업그레이드된 태양광 발전 설비를 국제 우주 정거장으로 보내는 스페이X 우주선 발사

국제우주정거장에 대한 스페이스X의 28번째 재보급 임무가 월요일 케네디 우주센터에서 새로운 태양광 발전 시스템, 신선한 식품, 궤도 실험실의 연구 유지와 전력 시스템 업그레이드를 위한 실험 장비를 싣고 이륙했습니다.

팰컨 9 로켓에 실린 카고 드래곤 우주선의 이륙은 케네디 우주센터의 39A 패드에서 오전 11시 47분(1547 UTC)에 이루어졌는데, 이는 예상보다 하루 늦은 시점으로, 스페이스X가 부스터의 해상 회수 구역에서 강풍으로 인해 일요일 발사 시도를 취소한 이후였습니다.

일요일의 지연으로 플로리다의 스페이스 코스트에서의 더블헤더 발사 기회는 사라졌습니다. 또 다른 팰컨 9 로켓은 일요일 새벽 케이프 커내버럴 우주 기지의 다른 발사대에서 이륙했습니다.

카고 드래곤 우주선은 연구소의 전력 시스템을 업그레이드하기 위한 두 개의 새로운 롤아웃 태양광 전지판을 포함하여 7,200파운드가 넘는 하드웨어, 식량 및 과학 실험장비를 싣고 궤도 연구 전초기지를 18시간 동안 뒤쫓아 궤도에 진입했습니다.

스페이스X는 NASA와의 상업용 재보급 서비스 계약에 따라 우주 정거장으로 무인 화물 수송 임무를 수행합니다.

CRS-28이라고 불리는 이 임무는 C208로 지정된 카고 드래곤 우주선의 네 번째 비행입니다. 스페이스X는 현재 3대의 카고 드래곤 캡슐과 4대의 사람이 탑승할 수 있는 크루 드래곤을 보유하고 있으며, 5번째 크루 드래곤이 생산 중에 있습니다.

스페이스X는 각 우주선을 15회까지 비행하는 것을 목표로 하고 있으며, 현재 생산 중인 새로운 크루 드래곤과 함께 기존 우주선만으로도 국제우주정거장 재보급 및 우주비행사 비행에 대한 고객 수요를 충족하기에 충분할 것이라고 밝혔습니다.

스페이스X의 팰컨 9 로켓이 NASA의 케네디 우주 센터에서 이륙하여 국제 우주 정거장에 대한 회사의 28 번째 재보급 임무를 시작하고 있다. Credit: Michael Cain / Spaceflight Now / Coldlife Photography

다음 ISS 롤아웃 태양광 전지판(iROSA) 세트의 납품으로 수년에 걸친 우주정거장 중기 업그레이드 작업이 계속됩니다.

두 개의 태양광 전지판 날개는 스풀에 말아 올려 드래곤 우주선의 후면 화물칸의 직경 13피트(4미터) 내부에 장착됩니다. 이달 말에는 우주비행사 스티브 보웬과 우디 호버그가 두 차례의 우주유영을 통해 우주정거장 밖으로 나가 두 개의 롤아웃 태양광 전지판을 설치하고 배치하는 작업을 지원할 예정입니다.

NASA는 2021년 6월과 2022년 11월에 실시한 스페이스X 보급품 재보급 임무를 통해 4개의 롤아웃 태양광 전지판을 우주 정거장으로 보낸 바 있습니다.

NASA의 국제우주정거장 운영 통합 관리자인 디나 콘텔라는 "4세트 중 세 번째 태양광 전지판이 설치되어 매우 기쁘고, 설치가 완료되기를 고대하고 있습니다."라고 말했습니다.

재사용 가능한 팰컨 9의 상단은 대서양에 떠 있는 스페이스X 드론 선에 착륙했습니다. CRS-28 임무는 B1077로 번호가 매겨진 재사용 가능한 팰컨 9 부스터 스테이지의 다섯 번째 비행이었습니다.

스페이스X는 목요일 케네디 우주 센터의 발사대로 팰컨 9 로켓을 발사하여 시간에 민감한 연구용 하드웨어, 신선한 야채와 과일, 우주 정거장의 7명 승무원을 위한 치즈를 싣기 시작했습니다. 나머지 3.5톤이 넘는 화물은 인근 탑재체 처리 시설에서 우주선에 탑재되었습니다.

카고 드래곤 우주선은 화요일 동부 표준시 오전 5시 50분에 국제우주정거장의 하모니 모듈에 도킹하여 3주간의 체류가 시작됩니다.

국제우주정거장 재보급 임무(CRS-28)를 위해 발사되기 전 팰컨 9 로켓 위에 올려진 스페이스X의 카고 드래곤 우주선. Credit: SpaceX

캐나다에서 제작된 우주 정거장의 로봇 팔은 드래곤 우주선의 비압축 트렁크에 도달하여 두 개의 롤아웃 태양 전지판을 꺼내 우주 정거장의 축구장 길이의 전력 구조물에 장착할 것입니다. 그런 다음 보웬과 호버그는 6월 9일과 6월 15일에 정거장 밖으로 나가 새로운 태양 전지판을 설치하고 펼치기 위해 우주 유영을 할 예정입니다.

한편 정거장 내부의 우주비행사들은 드래곤의 가압실에 적재된 화물을 풀게 됩니다. 화물에는 궤도 연구 전초 기지와 7명의 승무원을 위한 식량, 의복, 장비 및 기타 하드웨어가 포함됩니다.

CRS-28 화물 임무는 7,284파운드(3,304킬로그램)의 화물을 우주정거장으로 운반하는 것으로, 주로 업그레이드 및 우주정거장 유지보수를 위한 하드웨어와 승무원 보급품입니다.

NASA의 우주정거장 프로그램 운송 통합 관리자인 필 뎀시(Phil Dempsey)에 따르면, 우주정거장 승무원들은 신선한 사과, 블루베리, 자몽, 오렌지, 토마토, 다양한 치즈를 받게 될 것이라고 합니다.

카고 드래곤 우주선은 소변에서 수분을 회수하고 처리하여 우주정거장 승무원을 위한 식수로 전환하는 우주정거장의 소변 처리 시스템을 유지 관리하는 장비를 전달할 것입니다.

스페이스X의 CRS-28 임무에 탑재된 과학 탑재체에는 우주비행사가 포장을 풀고 일본 실험실 모듈의 에어록을 통해 로봇 팔로 궤도로 발사할 6개의 큐브샛이 포함됩니다.

큐브샛 중 5개는 캐나다의 대학생들이 개발했습니다. 캐나다 우주국이 후원하는 이 임무는 학생들에게 위성 제작 및 운영 경험을 제공하는 교육적 목적이 주를 이룹니다.

큐브샛에는 북극의 얼음이 녹는 것을 모니터링하고, 우주 방사선 데이터를 수집하고, 우주에서 가상현실 카메라를 테스트하고, 지구 대기의 먼지 폭풍을 관찰하고, 우주의 극한 환경에서 노출되는 것이 달과 소행성 표면과 유사한 물질에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 기기가 탑재되어 있습니다.

문라이터 우주선은 국제우주정거장에서 발사된 후 전개될 3U 큐브샛 두 개의 태양 전지판입니다. 우주선의 태양 전지판은 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 약 0.5미터 길이로 늘어난다. Credit: Aerospace Corp.

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또 다른 큐브샛 임무인 문라이터는 궤도에서 사이버 위협에 대한 방어를 테스트하는 테스트베드 역할을 할 것입니다. 이 우주선은 빵 한 덩어리 크기 정도이며, 우주 정거장에서 발사되면 사이버 보안 전문가들이 위성을 해킹하는 연례 챌린지의 일부가 될 것입니다.

세계 최초의 우주 '해킹 샌드박스'로 불리는 문라이터 임무는 항공우주국, 공군 연구소, 우주군 우주시스템사령부 간의 공동 노력으로 이루어졌습니다.

"우리는 궤도에서 사이버 보안 테스트를 수행할 수 있는 수단이 존재하지 않았던 우주에서의 사이버 활동의 공백을 메우기 위해 처음부터 새로운 것을 만들고 싶었습니다."라고 문라이터 프로젝트 리더인 애런 마이릭은 말합니다. "문라이터는 전문 해커들이 사이버 연습을 하고 새로운 기술을 테스트할 수 있는 공간과 도구를 제공하는 놀이터와 같은 곳입니다. 이를 통해 미래의 우주 임무를 위한 사이버 복원력이 뛰어난 아키텍처가 개발되기를 바랍니다."

스페이스X의 CRS-28 임무에 탑승한 다른 연구 조사에서는 미세 중력에서의 식물 생물학과 성장, 우주 비행이 유전학에 미치는 영향을 평가할 예정입니다. 덴마크의 한 실험에서는 뇌우 꼭대기에서 번개가 번쩍이는 현상을 관찰하고 연구할 예정입니다.

그러나 새로 배치되는 태양 전지판, 즉 iROSA는 CRS-28 임무의 최우선 과제입니다.

이 태양 전지판은 NASA의 우주 정거장 유지보수 작업을 감독하는 보잉과 계약을 맺은 레드와이어가 제작했습니다. CRS-28 화물 임무에서 발사되는 한 쌍의 태양 전지판은 NASA가 구매한 마지막 세트이지만, 콘텔라는 목요일에 자금 수준이 허락한다면 "네 번째 전지판을 만들 계획을 가지고 있다"라고 말했습니다.

iROSA 태양 전지판은 기존의 8개의 태양 전지판 위에 확장되고 있으며, 오래된 태양 전지판을 부분적으로 덮을 수 있도록 각도로 기울어져 있습니다. 완전히 설치되면 롤아웃 태양광 전지판은 각각 길이 63피트, 폭 20피트(19×6미터)로 기존 태양광 전지판의 길이와 폭의 절반 정도에 불과합니다. 크기는 작지만 새로운 태양광 어레이 각각은 기존 태양광 날개와 거의 동일한 양의 전기를 생산할 수 있습니다.

장착 브래킷이 새 어레이를 정거장의 전원 채널과 회전 조인트에 연결하여 우주선이 시속 17,000마일 이상으로 지구 주위를 달리는 동안 태양광 날개가 태양을 향하게 유지하도록 합니다.

국제우주정거장으로의 CRS-28 재보급 임무를 위한 스페이스X의 미션 패치. Credit: SpaceX

국제우주정거장에는 8개의 전력 채널이 있으며, 각 채널은 정거장의 트러스 백본에서 연장된 하나의 태양 전지판 날개에서 생산된 전력을 공급받습니다. 원래의 태양 전지판은 2000년부터 2009년까지 네 차례의 우주 왕복선 임무에서 발사되었습니다. 예상대로 태양 전지판 효율은 시간이 지남에 따라 저하되었습니다.

NASA는 이러한 추세를 역전시켜 2020년대 후반부터 2030년 은퇴가 예상되는 시점까지 우주 정거장의 생산성을 유지하고자 합니다. 또한 민간 기업인 액시엄 스페이스는 2025년에 우주 정거장에 부착할 상업용 모듈을 발사할 계획이며, 이 모듈은 자체 전력 수요가 있을 것입니다.

콘텔라는 "이는 예상되는 정상적인 현상이며 노화의 일부이므로, 특히 연구를 계속하고 궁극적으로 엑시엄 모듈을 ISS에 통합할 예정이므로 가능한 한 많은 전력을 확보할 수 있는 능력이 매우 중요합니다."라고 말합니다.

이번 주말에 발사될 새로운 태양전지판 중 하나는 작년에 작은 우주 쓰레기나 미세 운석의 충격으로 손상된 원래의 우주정거장 태양전지판 중 하나를 대체할 것이라고 콘텔라는 말했습니다.

새로운 태양 전지판 한 쌍은 우주 정거장 전력 트러스의 우측, 트러스 맨 끝, 선체 내부에 설치될 예정입니다. 우주비행사가 태양 전지판을 부착하고 나면 볼트를 풀어 전지판이 풀릴 수 있도록 합니다. 이 태양 전지판은 발사를 위해 저장된 에너지를 사용하여 포장되었으므로 완전히 확장된 길이까지 구동하기 위한 전개 메커니즘이 필요하지 않습니다.

NASA에 따르면 현재 설치된 6개의 iROSA 장치 세트를 통해 ISS 전력 시스템은 215킬로와트의 전력을 생산할 수 있게 됩니다.

콘텔라는 "전반적으로 전력을 정상 수준으로 계속 끌어올리고 향후 연구를 위해 조금 더 높일 수 있는 능력은 우주 정거장에 매우 중요합니다."라고 말했습니다.

태양 전지판을 통해 우주 정거장은 2011년 NASA와 국제 파트너들이 대규모 우주 정거장 조립을 완료한 이후 가장 중요한 중기 업그레이드 중 하나가 이루어졌습니다. 6개의 새로운 태양 전지판 날개는 일련의 일본 재보급 임무를 통해 정거장으로 발사된 24개의 새로운 리튬 이온 배터리와 결합되어 연구소의 전력 시스템이 2030년까지 지속적인 운영을 지원할 수 있도록 도울 것입니다.

콘텔라에 따르면 NASA는 향후 몇 년 내에 네 번째 롤아웃 태양 전지판 세트를 조달할 계획이라고 합니다.

세 세트의 새로운 롤아웃 태양 전지판이 설치된 국제 우주 정거장을 그린 아티스트의 그림. 스페이스X CRS-28 임무의 태양 전지 어레이는 우주 정거장의 축구장 길이에 달하는 전력 트러스의 우측에 설치되며, 여기서는 전기 시스템의 채널 1A 및 1B에 표시되어 있다. Credit: NASA

케네디 발사 통제 센터의 발사실 내부에 배치된 스페이스X의 발사 팀은 215피트(65미터) 높이의 팰컨 9 로켓에 초저온 고밀도의 등유와 액체 산소 추진제를 장전하기 시작했습니다.

카운트다운 마지막 30분 동안 헬륨 가압제 역시 로켓에 주입되었습니다. 이륙 전 마지막 7분 동안, 팰컨 9의 멀린 메인 엔진은 "칠다운"이라는 절차를 통해 비행을 위한 열 컨디셔닝을 거쳤습니다. 팰컨 9의 유도 및 항속거리 안전 시스템도 발사를 위해 구성되었습니다.

발사 후 팰컨 9 로켓은 케네디 우주 센터에서 북동쪽으로 향하여 우주 정거장의 궤도면과 일직선을 이루며 9개의 멀린 1D 메인 엔진에서 170만 파운드의 추력을 받아 성층권으로 상승했습니다.

로켓은 발사 약 2분 30초 후 1단 부스터를 정지시켰고, 부스터는 이륙 후 약 9분 후 대서양 415마일(667km) 상공의 드론 선에 착륙하기 위해 하강했습니다.

드래곤 캡슐은 이륙 후 약 12분 후 팰컨 9의 상단에서 분리되어 국제우주정거장으로 향하는 여정을 시작합니다.

우주 정거장의 우주비행사들은 해치를 열고 드래곤 우주선의 가압실 내부에 있는 화물을 풀기 시작하고, 캐나다에서 제작한 로봇 팔이 우주선의 비압축 트렁크에 접근하여 두 개의 롤아웃 태양 전지판을 꺼내게 됩니다.

CRS-28 임무가 끝나면 재사용 가능한 드래곤 캡슐은 정거장에서 도킹을 해제하고 수 톤의 화물과 연구 표본을 싣고 6월 말 플로리다 해안에서 낙하산을 이용한 낙하를 시도할 예정입니다.

음속보다 빠르게 가속하는 스페이스X의 팰컨 9 로켓. Credit: Michael Cain / Spaceflight Now / Coldlife Photography

 

SpaceX launch sends upgraded solar arrays to International Space Station – Spaceflight Now