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우주왕복선의 발사(Liftoff With the Space Shuttle) 목록

조회 : 1090 | 2005-12-23


우주왕복선은 미국항공우주국(NASA)이 개발한 우주수송수단으로 스페이스 셔틀이라고도 한다. 우주공간과 지구 사이를 몇 번이고 반복해서 왕복할 수 있도록 만들어진 유인우주선으로서, 지구 근방의 우주공간의 생활화를 목적으로 사용하려는 것이다.

우리들의 지구는 한정된 생활권인 동시에 한정된 자원 때문에 앞으로 보다 더 편리하고 충족된 생활을 위하여 부족한 에너지 및 다른 자원을 확보하고, 또한 여러 가지 지상에서 해결하지 못한 문제를 지구 근방의 우주공간을 이용하고자 할 때는 그 곳에 거대한 우주공장 ·도시, 기타 어떤 구조물을 만들어야 한다. 이를 건설하기 위한 자재를 어떻게, 무엇으로 운반하는가가 중요한 문제로 떠올랐다. 로켓은 한 번 사용하면 다시 쓰지 못하기 때문에 몇 번이고 반복해서 사용할 수 있는 우주왕복선을 만들어보자는 데 착안하여 1972년 1월 미국의 R.닉슨 대통령이 계획을 승인하였다.

우주왕복선은 한 마디로 거대한 우주선이 타이탄 로켓의 등에 올라탄 형식의 로켓이며, 세 부분으로 되어 있다. 최종적으로 위성궤도에 도달하는 궤도선(軌道船), 여기에 액체연료를 공급하는 거대한 연료탱크, 이 모두를 강력하게 지상에서 쏘아올리는 고체연료로켓으로 되어 있다. 이들 가운데서 가장 큰 것이 연료탱크로서 길이가 46.94m, 지름이 8.41m이며, 여기에 채워질 연료는 액체수소(연료)와 액체산소(산화제)이다.





이것을 사용하는 궤도선의 주기관(主機關)은 3개이며, 추력(推力)을 규정값의 50~109 %의 범위 안에서 자유롭게 조정할 수 있다. 그리고 기관은 수명이 7.6시간(종래의 것은 몇 분)이라는 획기적인 성능을 가졌다.
연료탱크 양쪽에 달려 있는 부스터(booster)는 지름 3.71m, 길이 45.4m의 고체연료로켓이다. 이것은 상승비행을 촉진하기 위한 것으로서 1만 1800t의 추력을 낼 수 있으며, 발사 후 2분이 지나면 본체에서 분리되어 발사지점에서부터 180km 떨어진 바다 위에 낙하산으로 떨어진다. 이것은 회수하여 약 20번 반복하여 사용할 수 있다.
궤도선은 연료탱크의 등쪽에 고정설치되어 있는데, 이것은 중형(中型) 제트여객기인 DC-9형의 크기로서 길이는 37.28m, 동체의 지름은 4.6m 정도이다. 위성궤도까지 올라가는 데는 강력한 로켓기관을 사용하지만, 궤도에서 떠나 지구로 귀환할 때는 글라이더 같이 기관 없이 활공비행하면서 내려온다. 이 때문에 너비가 23.77m나 되는 대형 삼각날개가 달려 있다.
이와 같이 세 부분을 모두 부착시킨 우주왕복선의 전체의 길이는 56.88m이고, 연료탱크의 하부에서부터 궤도선의 꼬리날개 높이까지는 23.23m나 된다.





이륙직전의 무게는 약 2,000 t이며, 이 중 85%가 연료의 무게이다. 궤도선 자체의 무게는 68t이며, 여기에 적재능력화물의 무게 29.5t을 합치면 100t 정도이지만, 전체의 무게에 비하면 5%에 불과하다. 우주왕복선은 이륙할 때는 보통 우주로켓처럼 수직으로 올라가지만, 2분 후에 2개의 부스터를 떼어 버리고 난 뒤에는, 서서히 지구표면과 평행하게 수평비행을 한다. 궤도선이 320km 고도에 이르는 데 필요로 하는 탈출속도인 초속 7.7km에 도달하기 전에 로켓기관의 작용을 멈추고 연료탱크를 분리시켜 지상으로 떨어뜨린다.

우주왕복선은 약 100회 정도 반복하여 사용할 수 있다. 1977년 8월 12일 제1호 실험기 ‘엔터프라이즈호’가 유인 단독착륙시험에 성공하였고, 1981년 4월 12일 한국시간으로 오후 8시 50분 발사되어 3일 후인 4월 15일 오전 3시 30분 무사히 지구에 귀환하였다. 그 후 여러 번의 비행에 성공하였으며, 1982년 11월 11일 발사되어, 16일 무사히 귀환한 ‘컬럼비아 5호’를 마지막으로 시험우주비행 임무인 컬럼비아계획이 끝났다. 1983년부터는 실험우주비행 임무를 띤 첼린저호, 1984년 디스커버리호, 1985년 아틀란티스호가 실험비행을 하였다. 첼린저호는 1983년 4월 5일 4명의 우주인을 태우고 발사되어, 5일 동안의 임무를 마치고 10일 귀환하였다.









우주 왕복선의 발사를 왕복선의 위에서 본다면 어떻게 보일까? 그 해답은 우주선의 실적평가에 의해 가치있는것으로 나사는 작은 로켓 소형촬영기를 우주왕복선 아틀란니스의 발사 외부 탱크의 측면에 이번달 빨리 설치했다. 위의 5테두리는 긴 비디오 연속촬영에서 발췌된 것이다. 왕복선에 실리고 지구를 돌아보면서 우주를 향하는것이 어떻게 보이는가 극적으로 보여주고 있다. 최후의 테두리는 발사후 겨우 15분 후에 촬영된 것으로 왕복선이 외부의 탱크에서 떨어져나와, 궤도에 진행하고 있는것이 보여진다.





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