. 두 발사체의 카운트다운은 병행하여 진행되었고, 정밀한 동기화가 필요했다. 제미니는 계획 후반부에 제미니의 첫 번째 궤도를 도는 즉시 아제나와 랑데부하여 도킹했다.^[3] 제미니 11호의 리처드 F. 고든은 아제나와의 도킹을 공중급유에 비유했다.^[2]

도킹 후, 오른쪽 좌석에 있는 우주비행사는 아제나의 추력기와 엔진을 제어할 수 있었다.^[2] 그들은 결합된 우주선을 안정된 상태로 비행시키고 여러 가지 실험을 수행했다.

• 아제나의 자세 제어 시스템을 사용하여 결합된 우주선을 안정시켜 제미니의 추진제를 절약했다.
• 우주유영을 통해 도구 패널에서 작업 연습을 수행했다. 이를 위해 우주비행사의 과도한 노력을 방지하기 위해 후속 비행에는 핸드레일을 설치했다.
• 아제나 엔진을 재점화하여 우주선의 원지점을 높였다. 제미니 11호는 739.2nmi의 기록에 도달했다. 개조된 벨 8247 엔진은 최대 15회의 재시동이 가능하도록 인증되었다.^[3]
• 분리하여 캡슐과 아제나 사이에 약 15.24m 나일론 테더를 풀고 아제나가 우주비행사 아래에 있는 "덤벨" 형태로 비행하여 비제어 모드에서 편대 안정성에 대한 중력 효과를 확인했다. 이 기술은 현재 중력 구배 안정화로 알려져 있다.
• 유사한 테더와 몇 번의 추력 버스트를 사용하여 두 우주선을 서로 회전시켜 인공 중력의 초기 실험을 수행했다.
• 제미니 10호는 자체 ATV와 랑데부한 후 제미니 8호의 ATV와 두 번째 랑데부를 수행했다.

5. 대중문화

제미니 8호의 아제나와의 도킹 장면은 1998년 HBO에서 방영된 미니시리즈 《달까지의 여정(From the Earth to the Moon)》 1화 "우리가 할 수 있을까?"(Can We Do This?)와 2018년 닐 암스트롱 전기 영화 《퍼스트 맨》에 나온다.^[1]

nrgpix가 2020년 런던 공상과학영화제 출품작으로 제작한 단편 공상과학 드라마 《다크사이드(DARKSIDE)》에도 제미니 8호의 아제나와의 도킹이 등장한다.^[1]

참조

_[1] 웹사이트 Gemini 6 Target: NASA Space Science Data Coordinated Archive https://nssdc.gsfc.n[...]
_[2] 잡지 Flying the Gusmobile https://www.airspace[...] 1998-09-01
_[3] 웹사이트 Shuttle/Agena study. Volume 1: Executive summary https://ntrs.nasa.go[...] NASA 1972-02-25
_[4] 기술 보고서 Project Gemini Technology and Operations – A Chronology https://ntrs.nasa.go[...] NASA 2023-09-08
_[5] 웹사이트 Atlas Target Docking Adapter https://web.archive.[...]
_[6] 웹사이트 Spacecraft – Details – Gemini 9 Target B https://nssdc.gsfc.n[...] 2017-08-24
_[7] 보고서 Atlas SLV-3 Flight Evaluation Report, Vehicle 5303 Convair 1966-06-27
_[8] 웹사이트 Gemini 9 Target A https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2013-08-16
_[9] 웹사이트 Gemini 9A https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2013-10-30
_[10] 웹사이트 Gemini 9 Target B https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2013-10-30