아폴로 15호
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1. 개요
아폴로 15호는 1971년 7월 26일 발사된 아폴로 계획의 유인 달 탐사선으로, 데이비드 스콧, 알프레드 워든, 제임스 어윈이 탑승했다. 이 임무는 달 탐사차(LRV)를 처음 사용해 달 표면에서의 활동 범위를 넓혔으며, 3차례의 선외 활동을 통해 77kg의 달 표본을 채취했다. 또한, 과학 실험 장비 모듈을 활용한 달 궤도 관측과 소형 위성(PFS-1)을 발사하여 달의 환경을 연구했다. 아폴로 15호는 하들리 계곡에 착륙하여 달의 지질학적 연구에 기여했지만, 우표 커버 판매와 시계 사용, 조각상 복제 논란 등의 문제로 논란이 일기도 했다.
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- 1971년 달 - 아폴로 월면차
아폴로 월면차는 아폴로 계획에서 개발된 달 탐사용 이동 수단으로, 우주 비행사들의 활동 범위를 넓히고 최고 시속 16km로 주행하며 437kg의 사람과 짐을 실을 수 있다. - 1971년 달 - 아폴로 14호
아폴로 14호는 1971년 1월 31일에 발사된 아폴로 계획의 9번째 유인 우주 임무이자 5번째 달 착륙 임무로, 프라 마우로 고지에 착륙하여 달 표면 탐사, 약 45kg의 달 암석 샘플 채취, 아폴로 달 표면 실험 장비 설치, 최초의 달 표면 모듈식 장비 운반대 사용 등의 성과를 거두며 여러 기술적 문제에도 불구하고 성공적으로 수행되었고, 현재 사령선 '키티 호크'는 케네디 우주센터에 전시되어 있다. - 아폴로 15호 - 데이비드 스콧
데이비드 스콧은 미국의 시험 비행사이자 전직 NASA 우주비행사로, 제미니 8호에서 인류 최초 우주 도킹에 성공하고 아폴로 15호에서 달 탐사 및 제네시스 암석 채취 등의 과학적 성과를 거두었으며, 이후 NASA 드라이든 비행 연구 센터장을 역임했다. - 아폴로 15호 - 알프레드 워든
알프레드 워든은 미국의 우주비행사이자 공군 조종사, 엔지니어로, 1971년 아폴로 15호에서 사령선 조종사로 달 궤도를 돌며 과학 실험과 관측을 수행하고 지구 귀환 중 우주 유영을 통해 지구에서 가장 멀리 떨어진 인간이 되었으며, NASA 퇴직 후에는 사업가, 정치인, 작가 등으로 활동하며 우주 탐험과 STEM 교육에 공헌했다. - 1971년 재진입한 우주선 - 매리너 8호
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| 아폴로 15호 | |
|---|---|
| 아폴로 15호 정보 | |
 | |
| 기본 정보 | |
| 임무 유형 | 유인 달 착륙 (J) |
| 운영자 | 미국 항공우주국 |
| COSPAR ID | CSM: 1971-063A LM: 1971-063C |
| SATCAT | CSM: 5351 LM: 5366 |
| 임무 기간 | 12일 7시간 11분 53초 |
| 우주선 | 아폴로 CSM-112 아폴로 LM-10 |
| 제조사 | CSM: 노스 아메리칸 록웰 LM: 그루먼 |
| 발사 질량 | 48,599 kg |
| 착륙 질량 | 5,321 kg |
| 발사 날짜 | 1971년 7월 26일 13:34:00.6 UTC |
| 발사 로켓 | 새턴 V SA-510 |
| 발사 장소 | 케네디 우주 센터 LC-39A |
| 착수 날짜 | 1971년 8월 7일 20:45:53 UTC |
| 착수 장소 | 북태평양 26 |
| 회수 | USS 오키나와 (LPH-3) |
| 궤도 기준 시점 | 1971년 7월 30일 |
| 궤도 기준 | 달 중심 |
| 궤도 근지점 | 101.5 km |
| 궤도 원지점 | 120.8 km |
| 궤도 경사 | 23도 |
| 행성 간 정보 | |
| 달 궤도 | |
| 대상 | 달 |
| 구성 요소 | 사령선/기계선 |
| 궤도 수 | 74 |
| 도착 날짜 | 1971년 7월 29일 20:05:46 UTC |
| 출발 날짜 | 1971년 8월 4일 21:22:45 UTC |
| 달 착륙 | |
| 대상 | 달 |
| 구성 요소 | 달 착륙선 |
| 도착 날짜 | 1971년 7월 30일 22:16:29 UTC |
| 출발 날짜 | 1971년 8월 2일 17:11:23 UTC |
| 위치 | 해들리-아펜니네 26.1322 |
| 샘플 질량 | 77 kg |
| 표면 선외 활동 횟수 | 4 (기립 포함) |
| 표면 선외 활동 시간 | 19시간 7분 53초 기립: 33분 7초 첫 번째: 6시간 32분 42초 두 번째: 7시간 12분 14초 세 번째: 4시간 49분 50초 |
| 달 탐사차 정보 | |
| 대상 | 달 |
| 이동 거리 | 27.9 km |
| 화물 정보 | |
| 탑재 화물 | 입자 및 자기장 보조 위성 (PFS-1) 달 탐사차 |
| 화물 질량 | PFS-1: 35.6 kg LRV: 209.9 kg |
| 도킹 정보 | |
| 도킹 대상 | 달 착륙선 |
| 도킹 유형 | 도킹 |
| 도킹 날짜 | 1971년 7월 26일 17:07:49 UTC |
| 분리 날짜 | 1971년 7월 30일 18:13:16 UTC |
| 도킹 대상 | 달 착륙선 상승 단계 |
| 도킹 유형 | 도킹 |
| 도킹 날짜 | 1971년 8월 2일 19:10:25 UTC |
| 분리 날짜 | 1971년 8월 3일 01:04:01 UTC |
| 승무원 정보 | |
| 승무원 수 | 3 |
| 승무원 | 데이비드 R. 스콧 앨프리드 M. 워든 제임스 B. 어윈 |
| 승무원 선외 활동 | 시스루나 공간에서 1회, 달 표면에서 4회 |
| 승무원 선외 활동 시간 | 39분 7초 필름 카세트 회수용 우주 유영 |
| 호출 부호 | CSM: 인디버 LM: 팰컨 |
| |
| 이전 미션 | 아폴로 14호 |
| 다음 미션 | 아폴로 16호 |
| 프로그램 | 아폴로 계획 |
2. 승무원
데이비드 스콧은 선장[10], 알프레드 워든은 사령선 조종사[10], 제임스 어윈은 달 착륙선 조종사[10]였다.
스콧은 1932년 텍사스주 샌 안토니오에서 태어났으며, 미국 육군사관학교를 1954년에 졸업하고 미국 공군에서 복무했으며, 1962년 MIT에서 두 개의 석사 학위를 받은 후 1963년 세 번째 우주비행사 그룹으로 선발되었다. 그는 제미니 8호에서 닐 암스트롱과 함께, 아폴로 9호의 사령선 조종사로 비행했다. 워든은 1932년 미시간주 잭슨에서 태어나 미국 육군사관학교(1955년 졸업)를 졸업하고 공군에서 복무했으며, 1963년 미시간 대학교에서 공학 석사 학위 두 개를 받았다. 어윈은 1930년 피츠버그에서 태어났으며, 미국 해군사관학교를 1951년에 졸업하고 공군에서 복무하면서 1957년 미시간 대학교에서 석사 학위를 받았다. 워든과 어윈은 다섯 번째 우주비행사 그룹(1966년)으로 선발되었으며, 아폴로 15호는 그들의 유일한 우주 비행이었다.[11] 세 명은 모두 미시간 대학교를 다녔고, 두 명은 그곳에서 학위를 받았다. 미시간 대학교는 항공 우주 공학 프로그램을 제공한 최초의 대학교였다.[12]
2. 1. 정규 승무원
데이비드 스콧은 선장[10], 알프레드 워든은 사령선 조종사[10], 제임스 어윈은 달 착륙선 조종사[10]였다.스콧은 미국 육군사관학교를 1954년에 졸업하고 미국 공군에서 복무했으며, 1962년 MIT에서 두 개의 석사 학위를 받은 후 1963년 세 번째 우주비행사 그룹으로 선발되었다. 그는 제미니 8호에서 닐 암스트롱과 함께, 아폴로 9호의 사령선 조종사로 비행했다. 워든은 미시간주 잭슨에서 태어나 미국 육군사관학교를 졸업(1955년)하고 공군에서 복무했으며, 1963년 미시간 대학교에서 공학 석사 학위 두 개를 받았다. 어윈은 피츠버그에서 태어나 미국 해군사관학교를 1951년에 졸업하고 공군에서 복무하면서 1957년 미시간 대학교에서 석사 학위를 받았다. 워든과 어윈은 다섯 번째 우주비행사 그룹(1966년)으로 선발되었으며, 아폴로 15호는 그들의 유일한 우주 비행이었다.[11] 세 명은 모두 미시간 대학교를 다녔고, 미시간 대학교는 항공 우주 공학 프로그램을 제공한 최초의 대학교였다.[12]
백업 승무원은 지휘관 리처드 F. 고든 주니어, 사령선 조종사 밴스 D. 브랜드, 달 착륙선 조종사 해리슨 H. 슈미트였다.[10] 이들은 아폴로 18호에 탑승했을 가능성이 높았다. 브랜드는 아폴로-소유즈 시험 계획과 STS-5에 탑승했다. NASA는 지질학자인 슈미트를 조 엔글 대신 아폴로 17호의 LMP로 선발했다.
아폴로 15호의 지원 승무원은 조셉 P. 앨런, 로버트 A. 파커, 칼 G. 헤나이즈였다. 세 명 모두 1967년에 선발된 과학자 우주비행사였으며, 주요 승무원은 조종보다 과학 분야에서 더 많은 지원이 필요하다고 느꼈다. 이들은 아폴로 계획 기간 동안 비행하지 않았으며, 우주왕복선 계획이 시작될 때까지 우주로 진출하지 않았다.
우주비행사 3명 모두 미국 공군 출신이며, 모두 미시간 대학교에서 명예 박사 학위 또는 석사 학위를 받았다. 스콧은 1971년 봄, 발사 한 달 전에 명예 박사 학위를 받았다. 그는 한때 미시간 대학교에 재학했지만, 미국 육군사관학교 초청을 받아 중퇴했다.
2. 2. 예비 승무원
리처드 고든이 선장, 밴스 브랜드가 사령선 조종사, 해리슨 슈미트가 달 착륙선 조종사로 예비 승무원이었다. 해리슨 슈미트는 "그룹 4"라고 불리는, 아폴로 계획을 위해 선출된 과학자 중심의 우주비행사 그룹의 일원이었다. 그룹 4에서 달에 간 유일한 사람이며, 1972년의 아폴로 17호에 탑승하여 비행했다.2. 3. 지원 승무원
- 조셉 앨런
- 카를 하인츠
- 고든 풀러턴
- 로버트 파커
2. 4. 비행 지휘자
게리 그리핀 골드 팀, 밀튼 윈들러 마룬 팀, 글린 룬네이 블랙 팀, 진 크랜즈 화이트 팀이 아폴로 15호의 비행 감독을 맡았다.[13][55][3][53][37]임무 수행 중 캡슐 통신 담당자(CAPCOM)는 항상 다른 우주비행사였으며, 이들은 일반적으로 승무원과 대화할 수 있는 유일한 사람들이었다.[14] 아폴로 15호의 CAPCOM은 앨런, 브랜드, C. 고든 풀러튼(C. Gordon Fullerton), 고든, 헤나이즈, 에드가 D. 미첼(Edgar D. Mitchell), 파커, 슈미트, 그리고 앨런 B. 셰퍼드(Alan B. Shepard)였다.[15]
3. 계획 및 훈련
1971년 3월 19일, 지질학 훈련 중인 데이빗 스콧 선장의 모습이다.[9]
아폴로 15호는 당초 아폴로 12호, 아폴로 13호, 아폴로 14호와 같은 H 미션으로 계획되었으나, 1970년 9월 2일 NASA의 예산 삭감 발표로 인해 과학 조사 주체의 J 미션으로 변경되었다.[9] 이에 따라 월면차를 사용한 첫 미션이라는 영예를 얻게 되었다.
계획 변경에 따라 아폴로 15호 승무원들은 지질학 훈련에 집중했다. 이전 임무에서도 지질학 훈련이 있었지만, 아폴로 15호에서는 처음으로 우선순위가 부여되었다. 데이빗 스콧과 제임스 어윈은 선캄브리아대를 전문으로 하는 캘리포니아 공과대학의 지질학자 리 실버로부터 훈련을 받았다. 실버는 1950년대 후반에 암석 중의 우라늄 동위체가 납으로 붕괴하는 현상을 이용해 암석의 연대 측정을 하는 수법을 개량한 인물이다.
처음에는 일반적인 야외 지질학 강의처럼 진행되었으나, 발사가 가까워지면서 점차 현실적인 훈련으로 바뀌었다. 승무원들은 달 표면에서 사용하는 백 팩의 모형을 짊어지고, 텐트에 있는 교신 담당 관제관(CapCom)과 트랜스시버로 통신했다.
1970년 9월, 착륙 지점은 해들리 계곡으로 결정되었다. 착륙 지점 선정 위원회는 해들리 계곡과 마리우스 크레이터 두 곳을 후보지로 좁혔는데, 데이빗 스콧은 다양한 지형을 가진 해들리 계곡을 선호했다.
사령선 조종사 알프레드 워든은 달 궤도에서의 관측을 위해 이집트 출신 지질학자 파룩 엘 바즈와 함께 훈련을 받았다. 그는 달 표면의 지표가 흘러가는 속도를 상정하여 훈련함으로써, 눈 아래를 통과하는 물체의 관찰에 숙련되었다.
4. 하드웨어
보잉 사가 제작한 달 탐사차(LRV)는 1969년 5월부터 개발이 진행되었다.[82] 격납시에는 1.5m × 0.5m의 크기로 접을 수 있도록 설계되어 달 착륙선에 수납되었다.[82] 무부하시 중량은 209kg이며, 비행사 2명과 장비류를 탑재했을 경우의 중량은 700kg이었다.[82] 각 바퀴는 독립적으로 구동되는 전동 모터에 의해 1/4 마력 (200W)의 출력을 발생시켰다.[82] 어느 비행사든 조종이 가능했지만, 통상 선장이 조종했다.[82] 최대 시속 10-12km로 주행할 수 있어, 비행사들은 처음으로 착륙 지점에서 멀리 떨어진 곳까지 이동하여 과학 조사에 충분한 시간을 할애할 수 있게 되었다.[82]
아폴로 15호 로버에는 "달에 처음으로 바퀴가 왔다. 팔콘이 전달하다. 1971년 7월 30일"이라고 적힌 명판이 부착되어 있었다.[27]
4. 1. 우주선
아폴로 15호는 사령선 및 서비스 모듈(CSM-112) '인데버'와 달 착륙선(LM-10) '팰콘'을 사용했다.[18][46] '인데버'라는 명칭은 제임스 쿡 선장이 지휘한 HMS ''인데버''호에서 유래했으며, 쿡 선장의 첫 과학 항해와 아폴로 15호의 과학적 탐사 목적이 유사했기 때문에 선택되었다. '팰콘'은 미국 공군사관학교의 마스코트에서 이름을 따왔다.[46]서비스 모듈에는 과학 실험 장비 모듈(SIM) 베이가 탑재되어 달 표면 조사에 활용되었다.[19] 이 SIM 베이에는 질량 분석기, 감마선 분광기 등 다양한 장비가 탑재되었는데, 이 장비들은 무중력 환경에서 작동하도록 설계되었지만 지상에서 테스트해야 했기 때문에 어려움이 있었다.[19] 특히, 7.5m 길이의 붐을 가진 장비들은 우주 환경을 모방한 가이드 레일을 이용한 테스트에서 제대로 작동하지 않는 문제가 발생했다.[19][20]
달 착륙선은 이전 모델보다 더 무겁게 제작되었다.[26] 연료 및 산화제 탱크가 확장되었고, 하강단의 엔진 벨이 연장되었다.[26] 또한, 배터리와 태양 전지가 추가되어 전력 공급이 늘어났다.[26] 이러한 변경으로 달 착륙선의 무게는 약 16,330kg으로, 이전 모델보다 1,800kg 증가했다.[26]
당초 아폴로 15호에는 CSM-111과 LM-9가 사용될 예정이었으나, CSM-111은 아폴로-소유즈 테스트 계획에서 사용되었고,[21] LM-9는 사용되지 않고 케네디 우주 센터에 전시되었다.[22] ''인데버''는 미국 공군 국립 박물관에 전시되어 있다.[23][24][3]
4. 2. 발사체
아폴로 15호를 발사한 새턴 V 로켓은 SA-510으로 지정되었으며, 이는 열 번째 비행 준비 완료 모델이었다.[26][82] 탑재량 증가에 따라 로켓과 발사 궤도에 변경이 가해졌다. 로켓은 이전 임무보다 더 남쪽 방향(80~100도 방위각)으로 발사되었으며, 지구 주차 궤도는 166 km로 낮춰졌다. 추진제 비축량이 줄었고, 1단계(S-IC)의 역추진 로켓 수는 8개에서 4개로 줄었다. S-IC의 4개의 외측 엔진은 더 오래 연소되고 중앙 엔진도 더 오래 연소되었다. 포고 진동을 감쇠시키기 위해 2단계(S-II)에도 변경이 가해졌다.[26]모든 주요 시스템이 설치된 후, 새턴 V 로켓은 차량 조립 건물에서 발사대 39A로 이동되었다. 1971년 6월 말과 7월 초에 로켓과 발사 탯줄탑(LUT)은 번개를 적어도 네 번 맞았으나, 로켓에는 손상이 없었고 지상 지원 장비에만 경미한 손상이 있었다.[26][82]
4. 3. 우주복
아폴로 15호부터는 우주비행사도 신형의 우주복을 입게 되었다.[3] 이전의 아폴로 계획의 비행에서는, 달로 향하지 않았던 비행도 포함해 선장과 달 착륙선 조종사는 생명유지장치와 수냉 장비, 통신케이블의 3개의 연결기가 각각 2열에 일렬로 붙어 있는 우주옷을 입고 있었다.[82] 아폴로 15호에서는 "A7LB"라고 불리는 새로운 우주복이 채용되어 이것에는 이러한 연결기가 삼각형 모양으로 배치되었다.[3] 15호 이전의 우주복에서는 생명 유지(산소 공급 및 이산화탄소 제거), 냉각수, 통신 케이블 3계통을 하나로 묶은 코드가 2개 병렬로 연결되어 있었다. A7LB에서는 코드의 접합부가 삼각형이 되었고, 착탈용 지퍼가 오른쪽 어깨에서 왼쪽 엉덩이까지 비스듬히 배치되었으며(이전에는 상하로 배치되어 있었다), 허리 부분이 구부러지도록 설계되었다.[82] 이 연결기의 배치 변경과 착용 지퍼의 위치 변경은 좁은 우주선 내부에서 우주복을 입고 벗는 데 도움이 되었다. 또한 새로운 허리 관절을 통해 우주비행사들이 완전히 구부리고 로버에 앉을 수 있게 되었다.[3]또 백 팩도 장시간의 달 표면 보행용으로 개량되었다.[82] 아폴로 13호 이후의 모든 임무와 마찬가지로, 사령관의 우주복은 헬멧, 팔, 다리에 빨간색 줄무늬가 있었다.[25]한편, 사령선 조종사는 그전까지 접합부가 3개인 유형의 우주복을 사용했지만, 15호에서는 냉각수 접합부가 없는, 이전의 월면 활동에서 사용되었던 구형 우주복을 착용했다. 이는 사령선 조종사가 심우주에서의 우주 유영을 하고 SIM에서 필름을 회수하는 작업을 하기 위한 것이었다.[82] 워든은 아폴로 14호 우주비행사들이 착용한 것과 유사하지만 아폴로 15호 장비와 연동되도록 수정된 우주복을 착용했다. 달 표면 EVA에만 필요한 장비(예: 액체 냉각 의류)는 워든의 우주복에 포함되지 않았는데, 그가 수행할 것으로 예상되는 유일한 EVA는 귀환 비행 중 SIM 베이에서 필름 카트리지를 회수하는 것이었기 때문이다.[26]
4. 4. 달 탐사차 (LRV)
보잉 사가 제작한 달 탐사차(LRV)는 1969년 5월부터 개발이 진행되었다.[82] 격납시에는 1.5m × 0.5m의 크기로 접을 수 있도록 설계되어 달 착륙선에 수납되었다.[82] 무부하시 중량은 209kg이며, 비행사 2명과 장비류를 탑재했을 경우의 중량은 700kg이었다.[82] 각 바퀴는 독립적으로 구동되는 전동 모터에 의해 1/4 마력 (200W)의 출력을 발생시켰다.[82] 어느 비행사든 조종이 가능했지만, 통상 선장이 조종했다.[82] 최대 시속 10-12km로 주행할 수 있어, 비행사들은 처음으로 착륙 지점에서 멀리 떨어진 곳까지 이동하여 과학 조사에 충분한 시간을 할애할 수 있게 되었다.[82]아폴로 15호 로버에는 "달에 처음으로 바퀴가 왔다. 팔콘이 전달하다. 1971년 7월 30일"이라고 적힌 명판이 부착되어 있었다.[27]
4. 5. 소형 위성 (PFS-1)
아폴로 15호 입자 및 자기장 소형 위성(PFS-1)은 임무가 지구로 귀환하기 위해 궤도를 이탈하기 직전 SIM 베이에서 달 궤도로 발사된 소형 위성이었다.[26] 주요 목표는 달의 플라즈마, 입자 및 자기장 환경을 연구하고 달의 중력장을 매핑하는 것이었다. 구체적으로 플라즈마와 고에너지 입자의 강도와 벡터 자기장을 측정하고, 높은 정밀도로 위성 속도 추적을 용이하게 했다. 기본적인 요구 사항은 위성이 달 주위 궤도의 모든 곳에서 자기장 및 입자 데이터를 획득하는 것이었다.[26] 자기장 측정뿐만 아니라, 이 위성에는 달의 질량 집중 또는 매스콘(mascon)을 연구하기 위한 센서가 포함되어 있었다. 이 위성은 달 궤도를 돌며 1971년 8월 4일부터 1973년 1월까지 데이터를 전송했는데, 소형 위성의 전자 장비가 여러 번 고장난 후 지상 지원이 중단되었다. 그 후 언젠가 달에 충돌했을 것으로 추정된다.[28]thumb
소형 위성 PFS-1은 SIM(Subsatellite Injection Module)에서 달 궤도로 방출되었다. 주요 목적은 플라스마, 우주선 및 달의 자기장 환경을 조사하고, 달의 중력장 지도를 만드는 것이었다. 특히 플라스마, 고에너지 입자의 강도, 벡터 자기장 측정에 중점을 두고, 위성의 속도를 고정밀도로 추적하기 쉽도록 했다. 위성에 부과된 기본적인 요구 사항은 달 궤도 어디에서든 자기장이나 우주선 데이터를 얻을 수 있는 것이었다.[82] 달은 지구로부터 38만 킬로미터(지구 반지름의 60배) 거리에서 거의 원형 궤도를 그리며 공전하기 때문에, 위성은 행성간 공간에서 지구의 자기권에 이르는 다양한 영역을 순회할 수 있었다. PFS-1은 1971년 8월 4일부터 1973년 1월까지 데이터를 계속 보냈다.
후년, 많은 달 궤도 위성의 궤도를 조사한 결과, 과학자들은 달 궤도 저궤도가 불안정하다는 것을 발견하게 되었다. PFS-1은 운 좋게도 4가지 종류의 달의 동결 궤도 근처에 방출되었다. 당시 기술자들은 전혀 몰랐던 사실이지만, 이 궤도에서는 위성이 반영구적으로 달을 계속 공전할 수 있었다.[83]
위성 방출은 달 궤도에서의 우주비행사들의 마지막 임무였으며, 지구 귀환을 위한 엔진 분사 1시간 전에 이루어졌다. 아폴로 16호에서도 사실상 동일한 위성이 방출되었다.
5. 임무 진행
5. 1. 발사 및 달 궤도 진입
1971년 7월 26일 오전 9시 34분(미국 동부 표준시(EST)), 플로리다주 케이프커내버럴의 케네디 우주센터에서 아폴로 15호가 발사되었다.[72] 발사 시 제 1단 로켓 분리 직후, 제 1단에 탑재되고 있던 장치가 기능을 상실했다. 조사 결과, 제 2단 로켓의 배기가 제1단을 직격하고 전기 회로가 탔기 때문에 일어났던 것이 판명되었다. 이러한 사고는 아폴로 15호 이전에는 발생한 예가 없었다. 이 사고의 원인은 역추진 로켓의 수를 8개에서 4개로 줄였기 때문인 것을 나중에 알았다. 분리시에 실제로 제 1단과 제 2단이 부자연스러울 만큼 접근하고 있던 것을 알고 있어 이것은 제 1단에 탑재되고 있는 F-1 엔진의 추진력의 감쇠가 늦었던 일과 역추진 로켓 중 하나가 정상적으로 작동하지 않았던 것에 의해 쌍방의 충돌을 일으킨 것이라고 생각할 수 있었다. 아폴로 15호 이후의 비행에서는 역추진 로켓은 개발 당초의 수로 되돌려졌다.[72]
발사 시각은 2시간 37분의 발사 가능 시간대의 바로 시작 시점이었으며, 이를 통해 아폴로 15호는 하들 릴레(Hadley Rille)에서 적절한 조명 조건으로 달에 도착할 수 있었다. 만약 7월 27일의 다음 발사 가능 시간대를 넘겨 임무가 연기되었다면, 8월 말까지 재편성될 수 없었을 것이다.[29]
임무 시작 000:11:36에 S-IVB 엔진이 정지하여 아폴로 15호는 계획된 저궤도 주차 궤도에 진입했다. 임무는 2시간 40분 동안 저궤도에 머물렀으며, 승무원(그리고 원격측정을 통해 휴스턴)은 우주선 시스템을 점검할 수 있었다. 임무 시작 002:50:02.6에 S-IVB가 달 궤도 진입(TLI)을 위해 재점화되어 우주선을 달로 향하는 궤도에 진입시켰다.[29][30] TLI 전에 우주선은 지구 주위를 1.5바퀴 돌았다.
사령선 및 봉사선 모듈(CSM)과 달 착륙선은 거의 연료가 소진된 S-IVB 부스터에 부착된 채로 남아 있었다. 달 궤도 진입이 완료되고 우주선이 달을 향한 궤도에 진입하자, 폭약 코드가 CSM을 부스터로부터 분리했고, 워든은 CSM의 추진기를 조작하여 CSM을 밀어냈다. 그런 다음 워든은 CSM을 조종하여 LM(S-IVB 끝에 장착됨)과 도킹했고, 결합된 우주선은 폭약에 의해 S-IVB로부터 분리되었다. 아폴로 15호가 부스터로부터 분리된 후, S-IVB는 이동하여 계획대로 유인 우주선이 달 궤도에 진입한 지 약 1시간 후에 달에 충돌했지만, 오류로 인해 예상 목표 지점에서 146 km 떨어진 곳에 충돌했다.[31] 부스터의 충돌은 아폴로 12호와 아폴로 14호가 달에 남겨둔 지진계에 의해 감지되어 유용한 과학적 자료를 제공했다.
우주선의 서비스 추진 시스템(SPS)에 오작동 표시등이 있었다. 상당한 문제 해결 후, 우주비행사들은 중간 궤도 수정 역할도 하는 시스템의 시험 연소를 실시했다. 이것은 임무 시작 약 028:40:00에 발생했다. 표시등이 SPS가 예기치 않게 점화될 수 있음을 의미할까봐 우려한 우주비행사들은 결함이 있는 표시등이 있는 제어 장치를 사용하지 않고 주요 연소 시에만 작동시키고 수동으로 제어했다. 임무 후, 오작동은 스위치 내부에 끼인 작은 와이어 조각 때문에 발생한 것으로 밝혀졌다.[32][49]
임무 시작 073:31:14에 1초 미만의 연소를 통한 두 번째 중간 궤도 수정이 이루어졌다. TLI 이후 중간 궤도 수정을 할 수 있는 네 번의 기회가 있었지만, 두 번만 필요했다. 아폴로 15호는 7월 29일에 달에 접근했고, 달 궤도 진입(LOI) 연소는 지구와의 무선 통신이 끊긴 달의 뒷면에서 SPS를 사용하여 수행해야 했다. 연소가 발생하지 않으면 아폴로 15호는 달 그림자에서 나와 예상보다 빠르게 무선 통신을 재개할 것이었다. 통신이 지속적으로 끊긴 것을 통해 미션 통제센터는 연소가 이루어졌다는 결론을 내릴 수 있었다. 통신이 재개되자 스콧은 연소에 대한 자세한 내용을 즉시 알려주지 않았지만, 달의 아름다움에 감탄하며 이야기했고, 텔레비전 인터뷰를 기다리고 있던 아폴로 14호 사령관 앨런 셰퍼드는 "그런 젠장, 연소에 대한 자세한 내용을 알려줘"라고 투덜거렸다.[35] 398.36초 연소는 임무 시작 078:31:46.7에 달 상공 86.7 nmi 고도에서 이루어졌으며, 아폴로 15호를 170.1 x 57.7 nmi의 타원형 달 궤도에 진입시켰다.
아폴로 15호의 초기 달 궤도는 '''근지점''' 169.5 km, '''원지점''' 171.3 km, '''궤도 경사각''' 29.679도, '''궤도 주회 시간''' 87.84분이었다.
5. 2. 달 착륙
달 착륙선 '팰콘'은 1971년 7월 30일 22시 16분 29초(UTC)에 해들리 계곡에 착륙했다.[73] 착륙 과정에서 착륙 경로 오류가 발생하여 목표 지점에서 동쪽으로 6km나 떨어진 지점에 접근했으나, 데이비드 스콧은 수동으로 탐사선을 조종하여 계획된 지점에서 수백 미터 떨어진 곳에 착륙시켰다.[73][74][75]
착륙은 팰컨호의 엔진 노즐이 이전 LM보다 더 커서, 엔진 배기가스가 달 표면에서 반사되어 엔진으로 되돌아가 폭발을 일으킬 위험을 피하기 위해, 엔진을 초기 접촉 시에 끄는 것이 중요했다. 어윈이 착륙 다리 연장부의 탐침 중 하나가 표면에 닿았음을 나타내는 "접촉(Contact)"을 외치자, 스콧은 즉시 엔진을 껐다. 그럼에도 불구 팰컨호는 1.6 피트 (0.49m) 높이에서 떨어졌고, 초당 약 6.8 피트 (2.1 m/s)의 속도로 착륙하여 유인 임무 중 가장 거친 달 착륙이 되었다.[40] 어윈은 이를 "쾅!(Bam!)"하고 소리치며 놀라움을 표했다.[40] 팰컨호는 작은 크레이터 가장자리에 착륙하여 6.9도 각도로, 왼쪽으로 8.6도 기울어져 자리 잡았다.[40]
착륙 직후, 스콧은 "알겠습니다, 휴스턴. 팰컨호는 하들리 평원에 있습니다."라고 보고했다.[40]
아폴로 11호와 12호와는 달리, 아폴로 15호는 서비스 모듈의 SPS(Service Propulsion System)를 이용하여 달 착륙선이 CSM에 부착된 상태로 하강 궤도 진입(DOI, Descent Orbit Insertion) 연소를 수행했다.[36] DOI 연소는 082:39:49.09에 시작하여 24.53초 동안 진행되었으며, 그 결과 원지점이 58.5 해리 (108.3 km), 근지점이 9.6 해리 (17.8 km)인 궤도가 형성되었다.[36] 승무원들이 휴식을 취하는 동안, 달의 질량 집중으로 인해 궤도가 타원형으로 변하고 근지점이 7.6 해리 (14.1 km)까지 낮아지는 현상이 발생했다.[37] 이에 095:56:44.70에 30.40초 동안 탐사선의 RCS 추력기를 사용하여 조정을 실시하여 근지점을 8.8 해리 (16.3 km), 원지점을 60.2 해리 (111.5 km)로 높였다.[37]
달 착륙선 분리는 달의 뒷면 상공에서 100:13:56에 계획되었지만, 탐침 계측 장치 배꼽선 문제로 인해 지연되었다.[38] 워든이 사령선과 달 착륙선을 연결하는 통로로 들어가 문제를 해결한 후, 팰컨호는 100:39:16.2에 분리되었다.[38] 이후 워든은 101:38:58.98에 SPS 연소를 수행하여 사령선을 65.2 해리 (120.8 km) × 54.8 해리 (101.5 km) 궤도로 보내 과학 작업을 준비했다.
팰컨호에 탑승한 스콧과 어윈은 104:30:09.4에 동력 하강 개시(PDI, Powered Descent Initiation)를 시작했다.[40] 하강 초기 단계에서 팰컨호는 우주비행사들이 등을 대고 앉은 상태였기 때문에 아래의 달 표면을 볼 수 없었지만, 탐사선이 피치오버(pitchover) 기동을 한 후에는 똑바로 앉아 앞쪽의 표면을 볼 수 있었다.
암스트롱 선장 등이 착륙 직후 흥분하여 잠 못 이루고 곧바로 우주유영을 시작했던 아폴로 11호와 달리, 아폴로 15호에서는 다음 날을 위해 휴식을 취하기로 결정했다. 하지만 취침 전, 스콧은 선내를 감압하고 상부에 있는 도킹용 해치를 열어 주변 사진 촬영을 했다(감시 우주유영).[74][75][76]
5. 3. 달 표면 활동
아폴로 15호는 달 표면에서 3회의 선외 활동(EVA)을 한 첫 미션이었다.[74][78] 데이비드 스콧과 제임스 어윈은 달 착륙선 *팔콘*을 타고 달 표면 북위 26도 08분, 동경 3도 38분에 착륙했다.첫 번째 선외 활동에서 스콧과 어윈은 월면차(LRV)를 조립하고 해들리 델타 산 기슭으로 이동하여 탐사를 진행했다. 달 탐사 차량(Lunar Roving Vehicle)에 탑승하여 엘보우(Elbow) 크레이터를 거쳐 몬스 해들리 델타(Mons Hadley Delta)의 측면에 있는 또 다른 크레이터로 이동하여 샘플을 채취했다.[44] 달 착륙선으로 돌아와 아폴로 달표면 실험 패키지(ALSEP)를 설치했다. 스콧은 열류실험을 위해 달 표면에 드릴로 구멍을 파는 작업에 어려움을 겪었다.[45] 첫 번째 우주 유영은 6시간 32분 동안 지속되었다.[45]
두 번째 선외 활동에서 스콧과 어윈은 다시 해들리 델타 산 기슭으로 향했지만, 산의 경사면을 올라 아펜니누스 전선을 따라 바위와 크레이터에서 표본을 채취했다. 스퍼 크레이터에서 '제네시스 암석'을 발견했다.[45] 착륙선으로 돌아와 스콧은 열류실험용 구멍을 파고 코어 샘플을 채취했다. 두 번째 달 표면 활동은 7시간 12분 만에 종료되었다.[74][78]
세 번째 선외 활동에서 스콧과 어윈은 해들리 계곡 가장자리를 탐사했다. 코어 샘플 채취에 시간이 걸려 북부 지역 종단은 중지되었다.[45] 달 착륙선으로 돌아온 후, 스콧은 매의 날개 깃털과 자신의 지질 조사용 망치를 달 표면에 떨어뜨리는 실험을 실시해, 중력장 아래에서는 물체가 낙하하는 비율은 질량에 의하지 않는다는 것을 증명했다.[46]
그 후 스콧은 달 탐사차를 착륙선에서 떨어진 곳으로 이동시켜 텔레비전 카메라로 달 발사 장면을 관찰할 수 있도록 했다. 로버 근처에 ''폴른 애스트로넛'' 조각상과 우주 탐사를 위해 사망한 우주비행사들의 이름이 새겨진 명판을 남겼다.[46] 세 번째 달 표면 활동은 4시간 50분 만에 종료되었다.[74][78]
달 표면 활동 총 시간은 18.5시간이었고, 채취한 샘플의 총량은 약 77kg이었다.[78]
{{quote box | align = right | width = 25em | salign = center
| quote = 해들리의 미지의 경이로움 속에 서 있는 저는 우리 본성의 근본적인 진실을 깨닫게 됩니다. 인간은 탐험해야 합니다. 그리고 이것은 가장 위대한 탐험입니다.
| source = 데이비드 스콧(David Scott), 달에 발을 디딘 순간.[39]}}
5. 4. 사령선 활동
알프레드 워든은 달 궤도를 돌며 과학 실험 장비 모듈(SIM) 베이에 있는 장비를 작동시켜 달 표면을 조사하고 사진을 촬영했다.[48] SIM 베이에는 파노라마 카메라, 감마선 분광기, 매핑 카메라, 레이저 고도계, 질량분석기 등이 탑재되어 있었다.[49] 워든은 카메라의 셔터나 렌즈를 조작하거나 여러 기기의 스위치를 켜고 끄는 등 장비를 작동시켰다.[48]
워든은 '엔데버'에서 연소를 실행하여 CSM을 더 높은 궤도로 이동시켰다.[38] 워든은 혼자 우주에서 보내는 시간 대부분을 사진 촬영과 SIM 베이 장비 작동에 할애했다.[48] 그는 '팔콘'을 볼 수 없었지만, 근육 위축을 피하기 위해 운동을 하고 휴스턴으로부터 달 표면 활동에 대한 최신 정보를 받았다.[40][48] 파노라마 카메라는 완벽하게 작동하지 않았지만 조정 없이도 충분한 이미지를 제공했다. 워든은 명령 모듈의 창을 통해 달의 여러 사진을 찍었고, 그의 관찰과 사진은 아폴로 17호를 타우러스-릿트로우로 보내는 결정에 영향을 미쳤다.[48][50] CSM이 지구에서 달의 뒷면을 통과할 때 통신 두절이 있었는데, 워든은 각각의 통신 재개 시 "지구에게 인사드립니다. '엔데버'에서 인사드립니다"라는 말로 인사를 했고, 여러 언어로 표현했다.[50]
SIM 베이 실험 결과, 예상보다 형광 X선 플럭스가 더 크고, 달 고지대가 바다보다 알루미늄이 더 풍부하다는 사실이 밝혀졌다.[3] '엔데버'는 이전 유인 임무보다 더 경사진 궤도에 있었고, 워든은 이전에는 알려지지 않았던 특징들을 관찰했다.[3]
스콧과 어윈이 달 표면에서 이륙하여 '엔데버'로 돌아갈 준비가 되었을 때, 달의 자전으로 인해 CSM의 궤도가 이동했고, 워든은 면 변경 연소를 완료했다.[51]
지구 귀환 도중, 워든은 8월 5일 15:31:12 UTC에 선외 활동을 시작하여 16:10:19 UTC까지 0시간 39분 07초 동안 카메라로부터 필름 카세트를 회수했다.[48]
5. 5. 지구 귀환
달 착륙선 ''팰콘''은 달 표면에서 66시간 55분을 보낸 후, 1971년 8월 2일 세계표준시 17시 11분 22초에 달에서 이륙했다.[52] 약 2시간 후, 사령선과 도킹했다. 우주비행사들은 달 착륙선에서 사령선으로 샘플과 다른 물품들을 옮긴 후, 달 착륙선을 밀봉하고 분리하여 의도적으로 달 표면에 충돌시켰다. 이 충돌은 아폴로 12호, 아폴로 14호, 아폴로 15호가 남겨놓은 지진계에 기록되었다.[53] 달 착륙선을 분리한 후, 딕 슬레이턴은 우주비행사들에게 수면제를 복용할 것을 권고했지만, 스콧은 거절했다.[53][49] 우주유영 동안 의사들은 스콧과 어윈의 심장 박동에 이상이 있음을 발견했지만, 비행 중에는 승무원에게 알리지 않았다. 어윈은 우주비행사 은퇴 후 심장 문제를 겪었고, 1991년 심장마비로 사망했다. 스콧은 사령관으로서 생체 의학 판독 결과를 알았어야 했다고 생각했다.[53][49]
승무원들은 이틀 동안 궤도에서 달을 관측하고 위성을 발사하는 등 과학 실험을 수행했다.[3] ‘엔데버’는 8월 4일 세계표준시 21시 22분 45초에 SPS 엔진을 2분 21초 동안 점화하여 달 궤도를 이탈했다.[53] 다음 날, 지구로 귀환하는 동안 워든은 어윈이 사령선 해치에 남아 있는 동안 SIM 베이에서 필름 카세트를 회수하기 위해 39분간 우주유영을 수행했다.[54] 지구에서 약 31만 7천 km 떨어진 곳에서 수행된 이 우주유영은 행성체로부터 멀리 떨어진 곳에서 수행된 최초의 "심우주" 우주유영이었다.[55][56] 같은 날, 승무원들은 당시 기준 최장 아폴로 비행 기록을 세웠다.[55]
8월 7일 지구 접근 시 서비스 모듈이 분리되었고, 사령선은 지구 대기권에 재진입했다. 우주선 연료 배출로 인해 손상되었을 가능성이 있는 낙하산 하나가 고장 났지만, 안전한 착륙에는 두 개만 필요했기 때문에 문제가 없었다. 북태평양에 착륙한 후, 사령선과 승무원은 USS 오키나와에 의해 회수되었으며, 임무는 12일 7시간 11분 53초 동안 지속되었다.[72][74]
6. 논란
아폴로 15호 임무가 성공적으로 완료된 후, 승무원들은 H. 발터 아이아만이라는 미국인과 거래하여 비공식 우표 커버를 달에 반입한 사실이 드러나 명성에 흠집이 났다.[3][58] 아이아만은 NASA의 직원이나 우주비행사들과 많은 전문적·사회적 접촉을 가지고 있던 인물이었다. 스콧은 398통의 비공식적인 커버를 자신의 우주복 안에 넣고 달 표면에 반입하였다. 아이아만은 각각의 비행사에게 달로부터 가지고 돌아간 커버 100통에 대한 보수로 예금계좌의 형태로 7,000 달러씩을 지불하겠다는 약속을 했다.[84] 그는 비행사들에게 아폴로 계획이 종료될 때까지는 "커버를 홍보하거나 판매하는 일은 없다"고 말하고 있었다. 스콧은 달 표면에 지참한 커버 중 100통을 독일 투트가르트의 아이아만 앞으로 보냈다. 아이아만은 이 커버를 독일의 로르히로부터 우표 판매업자 헬만 E. 지가에게 전송했다. 지가는 이전에 아이아만과 접촉해 이 거래를 제의한 인물이었다. 지가는 이 커버를 독일 국내에서 약 1,500 달러의 가격으로 팔기 시작했다. 스콧은 이 통지를 듣고 아이아만과 연락을 해, 판매를 그만두도록 요구했다. 또 비행사 3명은 아이어만으로부터 일절 금전을 받지 않기로 했다. 이것에 의해, 나머지 298통의 커버의 소유권은 NASA가 관리하게 되었다. 3명의 비행사는 공식적으로 징계처분을 받았고, 그들의 군인으로서의 근무평정에서도 "분별력 부족"으로 등급이 변경되었다.[59] 그들 중 누구도 다시는 우주 비행을 하지 못했다.[60]
그 밖에도, 스콧에 대해서는 2개의 시계(손목시계와 스톱워치)에 관해서 물의가 일어났다. 그는 친구의 요청을 따라, 시계의 평가를 하도록 시계 제조 업체와 계약했다. 스콧은 이러한 시계는 특히 긴급시에 수동으로 엔진을 조종하고 있을 때의 시각 계측 등에서 실제로 도움이 된다고 생각해 우선 사용권의 인가를 받지 않은 채 이러한 시계를 아폴로 15호 임무에서 사용했다. 스콧의 두 번째 우주 유영 중에 그의 NASA 표준 발행 오메가 스피드마스터 시계의 수정이 떨어져 나갔고,[65] 세 번째 우주 유영 중에 그는 불로바 시계를 사용했다. 스콧이 달 표면에서 착용했던 불로바 크로노그래프 모델 #88510/01은 불로바 회사가 그에게 준 시제품이었으며, 달 표면을 걸어 다니는 동안 착용한 유일한 개인 소유 시계다. 2015년에 이 시계는 162만 5천 달러에 팔렸는데, 이는 경매에서 팔린 우주비행사 소유의 가장 비싼 유물 중 하나이자 경매에서 팔린 가장 비싼 시계 중 하나이다.[66]
다른 문제는 임무 종료 후에도 일어났다. 아폴로 15호의 비행사들은 벨기에의 조각가 폴 반 호이돈크/Paul Van Hoeydonck영어와 만나, 우주 탐사의 진전을 위해서 지금까지 목숨을 잃은 미소의 우주비행사를 추도하는 초상의 제작을 의뢰하고 있었다. 이 의뢰를 받고, "폴른 아스트로넛" 이라고 하는 제목의 작은 알루미늄 조각이 만들어져 14명의 미국과 소련의 우주비행사의 이름이 새겨진 명판과 함께 달 표면에 남겨졌다. 아폴로 15호의 비행사들은 이 조각의 복제본을 제작하지 않는 것으로 Van Hoeydonck 와 합의하고 있었다. 비행 후의 기자 회견에서 이 초상에 대해 다룬 후, 국립 항공 우주 박물관이 비행사들에게 전시용 초상의 복제본을 만들자는 것을 건의했다. 비행사들은 양식이 있는 전시 방법을 취하는 것, 선전을 하지 않는 것을 조건으로 이 제안에 응했다. 그 후, Van Hoeydonck 은 이 복제본의 제작을 의뢰받았다. 1972년 5월, 스콧은 Van Hoeydonck 가 박물관 전용이 아닌 복제본의 제작·판매를 계획하고 있는 것을 알았다. Van Hoeydonck는 복제본의 제작을 그만두라고 하는 설득에 응하지 않고, 결국 950개의 복제본이 1개가 750 달러로 뉴욕의 워델 갤러리로부터 판매되었다.[63]
7. 의의
아폴로 15호의 임무 목표는 "사전에 선정된 하들리-아펜니노 지역의 물질과 지표 특징에 대한 월면지질학적 조사, 측량 및 표본 채취, 표면 실험 설치 및 가동, 아폴로 장비의 성능 평가를 통한 연장된 달 표면 체류 시간, 증가된 우주유영 활동 및 표면 이동성 확보, [그리고] 달 궤도에서의 비행 중 실험 및 사진 촬영 수행"이었다. 이 모든 목표는 달성되었다. 이 임무는 또한 실험을 포함한 다른 많은 작업들을 완료했다. 달 궤도에서 대지광(gegenschein)의 이미지를 얻는다는 사진 촬영 목표 중 하나는 카메라가 하늘의 적절한 지점을 향하지 않았기 때문에 완료되지 못했다. ''아폴로 15호 임무 보고서''의 결론에 따르면, 이 여정은 "네 번째 달 착륙이었으며 방대한 과학 정보를 수집하는 결과를 가져왔다. 아폴로 시스템은 운송 수단을 제공하는 것 외에도 운영 과학 시설로서 뛰어난 성능을 보였다."
아폴로 15호는 달 탐사차(LRV)를 처음으로 사용하여 달 표면에서의 탐사 범위를 크게 확장하고, 더 많은 과학적 데이터를 수집하는데 성공하였다. 이 임무는 달의 지질학적 다양성을 탐구하고, 달의 기원과 진화에 대한 이해를 높이는 데 기여했다.
아폴로 15호는 LRV에 대한 매력과 하들리 계곡 지역의 매력, 그리고 증가된 텔레비전 방송 덕분에 아폴로 계획에 대한 대중의 관심이 증가하는 것을 보았다.[57] 데이비드 우즈가 ''아폴로 달 비행 저널''에서 언급한 바와 같이, 후속 임무들이 달에서 더 멀리 여행하고 더 많은 표본을 가져오고 아폴로 15호의 교훈을 실천에 옮겼지만, 이 순수 탐험의 위업은 여전히 인류의 위대한 업적으로 돋보인다. 이는 능숙한 열정, 훌륭한 기계, 정교하게 다듬어진 과학, 그리고 구불구불한 계곡과 우아하고 거대한 산들 옆에 있는 우주에서 매우 특별한 장소 – 하들리 기지 – 의 장엄함이 결합된 것으로 여전히 기억된다.[49]
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