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크루 드래곤 데모 2

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목차

1. 개요

크루 드래곤 데모 2는 2011년 우주왕복선 프로그램 종료 이후 미국에서 처음으로 이루어진 유인 우주 비행이자, 민간 기업인 스페이스X가 수행한 최초의 유인 우주 비행이다. 더글러스 헐리와 밥 벤켄이 탑승하여 국제 우주 정거장(ISS)으로 향했으며, 2020년 5월 30일 발사되어 ISS에 도킹 후 62일간 임무를 수행하고 2020년 8월 2일 지구로 귀환했다. 이 임무는 스페이스X의 크루 드래곤 우주선과 팰컨 9 로켓의 재사용 가능성을 입증했으며, 민간 주도의 우주 개발 시대를 열었다는 평가를 받는다.

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크루 드래곤 데모 2
일반 정보
임무 유형ISS 승무원 수송
운영자스페이스X
고객NASA
임무 기간63일 23시간 25분
우주선크루 드래곤 "인데버"
우주선 종류크루 드래곤
제작사스페이스X
승무원더그 헐리, 밥 벤켄
탐험대제63차 국제우주정거장 탐험
발사일2020년 5월 30일 19시 22분 45초 (UTC)
발사 로켓팰컨 9 블록 5 (B1058.1)
발사 장소케네디 우주 센터 LC-39A
복구GO Navigator
착륙일2020년 8월 2일 18시 48분 6초 (UTC)
착륙 장소멕시코만, 앨라배마주 걸프 쇼어스 근처
궤도 기준지구 중심 궤도
궤도 종류저궤도
궤도 경사51.66°
원점gee
도킹names_list: Crew Demo-2, SpaceX Demo-2, Demonstration Mission-2
도킹 정보
목표ISS
유형dock
포트하모니 모듈 forward
도킹 날짜2020년 5월 31일 14시 27분 (UTC)
분리 날짜2020년 8월 1일 23시 35분 (UTC)
도킹 시간62일 9시간 8분
뱃지 정보
NASA 및 SpaceX 미션 패치
NASA 및 SpaceX 미션 패치
벤켄 (왼쪽)과 헐리 (오른쪽)
벤켄 (왼쪽)과 헐리 (오른쪽)
프로그램 정보
프로그램Commercial Crew Development
이전 미션SpaceX In-Flight Abort Test
다음 미션Boeing OFT-2
프로그램 2
프로그램Crew Dragon flights
이전 미션SpaceX In-Flight Abort Test
다음 미션스페이스X 크루-1
기타
관련 링크다음 시도: 토요일 오후 3시 22분 (EDT)
관련 링크예정된 미션
관련 링크날씨로 인해 SpaceX의 팔콘 9 로켓 발사 취소

2. 역사

크루 드래곤 데모 2 미션은 2011년 우주왕복선 퇴역 이후 9년 만에 미국 땅에서 자국의 우주선으로 우주 비행사를 발사한 역사적인 사건이자, 민간 기업인 스페이스X가 주도한 최초의 유인 우주 비행이라는 점에서 중요한 의미를 가진다.[97] 이는 컬럼비아 우주왕복선 공중분해 사고 이후 미국의 유인 우주 비행 역량 공백을 메우고, 상업 승무원 수송 프로그램을 통해 새로운 우주 시대를 여는 전환점이 되었다. 이 임무는 NASA가 스페이스X의 유인 우주 비행 시스템을 정식으로 인증하기 위한 마지막 주요 시험 비행 단계였다.[12] 스페이스X는 이전까지 국제 우주 정거장(ISS)에 20차례의 무인 화물 수송 임무를 성공적으로 수행했지만, 사람을 태우고 우주 비행을 하는 것은 데모 2가 처음이었다.[18]

이 역사적인 임무에는 NASA의 베테랑 우주 비행사인 더글러스 헐리가 사령관을, 로버트 벤켄이 공동 사령관(Joint operations commander)을 맡아 크루 드래곤 우주선에 탑승했다. 이는 1982년 STS-4 임무 이후 미국에서 처음으로 2명의 승무원만으로 이루어진 유인 우주 비행이기도 했다.

데모 2 미션은 당초 2020년 5월 27일 발사 예정이었으나, 발사 17분 전 열대 저기압으로 인한 악천후로 연기되어 5월 30일(현지 시간) 성공적으로 발사되었다.[99] 우주선은 다음 날인 5월 31일 14시 16분(UTC) 국제 우주 정거장(ISS)에 성공적으로 도킹했고, 14시 27분에는 고정이 완료되었다.[98]

데모 2 임무에 사용된 크루 드래곤 우주선과 팰컨 9 로켓은 모두 새로 제작된 것이었으나, 스페이스X는 이 임무의 성공을 바탕으로 향후 유인 임무(Crew-2부터)에서는 재사용된 기체를 활용할 계획이며 NASA도 이를 허가했다.[100] 이는 우주 비행 비용 절감에 크게 기여할 것으로 기대된다.

2. 1. 우주왕복선 퇴역 이후 미국의 상황

2003년 2월 1일, 컬럼비아 우주왕복선이 임무를 마치고 지구로 귀환하던 중 공중분해되어 우주비행사 7명 전원이 순직하는 컬럼비아 우주왕복선 공중분해 사고가 발생했다. 이 비극적인 사건을 계기로 NASA는 우주왕복선의 안전성에 대한 심각한 우려 속에서 결국 퇴역을 결정하게 되었다. 2011년, STS-135 임무를 마지막으로 미국의 상징과도 같았던 우주왕복선 프로그램은 완전히 종료되었다.

우주왕복선의 퇴역으로 미국은 자체적으로 우주 비행사를 국제 우주 정거장(ISS)으로 보낼 수 있는 수단을 상실했다. 이로 인해 미국 우주 비행사들은 ISS를 오가기 위해 러시아의 소유스 우주선을 이용할 수밖에 없었으며, 이 과정에서 1인당 최대 8000만달러에 달하는 막대한 비용을 지불해야 했다. 이러한 러시아에 대한 의존성과 높은 비용 부담은 미국의 우주 개발 자존심에 큰 상처를 남겼다.

이러한 상황을 극복하고 미국의 유인 우주 비행 능력을 복원하기 위해 NASA는 상업 승무원 수송 프로그램(Commercial Crew Program)을 추진했다. 이 프로그램은 스페이스X와 같은 민간 기업들과 협력하여 ISS로 우주 비행사를 수송하는 새로운 시스템을 개발하는 것을 목표로 했다. 민간 기업의 참여를 통해 NASA는 개발 비용을 절감하고, 정기 운행 시 소유스 우주선 이용 비용보다 약 50% 저렴한 비용으로 우주 비행사를 수송할 수 있을 것으로 기대했다.[17] NASA는 크루 드래곤 우주선 개발을 위해 스페이스X에 총 31억달러를 지원했다.[18]

크루 드래곤 데모 2 미션은 우주왕복선 퇴역 이후 9년 만에 미국 땅에서 자국의 우주선으로 우주 비행사를 발사하는 역사적인 사건이었다.[97] 또한 이 미션은 NASA가 스페이스X의 유인 우주 비행 시스템을 정식으로 인증하기 위한 마지막 주요 시험 비행 단계에 해당했다.[12] 스페이스X는 이전까지 ISS에 20차례의 무인 화물 수송 임무를 성공적으로 수행하며 기술력을 입증했지만, 사람을 태우고 우주 비행을 하는 것은 데모 2가 처음이었다.[18] 한편, 보잉 역시 NASA의 상업 승무원 수송 프로그램의 또 다른 파트너로서 자체적인 유인 우주선(스타라이너) 개발을 진행하고 있었다.[12]

2. 2. 상업 승무원 수송 프로그램의 등장

2003년 2월 1일, 컬럼비아 우주왕복선이 지구 귀환 중 공중분해되어 우주비행사 7명 전원이 순직하는 컬럼비아 우주왕복선 공중분해 사고가 발생했다. 이 비극적인 사건은 NASA가 우주왕복선 프로그램을 종료하는 결정적인 계기가 되었고, 2011년 STS-135 임무를 마지막으로 우주왕복선은 완전히 퇴역했다. 이후 미국의 우주비행사들은 국제 우주 정거장(ISS)을 오갈 때 러시아의 소유스 우주선에 의존해야만 했다. 크루 드래곤 데모 2는 우주왕복선 퇴역 이후 9년 만에 미국 땅에서 발사되는 첫 유인 우주선이라는 점에서 중요한 의미를 갖는다.

2011년 우주왕복선 계획 종료 후, NASA는 자체적인 유인 우주 비행 시스템 부재라는 현실에 직면했다. 러시아의 소유스 우주선을 이용하는 비용은 우주비행사 1인당 최대 8000만달러에 달했으며, 이는 상당한 재정적 부담이었다. 이러한 상황을 타개하기 위해 NASA는 스페이스X와 같은 민간 기업들과 상업 승무원 수송 프로그램(Commercial Crew Program) 계약을 체결했다. 이 프로그램은 소유스 이용 비용보다 약 50% 저렴한 비용으로 ISS에 우주비행사를 수송하는 것을 목표로 했다.[17] NASA는 드래곤 2 우주선 개발을 위해 총 31억달러를 지원했다.[18] 데모-2 임무는 스페이스X가 NASA로부터 정기적인 유인 우주 비행 임무 수행을 위한 최종 인증을 받기 전 마지막 핵심 시험 비행이었다.[12] 스페이스X는 이전까지 ISS에 20차례의 화물 수송 임무를 성공적으로 수행했지만, 유인 비행 경험은 전무했다.[18] 한편, 보잉 역시 NASA의 상업 승무원 수송 프로그램의 일환으로 별도의 유인 궤도 우주 비행 시스템을 개발하고 있었다.[12]

팰컨 9 로켓과 드래곤 캡슐이 NASA "웜" 로고를 부착하고 발사대로 이동하고 있다.


코로나19 범유행 상황 속에서 스페이스X CEO 일론 머스크(왼쪽)와 NASA 국장 짐 브리덴스틴(오른쪽)이 마스크를 착용하고 사회적 거리두기를 지키며 케네디 우주 센터에서 우주비행사들을 맞이하고 있다.


NASA는 데모-2 시험 비행의 승무원 손실 확률(Loss of Crew, LOC)을 276분의 1로 평가했는데, 이는 상업 승무원 프로그램의 요구 조건인 270분의 1보다 우수한 수준이었다. 이 평가에는 우주선이 국제 우주 정거장에 도킹한 후 미소 유성 및 궤도 파편(MMOD)으로 인한 손상 여부를 확인하는 궤도상 검사 등 위험 완화 조치들이 포함되었다. 또한, 임무 실패 확률(Loss of Mission, LOM), 즉 우주선이 ISS에 도달하지 못하지만 승무원은 안전하게 지구로 귀환하는 시나리오의 위험은 60분의 1로 평가되었다.[29]

크루 드래곤 데모-2 미션은 당초 2019년 7월로 계획되었으며, 두 명의 승무원이 ISS에서 14일간 머무는 시험 임무였다.[30][19] 그러나 2019년 4월 20일, 크루 드래곤 데모-1 임무에 사용되었던 크루 드래곤 캡슐이 비행 중단 테스트 준비를 위한 슈퍼드라코 추진기 정적 발사 시험 중 폭발하는 사고가 발생했다.[31][32] 스페이스X는 사고 원인이 고압 헬륨 라인에서 누출된 산화제가 얼어붙어 밸브를 손상시킨 것이라고 밝혔다. 이후 재발 방지를 위해 해당 밸브는 파열 디스크로 교체되었다.[33] 2020년 1월 19일, 스페이스X는 크루 드래곤의 비행 중단 테스트를 성공적으로 완료하며 중요한 기술적 과제를 해결했다.[34] 2020년 4월 9일, NASA 국장 짐 브리덴스틴은 최종 낙하산 테스트 완료, 데이터 검토, 그리고 코로나19 범유행 상황을 고려한 훈련 일정 조율 등을 거쳐 2020년 5월 말 또는 6월 초에 스페이스X 유인 우주선 발사가 가능할 것으로 "상당히 확신한다"고 발표했다.[35]

스페이스X DM-2 홍보 포스터


2020년 4월 17일, NASA와 스페이스X는 데모-2 미션의 발사일을 2020년 5월 27일로 공식 발표했다.[14] NASA는 코로나19 범유행 확산을 방지하기 위해 일반 대중에게 케네디 우주 센터 방문 자제를 요청하고, 대신 텔레비전이나 온라인 생중계를 통해 발사를 지켜볼 것을 권고했다. 발사 준비 과정에서도 유지 보수 인력의 SARS-CoV-2 노출 위험을 최소화하기 위해 교대 근무를 조정하는 등 방역 조치가 시행되었다.[36] 2020년 5월 1일, 스페이스X는 임무 승인을 위한 핵심 단계인 Mark 3 낙하산 시스템 시험을 성공적으로 마쳤다.[37] 데모-2는 코로나19 범유행으로 인해 케네디 우주 센터 방문자 단지가 일반에 개방되지 않은 상태에서 진행된 최초의 미국 유인 우주 비행 임무였다.[38] 하지만 이전 발사 연기로 인해 방문자 단지는 2020년 5월 28일부터 제한된 인원으로 관람객을 받기 시작했고, 입장권은 빠르게 매진되었다.[39] NASA와 스페이스X는 대중의 참여를 독려하기 위해 학생과 졸업생(특히 졸업식을 치르지 못한 2020년 졸업생)들의 사진을 공모하여 ISS로 보내는 이벤트를 진행하기도 했다.[40]

우주비행사 더글러스 헐리와 로버트 벤켄은 발사 준비를 위해 2020년 5월 20일 케네디 우주 센터에 도착했다. 2020년 5월 21일, 팰컨 9 로켓이 운반기 발사대를 이용해 발사대로 옮겨졌고, 5월 22일에는 발사 전 최종 점검 단계인 정적 발사 시험이 성공적으로 수행되었다.[41] 이번 임무에서는 테슬라 모델 X 차량이 헐리와 벤켄을 LC-39A 발사대까지 수송하는 데 사용되었다.[42]

3. 승무원

더그 헐리와 밥 벤켄은 2018년 8월 3일, 크루 드래곤 데모-2 미션의 주 승무원으로 발표되었다.[19] 두 우주비행사 모두 우주왕복선 계획에 참여했던 베테랑 우주비행사이다.[20] 이 미션에서 헐리는 우주선 사령관을, 벤켄은 합동 작전 사령관을 맡았다. 이들은 국제 우주 정거장 체류 기간 동안 엑스퍼디션 63의 일원으로 활동했다.

3. 1. 크루 드래곤 데모-2 (2020년 5월 31일~2020년 8월 2일)

2011년 우주왕복선 계획이 STS-135 미션을 끝으로 종료된 후, NASA는 자체적인 유인 우주 비행 시스템을 갖추지 못하게 되었다. 이로 인해 NASA는 우주 비행사들을 국제 우주 정거장(ISS)으로 보내기 위해 러시아의 소유스 우주선에 의존해야 했으며, 이 비용은 우주 비행사 1인당 최대 8천만 달러에 달했다. 이러한 상황을 타개하기 위해 NASA는 스페이스X와 같은 민간 기업과 상업 승무원 수송 프로그램 계약을 체결했다. 이 프로그램은 정기 운행 시 소유스보다 약 50% 저렴한 비용으로 운영될 것으로 기대되었다.[17] NASA는 발사 전까지 드래곤 2 개발에 총 31억달러를 지원했다.[18] 데모-2 미션은 스페이스X가 NASA로부터 정기적인 유인 우주 비행 임무 수행 인증을 받기 전 마지막 주요 시험 비행이었다.[12] 스페이스X는 이전까지 ISS로 20번의 화물 수송 임무를 성공적으로 수행했지만, 사람을 태운 것은 이번이 처음이었다.[18] 보잉 역시 NASA의 상업 승무원 수송 프로그램의 일환으로 별도의 유인 궤도 우주 비행을 개발하고 있었다.[12]

더그 헐리와 밥 벤켄은 2018년 8월 3일, 데모-2 미션의 첫 승무원으로 발표되었다.[19] 두 우주비행사 모두 우주왕복선 프로그램에 참여했던 베테랑이며,[20] 이번 데모-2 비행은 두 사람 모두에게 세 번째 우주 비행 경험이었다. 이 임무의 수석 비행 감독은 제불론 스코빌(Zebulon Scoville)이 맡았다.[21] NASA의 우주 비행사 셸 린드그렌은 이 비행의 유일한 예비 승무원으로 지정되어 헐리와 벤켄 모두를 지원했다.[22]

'''탑승 승무원 정보'''[23]

우주선 내 포지션이름소속비행 횟수임무 원정대
우주선 사령관더그 헐리미국, NASA3번째이자 마지막엑스퍼디션 63
합동 작전 사령관밥 벤켄미국, NASA3번째이자 마지막엑스퍼디션 63



'''예비 승무원 정보'''

우주선 내 포지션이름소속
사령관셸 린드그렌미국, NASA



미국 우주군 제45기상전대는 크루 드래곤 데모-2의 최초 발사 예정 시각이었던 2020년 5월 27일 20시 33분 33초 UTC의 발사 가능성을 50%로 예보했다. 그러나 발사 당일 열대 폭풍 버사의 영향으로 발사 지역에 뇌우와 약한 비가 내리면서, 발사를 16분 53초 남기고 취소되었다.[43][44] 두 번째 발사 시도일인 2020년 5월 30일의 발사 가능성 역시 50%로 예보되었으나, 이날 19시 22분 45초 UTC에 성공적으로 발사되었다.[45][46] 다른 예비 발사 시점으로는 2020년 5월 31일 19시 00분 07초 UTC(발사 가능성 60%)와 2020년 6월 2일 18시 13분 UTC(발사 가능성 70%)가 있었다.[47][48]

'''발사 시도 요약''' ''(시간은 발사 기지 현지 시간(EDT) 기준)''

시도 날짜 및 시간결과연기/중단 사유결정 시각결정 시점 (카운트다운)기상 조건 (Go 확률)비고
2020년 5월 27일 16:33:33중단기상 악화2020년 5월 27일 16:16:40T-00:16:5350%로켓으로 인한 번개 발생 위험(전계 밀도계 규칙 위반).[49]
2020년 5월 30일 15:22:45성공---50%-



데모-2 미션은 2011년 우주왕복선의 마지막 비행이었던 STS-135 이후 9년 만에 미국 땅에서 이루어진 유인 우주 비행이자, 민간 기업이 주도한 역사상 최초의 유인 궤도 비행이라는 중요한 의미를 갖는다.[97] NASA 소속 우주 비행사인 더글러스 헐리가 우주선 사령관을, 밥 벤켄이 합동 작전 사령관(Joint operations commander)을 맡아 ISS로 향했다. 또한 이 비행은 2명의 우주 비행사만으로 구성된 비행으로, 이는 미국에서 1982년 STS-4 미션 이후 처음 있는 일이었다.

크루 드래곤 우주선은 2020년 5월 31일 14시 16분 (UTC)에 ISS 도킹에 성공했으며, 14시 27분에는 고정이 완료되었다.[98] 앞서 언급했듯이, 발사는 원래 5월 27일로 예정되었으나 열대 저기압으로 인한 악천후 때문에 발사 17분 전에 연기된 바 있다.[99]

이번 데모-2 미션에 사용된 크루 드래곤 우주선과 팰컨 9 로켓은 모두 재사용이 가능하도록 설계되었지만, 시험 비행의 성격을 고려하여 모두 새로 제작된 기체가 사용되었다. 스페이스X는 세 번째 ISS 유인 미션인 Crew-2부터는 재사용된 기체를 활용할 가능성을 내비쳤고, NASA 역시 이를 승인했다. Crew-2 미션은 2021년에 발사될 예정이며, 그에 앞서 첫 정규 유인 우주 비행 임무인 Crew-1은 2020년 10월 23일 발사가 예정되어 있다.[100]

3. 2. 백업 승무원 (크루 드래곤 데모 2 체류 기간 중 미션에 한함)

NASA 소속 우주비행사인 셸 린드그렌이 크루 드래곤 데모-2 미션의 유일한 백업 승무원이었다.[22] 그는 주 승무원인 더그 헐리와 밥 벤켄 모두를 지원했으며,[22] 공식적인 백업 임무 역할은 우주선 사령관이었다.

역할이름국적소속비고
우주선 사령관 (백업)셸 린드그렌 (Kjell N. Lindgren|키옐 N. 린드그렌eng) 미국NASA스페이스X 크루-1 백업


3. 3. 소유즈 MS-16 (2020년 4월 9일~현행)

우주선 내 포지션62기 원정대63기 원정대국적, 소속임무 원정대, 비행 횟수우주인
사령관비행 엔지니어 3사령관러시아, RSA62~63기 원정대, 3회아나톨리 A. 이바니신 Анатолий Алексеевич Иванишин|아나톨리 알렉세예비치 이바니신ru
비행 엔지니어 1비행 엔지니어 4비행 엔지니어 1러시아, RSA62~63기 원정대, 1회이반 V. 바그너 Иван Викторович Вагнер|이반 빅토로비치 바그네르ru
비행 엔지니어 2비행 엔지니어 5비행 엔지니어 2미국, NASA62~63기 원정대, 3회크리스토퍼 J. 캐시디 Christopher John Cassidy|크리스토퍼 존 캐시디영어


4. 임무 개요

크루 드래곤 데모 2(Crew Dragon Demo-2)는 스페이스X가 NASA의 상업 승무원 프로그램에 따라 개발한 크루 드래곤 우주선의 첫 유인 시험 비행 임무이다. 이 임무는 2011년 우주왕복선의 마지막 비행(STS-135) 이후 9년 만에 처음으로 미국 영토에서 이루어진 유인 우주 비행이라는 중요한 의미를 가진다.[97] 또한, 민간 기업이 주도하여 성공시킨 사상 최초의 유인 궤도 우주 비행으로서, 우주 개발 역사에 새로운 장을 열었다는 평가를 받는다.[97]

이 임무에는 NASA 소속의 베테랑 우주 비행사 더글러스 헐리와 로버트 벤켄이 참여하여 ISS까지 성공적으로 비행하고 귀환했다. 데모 2의 성공은 이후 스페이스X가 정기적으로 ISS에 우주 비행사를 수송하는 임무를 수행하는 발판이 되었다.

4. 1. 발사 및 도킹

크루 드래곤 데모 2 미션의 첫 발사 시도는 2020년 5월 27일 16시 33분 33초(동부 일광 절약 시간)에 예정되었으나, 열대 저기압으로 인한 악천후(로켓 유발 번개 위험) 때문에 발사 16분 53초를 남기고 중단되었다.[49][99] 이후 2020년 5월 30일 15시 22분 45초(동부 일광 절약 시간)에 성공적으로 발사되었다.

이 임무는 2011년 우주왕복선의 마지막 비행이었던 STS-135 이후 처음으로 미국 땅에서 이루어진 유인 우주 비행이자, 민간 기업이 사상 최초로 수행한 유인 우주 비행이라는 점에서 역사적인 의미를 지닌다.[97] NASA 소속 우주 비행사 더글러스 헐리가 우주선 사령관(Commander)으로, 로버트 벤켄이 공동 운용 사령관(Joint operations commander)으로 탑승하여 ISS로 향했다. 이는 미국에서 1982년 STS-4 임무 이후 처음으로 단 2명의 우주 비행사만 참여한 유인 비행이기도 하다.

우주선은 2020년 5월 31일 14시 16분(협정 세계시)에 ISS 도킹에 성공했으며, 14시 27분(협정 세계시)에 도킹 고정을 완료했다.[98]

데모 2 임무에 사용된 크루 드래곤 우주선과 팰컨 9 로켓은 모두 새로 제작된 것이었다. 스페이스X는 세 번째 유인 ISS 임무인 Crew-2부터는 재사용된 기체를 사용할 가능성을 내비쳤고, NASA 역시 이를 승인했다. Crew-1 임무는 2020년 10월 23일, Crew-2 임무는 2021년에 발사가 예정되었다.[100]

4. 2. ISS 체류 및 임무 수행

(내용 없음)

4. 3. 귀환

2020년 8월 1일 23:35 UTC에 국제우주정거장(ISS)에서 분리된 크루 드래곤은 다음날인 8월 2일 18:48:06 UTC에 멕시코만 해상에 착수했다. 미국 우주비행사의 해상 귀환 방식인 '스플래시 다운'은 1975년 아폴로-소유스 시험 계획 이후 45년 만에 이루어진 것이다. 캡슐은 하강 중 지상 5km 고도에서 낙하산 2개를 먼저 펼쳐 시속 560km까지 감속했고, 이어 지상 1.6km 고도에서 주 낙하산 4개를 모두 펼쳐 착수 직전 속도를 시속 190km 이하로 낮추었다.

귀환한 NASA 우주비행사 더글러스 헐리와 로버트 벤켄은 구조선 위로 옮겨진 캡슐 내에서 약 한 시간 동안 의료 점검 등을 받은 후, 기술자들이 해치를 열자 밖으로 모습을 드러냈다. 이들은 62일간 ISS에 머물며 우주 유영 및 각종 과학 실험 임무를 성공적으로 수행했다. 이번 비행을 통해 더글러스 헐리의 누적 우주 비행 시간은 683시간, 로버트 벤켄은 708시간을 기록했다. 특히 헐리는 2011년 우주왕복선 계획의 마지막 임무였던 애틀랜티스 우주왕복선 비행에서 조종사로 참여한 경력이 있다.

크루 드래곤 데모 2 임무의 성공은 스페이스X가 NASA와의 협력을 통해 유인 우주 비행을 본격적으로 수행할 수 있음을 입증했으며, 이에 따라 2020년 10월 말 첫 정규 임무인 스페이스X 크루-1 발사가 예정되었다. 이 임무에는 NASA 소속 우주비행사 빅터 글로버, 마이클 홉킨스, 섀넌 워커와 일본 JAXA 소속의 소이치 노구치 등 총 4명이 탑승하게 된다.

이전까지 NASA는 우주왕복선 퇴역 이후 ISS로 우주비행사를 보내기 위해 러시아의 소유스 우주선에 의존해왔으며, 좌석 1개당 약 7000만달러에서 8000만달러에 이르는 비용을 지불했다. 반면, 스페이스X가 개발한 크루 드래곤은 개발 비용이 약 17억달러로, 현재 가치로 환산 시 300억달러 이상이 소요된 아폴로 우주선 개발 비용의 약 1/20 수준이다. 또한 크루 드래곤의 1인당 탑승 비용은 약 6000만달러로 추산되어, 소유스 우주선 이용보다 경제적인 대안을 제공하게 되었다.

5. 임무 타임라인

미국 우주군의 제45기상전대는 크루 드래곤 데모-2의 공식 발사 기상 예보를 발표했다. 2020년 5월 27일 20시 33분 33초 UTC의 첫 발사 시도는 발사 가능성이 50%였으나, 열대 폭풍 버사로 인한 지역 내 뇌우와 약한 비 때문에 발사 16분 53초 전에 취소되었다.[43][44] 당시 로켓으로 인한 번개 위험(전계 밀도계 규칙 위반)이 취소 사유였다.[49] 두 번째 발사 시도는 2020년 5월 30일 19시 22분 45초 UTC에 이루어졌으며, 발사 가능성은 여전히 50%였지만 성공적으로 발사되었다.[45][46] 다른 예비 발사 시점으로는 2020년 5월 31일 19시 00분 07초 UTC (발사 가능성 60%)와 2020년 6월 2일 18시 13분 UTC (발사 가능성 70%)가 있었다.[47][48]

시간 (UTC)T+ 시간이벤트
2020년 5월 30일 19:22:45T+00:00:00플로리다 케이프커내버럴 우주군 기지 발사구역 39A에서 발사.[109][110]
2020년 5월 30일 19:23:46T+00:01:01최고 공기 항력 (Max Q) 도달.[111]
2020년 5월 30일 19:25:23T+00:02:381단계 주 엔진 정지 (MECO).[111]
2020년 5월 30일 19:25:25T+00:02:401단계와 2단계 분리.[111]
2020년 5월 30일 19:31:35T+00:08:502단계 엔진 정지 (SECO).[111]
2020년 5월 30일 19:34:53T+00:12:08크루 드래곤 우주선 인데버가 2단계에서 분리됨.[111]
2020년 5월 31일 13:56T+17:54ISS 도킹을 위해 Waypoint 1 접근.
2020년 5월 31일 14:16T+18:54소프트 캐치(Soft capture) 완료.
2020년 5월 31일 14:27T+19:05ISS와 도킹 성공.[112]
2020년 5월 31일 17:01T+21:39해치 개방.[113][114]
2020년 5월 31일 17:22T+21:59우주비행사 더그 헐리와 밥 벤켄이 ISS에 탑승.
2020년 6월 26일T+27일차첫 번째 우주유영.
2020년 7월 1일T+32일차두 번째 우주유영.
2020년 7월 16일T+47일차세 번째 우주유영.
2020년 7월 21일T+52일차네 번째 우주유영.
2020년 8월 1일 23:35T+63일차, 09:08ISS와 분리 (언도킹).
2020년 8월 2일 18:48:06T+63일차, 23:25:21크루 드래곤 캡슐이 지구 대기권에 재진입하여 멕시코만에 착수(splashdown)함. 공식 임무 종료.
2020년 8월 2일 19:59T+64일차, 00:36스페이스X 회수선 Go Navigator 구조정에 의해 구조됨.



참고: 시간은 발사 기지 현지 시간(동부 일광 절약 시간, EDT)을 기준으로 합니다.

6. 기술적 특징 및 의의

미션 휘장은 우주선 사령관 더글러스 헐리의 조카이자 미네소타주 브레인어드 출신 예술가 앤드류 나이베르그가 디자인했다.[24] 휘장에는 상업 승무원 수송 프로그램(CCP), 팰컨 9, 크루 드래곤, "미트볼" 휘장의 붉은색 셰브론 로고가 포함되어 있다. 또한 미국 국기와 국제 우주 정거장(ISS)의 모습도 담겨 있다. 테두리에는 "NASA, SPACEX, FIRST CREWED FLIGHT", "DM-2" 문구와 함께 우주 비행사들의 성(Behnken, Hurley)이 새겨져 있으며, 휘장 전체의 윤곽은 크루 드래곤 캡슐 모양을 하고 있다.[25]

엔데버를 발사한 팰컨 9 로켓에는 "웜" 로고가 표시되었는데, 이는 1992년 공식 사용 중단 이후 처음으로 사용된 사례이다.[26] NASA TV와 발사 관련 언론 보도는 "런치 아메리카"라는 브랜드 이름 아래 자체 로고와 함께 제공되었다.[27][28]

스페이스X가 제작한 패치에는 회사 우주복 상단이 그려져 있으며, 헬멧 바이저에는 ISS와 북미 대륙이 묘사되어 있다. 흰색 별은 발사 기지인 케이프 커내버럴을 상징한다. 우주복 뒤에는 미국 국기가 그려져 있고, 휘장의 검은색 테두리에는 "SPACEX DRAGON"과 "NASA DEMO-2" 문구가 흰색으로, 하단에는 두 우주 비행사의 이름과 그 사이에 클로버 잎이 새겨져 있다.

NASA는 이 시험 비행의 승무원 손실 확률(Loss of Crew, LOC)을 276분의 1로 계산했는데, 이는 상업 승무원 프로그램의 요구 조건인 270분의 1보다 낮은(더 안전한) 수치였다. 이 계산에는 우주선이 국제 우주 정거장에 도킹한 후 미소 유성체 및 우주 쓰레기(MMOD)로 인한 손상 여부를 확인하기 위해 크루 드래곤 우주선의 궤도상 검사를 수행하는 등 위험을 줄이기 위한 완화 조치들이 포함되었다. NASA는 임무 손실 확률(Loss of Mission, LOM)을 60분의 1로 평가했는데, 이는 크루 드래곤이 계획대로 ISS에 도달하지 못하더라도 승무원은 안전하게 지구로 귀환하는 시나리오를 포함한다.[29]

크루 드래곤 데모-2 미션은 본래 2019년 7월, 상업 승무원 수송 프로그램 계약의 일환으로 두 명의 승무원이 ISS에서 14일간 머무는 시험 비행으로 계획되었다.[30][19] 그러나 크루 드래곤 데모-1 임무에 사용되었던 크루 드래곤 캡슐이 2019년 4월 20일, 비행 중단 테스트용 슈퍼드라코 추진기의 정적 발사 시험 중 파괴되는 사고가 발생했다.[31][32] 스페이스X는 사고 원인이 고압 헬륨 라인에서 누출된 산화제가 얼어붙어 밸브를 손상시킨 부품 때문이라고 밝혔다. 이후 이 밸브는 유사 사고 방지를 위해 파열 디스크로 교체되었다.[33] 2020년 1월 19일, 스페이스X는 크루 드래곤 비행 중단 테스트를 성공적으로 완료했다.[34]

COVID-19 대유행이라는 특수한 상황 속에서 미션 준비가 진행되었다. NASA 국장 짐 브리덴스틴은 2020년 4월 9일, 최종 낙하산 테스트 완료, 데이터 검토, 그리고 팬데믹 상황을 고려한 훈련 일정 조율을 거쳐 2020년 5월 말 또는 6월 초에 발사가 가능할 것으로 "상당히 확신한다"고 밝혔다.[35] 2020년 4월 17일, NASA와 스페이스X는 발사일을 2020년 5월 27일로 공식 발표했다.[14] 브리덴스틴 국장은 우주 애호가들에게 발사 관람을 위해 케네디 우주 센터 방문을 자제하고 TV나 온라인 중계를 이용해달라고 당부했으며, 필수 인력의 감염 위험을 줄이기 위해 교대 근무를 조정하고 있다고 설명했다.[36] 2020년 5월 1일, 스페이스X는 임무 승인의 중요한 단계인 Mark 3 낙하산 시스템 시연에 성공했다.[37] 크루 드래곤 데모-2는 팬데믹으로 인해 케네디 우주 센터 방문자 단지가 일반 대중에게 개방되지 않은 채 진행된 최초의 미국 유인 우주 비행 임무였다.[38] 이후 발사가 연기되면서 방문자 단지는 2020년 5월 28일부터 제한된 인원으로 관람객을 받기 시작했고, 입장권은 빠르게 매진되었다.[39] NASA와 스페이스X는 특히 졸업식을 치르지 못한 2020년 졸업생들을 포함한 대중의 참여를 독려하기 위해 사진을 제출받아 ISS로 보내는 이벤트를 진행하기도 했다.[40]

우주 비행사 로버트 벤켄과 더글러스 헐리는 발사 준비를 위해 2020년 5월 20일 케네디 우주 센터에 도착했다. 2020년 5월 21일, 팰컨 9 로켓이 발사대로 옮겨졌고, 22일에는 발사 전 중요한 단계인 정적 발사 시험이 성공적으로 수행되었다.[41] 이번 임무에서는 테슬라 모델 X 차량이 헐리와 벤켄을 LC-39A 발사대까지 수송하는 데 사용되었다.[42]

Demo-2는 2011년 우주왕복선의 마지막 미션 (STS-135) 이후 처음으로 미국에서 이루어진 유인 우주 비행이며, 민간 기업에 의한 사상 최초의 유인 우주 비행이기도 하다.[97] NASA의 더글러스 헐리 우주 비행사가 선장으로, 로버트 벤켄 우주 비행사가 공동 작전 사령관으로 탑승하여 ISS로 향했다(2명으로 이루어진 유인 비행 역시 미국에서는 1982년의 STS-4 이후 처음이다).

우주선은 5월 31일 14시 16분 (UTC)에 ISS에 도킹했고, 14시 27분에는 고정이 완료되었다.[98] 발사는 당초 27일에 예정되어 있었지만, 열대 저기압 버사(Bertha)로 인한 악천후 때문에 발사 17분 전에 연기되어 5월 30일에 이루어졌다.[99]

크루 드래곤 우주선과 팰컨 9 로켓은 모두 재사용이 가능하지만, Demo-2에서는 모두 새로 제작된 기체가 사용되었다. 스페이스X는 3번째 ISS 유인 미션인 Crew-2부터는 재사용된 기체를 사용할 가능성을 시사하고 있으며, NASA도 이를 허가했다.[100]

6. 1. 민간 주도 우주 개발의 가능성

2011년 우주왕복선 계획이 종료된 이후, NASA는 자체적인 유인 우주 비행 시스템을 갖추지 못하게 되었다. 이로 인해 NASA는 우주 비행사들을 국제 우주 정거장(ISS)으로 보내기 위해 러시아의 소유스 우주선에 의존해야 했으며, 이 비용은 우주 비행사 1인당 최대 8000만달러에 달했다.[17]

이러한 상황을 타개하기 위해 NASA는 상업 승무원 수송 프로그램을 통해 스페이스X와 같은 민간 기업과 계약을 체결했다. 이 프로그램은 정기 운행 시 소유스 우주선 이용보다 약 50% 저렴한 비용으로 유인 우주 비행을 가능하게 할 것으로 기대되었다.[17] NASA는 드래곤 2 우주선 개발을 위해 발사 전까지 총 31억달러를 지원했다.[18] 보잉 역시 NASA와의 계약 하에 별도의 유인 궤도 우주 비행 프로그램을 개발하고 있었다.[12]

크루 드래곤 데모-2 미션은 스페이스X가 NASA로부터 정기적인 유인 우주 비행 임무 수행 인증을 받기 위한 마지막 주요 시험 비행이었다.[12] 스페이스X는 이전까지 ISS에 20차례의 화물 수송 임무를 성공적으로 수행했지만, 사람을 태운 것은 이번이 처음이었다.[18] 이 미션은 2011년 우주왕복선 마지막 비행(STS-135) 이후 9년 만에 미국 영토에서 이루어진 유인 우주 발사이자, 사상 최초로 민간 기업이 주도한 유인 우주 비행이라는 점에서 역사적인 의미를 지닌다.[97] NASA의 더글러스 헐리 우주 비행사가 선장으로, 로버트 벤켄 우주 비행사가 공동 작전 사령관으로 탑승했다.

데모-2 미션의 성공은 민간 기업 주도의 우주 개발 가능성을 보여주는 중요한 사례가 되었다. 스페이스X는 데모-2 발사 이후 미국의 우주 관광 스타트업 엑시옴 스페이스와 협력하여 ISS 우주여행 상품을 출시했다. 이 상품의 가격은 1인당 5500만달러(약 656.26억원)에 달하며, 여기에는 ISS에서의 숙박료(1박당 3.5만달러 또는 약 4174만원), 공기, 물, 화장실 사용료, 인터넷 사용료(1GB당 50USD 또는 약 6만원)와 15주간의 지상 훈련 비용 등이 포함된다. 뉴욕타임스에 따르면 출시 초기 이미 예약자가 나왔으며, 관광객은 총 10일(왕복 2일, ISS 체류 8일)간의 우주여행을 경험하게 된다.[115]

또한 스페이스X는 팰컨 9 로켓과 크루 드래곤 우주선의 재사용 기술을 통해 비용 효율성을 더욱 높일 계획이다. 데모-2 미션에는 새로 제작된 기체가 사용되었지만, 스페이스X는 세 번째 유인 미션인 Crew-2부터는 재사용된 기체를 활용할 가능성을 시사했으며 NASA도 이를 허가했다.[100] 이는 민간 우주 기업의 기술력과 경제성을 동시에 보여주는 사례로, 향후 우주 탐사 및 개발에 있어 민간 부문의 역할이 더욱 확대될 가능성을 시사한다.

7. 대한민국

한국은 크루 드래곤을 성공적으로 발사한 팰컨9 블록5 로켓을 참고하여 누리호(KSLV-II)를 개발하고 있다. 그러나 팰컨9 블록5와 같이 13ton의 화물을 지구 저궤도에 올리는 능력은 2030년에 발사 예정인 KSLV-III에서 가능할 것으로 전망된다.

8. 향후 전망

2011년 우주왕복선 계획이 종료된 후, NASA는 자체적인 유인 우주 비행 시스템을 갖추지 못하게 되었다. 이로 인해 NASA는 우주 비행사들을 국제 우주 정거장(ISS)으로 보내기 위해 러시아의 소유스 우주선에 의존해야 했으며, 이 비용은 우주 비행사 1인당 최대 8000만달러에 달했다. 이러한 상황을 타개하기 위해 NASA는 스페이스X와 같은 민간 기업과 상업 승무원 수송 프로그램 계약을 체결했다. 이 프로그램은 정기 운행 시 소유스보다 50% 저렴한 비용으로 우주 비행사를 수송할 것으로 기대된다.[17] NASA는 발사 전까지 드래곤 2 개발에 총 31억달러를 지원했다.[18] 크루 드래곤 데모 2 임무는 스페이스X가 NASA로부터 정기적인 유인 우주 비행 임무 수행을 위한 인증을 받기 전 마지막 주요 시험 단계였다.[12] 스페이스X는 이전까지 ISS로 20번의 화물 수송 임무를 성공적으로 수행했지만, 사람을 태우는 유인 임무는 이번이 처음이었다.[18] 한편, 보잉 역시 NASA의 상업 승무원 수송 프로그램의 일환으로 별도의 유인 궤도 우주 비행 시스템을 개발하고 있었다.[12]

크루 드래곤 데모 2의 성공 이후, 스페이스X는 미국의 우주 관광 스타트업 엑시옴 스페이스와 협력하여 민간 우주여행 상품을 출시했다. 이 상품의 가격은 5500만달러(약 656억원)이며, 뉴욕타임스 보도에 따르면 출시된 3장의 표 중 이미 한 장이 판매되었다. 높은 가격에는 국제 우주 정거장(ISS)에서의 숙박료(1인 1박당 3.5만달러), 공기와 물, 화장실 사용료, 인터넷 사용료(1GB당 50USD) 등이 포함되어 있다. 또한, 우주여행에 필요한 15주간의 지상 훈련 프로그램 비용도 포함된다. 훈련을 마친 관광객은 왕복 2일을 포함하여 총 10일간 ISS에서 8일간 머무는 우주여행을 경험하게 된다.[115]

참조

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