아르테미스 2호 임무: 달 근접 비행에서 지구 재진입까지

19초간의 추진기 연소 중 후미를 들어 올리면 캡슐의 받음각이 최적화되어 최대 발열을 관리하고 열 차폐막에 가해지는 열 스트레스를 최소화합니다.

이 기동은 마치 등받이 의자에 앉아 몸을 뒤로 젖히는 것과 같으며, 인테그리티의 후미를 아주 약간 들어 올립니다.

이는 진입 인터페이스에서 최대 발열이 발생하는 영역을 통해 인테그리티의 받음각을 미세 조정할 수 있는 마지막 기회이며, 인테그리티 열 차폐막의 최대 발열을 최소화할 것입니다.

상승 연소 후, 우주선은 지구 대기권에 진입하기 전 최종 방향을 잡게 됩니다.

다섯 개의 팽창식 헬륨 충전 에어백으로 구성된 이음매 없는 시스템은 착수 후 캡슐을 안정적인 직립 상태로 유지합니다.

이 에어백은 우주선이 위쪽을 향한 '안정 1' 상태를 유지하도록 보장합니다. 만약 우주선이 뒤집히면 '안정 2' 상태가 됩니다.

약간의 저항을 제공하는 로프가 달린 통 모양의 아폴로 운동 기구를 사용했던 아폴로 임무와 달리, 아르테미스 미래 달 승무원들은 오리온 플라이휠이라는 것을 사용할 것입니다.

오리온 플라이휠은 훨씬 더 큰 저항 부하를 줄 수 있어, 우주비행사들이 ISS 우주비행사들이 하는 것과 유사하게 스쿼트, 데드리프트 및 기타 운동을 할 수 있지만, 공간은 훨씬 적습니다.

신체 컨디션, 근력 및 체력 유지는 매우 육체적으로 힘든 달 EVA(선외활동)를 성공적으로 수행하는 데 중요합니다. 특히 아폴로는 달까지 약 4.3일의 여정이었지만, 아르테미스 우주비행사들은 약 10~14일의 여정을 갖게 될 것이기 때문입니다.

승무원들은 이 장치와 달에 가는 데 운동이 하는 역할, 그리고 땀을 흘리고 운동을 하는 것과 같은 정신적 이점에 대해 매우 만족했습니다.

아르테미스 1호는 Avcoat 열 차폐막에서 예상치 못한 탄화 손실을 경험했습니다. NASA는 문제의 원인을 조사하기 위해 '타이거 팀'을 구성했습니다.

아르테미스 2호의 경우, NASA는 아르테미스 1호에서 관찰된 것과 동일한 유형의 압력 프로파일을 피하기 위해 진입 궤적과 방향을 재설계했습니다. 이러한 조정은 열 차폐막에 가해지는 힘을 최소화하기 위한 것입니다. 진입 중 최고 온도는 섭씨 2,200도에서 2,760도 사이로 예상됩니다.

우주선과 낙하산은 13.5분 동안의 최종 하강 단계에서 마하 33에서 시속 19마일로 고속 전환을 용이하게 합니다. 지구 대기권 진입 시작부터 착수까지의 전체 최종 하강 단계는 13.5분 이내에 발생합니다.

우주선과 낙하산 시스템은 이러한 전환을 지원하도록 설계되었습니다.

아르테미스 1호 진입은 약 3,178해리(약 5,885km)의 매우 긴 하방 트랙을 이용했으며, 약 20분 동안 더 긴 열 부하 노출 기간을 가졌습니다.

이에 반해 아르테미스 2호 진입은 하방 트랙 거리 1,701해리(약 3,150km), 지속 시간 14분으로 설계되었습니다. 이 임무는 과도한 열 부하로부터 열 차폐막을 보호하기 위해 약간 더 가파른 받음각을 사용합니다.

이러한 설계 차이는 열 차폐막을 보호하기 위한 데이터를 수집합니다. 아르테미스 3호 이후부터는 달 남극 착륙이 시작되면 스킵 진입 경로를 재개할 것입니다.

추적 및 데이터 중계 위성 시스템은 비행의 나머지 부분에 대한 통신을 제공할 것이며, 현재 승무원 모듈 서비스 모듈 분리까지 약 13.5분 남았습니다.

관제소는 승무원 모듈 서비스 모듈 분리 준비 단계인 CMCS의 성공적인 고온 연소 시험을 확인했습니다. 초기에는 GPS 항법 데이터 획득이 보류되었지만, 비행 팀은 승무원에게 진입 준비에 집중하기 위해 특정 문제 해결 단계를 건너뛰라고 지시했습니다.

이후 GPS 데이터가 성공적으로 획득되어 인테그리티의 위치, 궤적 및 지구에 대한 방향 정보를 제공했습니다.

추진기 분사 중 인테그리티 우주선에 탑재된 여러 압력 센서가 서로 발산하여 추진 경고를 유발했습니다.

관제소는 승무원과의 협의를 통해 이러한 경고 메시지를 비활성화하는 대신 억제하기로 결정했습니다.

승무원은 다른 시스템 판독값과 우주선의 전반적인 상태에 대한 신뢰를 표하며 센서 데이터를 무시하겠다는 계획에 동의했습니다.

이제 궤적은 설정되었으며 더 이상 수정되지 않을 것입니다. 이는 대기권 재진입 중 과도한 열 부하를 완화하기 위한 올바른 받음각을 보장합니다.

다가오는 180도 롤(재진입 표준 절차) 동안 잠시 1분간 통신 두절이 예상됩니다.

우주선은 이 시점으로부터 약 14분 45초 후에 지구 대기권에 진입할 것이며, 차량 주변의 플라스마 형성으로 인해 6분간 통신 두절이 시작될 것입니다.

이 중요한 단계에서 우주선은 최대 발열을 경험할 것으로 예상되며, 외부 온도는 섭씨 2,200도에서 2,760도 사이로 상승할 것입니다.

이 기간은 우주선의 궤적과 열 차폐막 성능을 낙하산 전개 전에 시험하는 중요한 단계이며, 이 임무는 공중 회수 자산의 수동 추적에 의존합니다.

통신 두절 기간이 성공적으로 종료된 후, 사령관 리드 와이즈먼(Reid Wiseman)이 확인한 대로 인테그리티 승무원과의 음성 통신이 재개되었습니다.

관제소는 우주선의 궤적이 정상임을 확인했으며, 회수 팀은 캡슐을 육안으로 확인했습니다.

우주선은 착수까지 약 5.5분 남았으며, 회수 과정은 계획대로 진행되고 있습니다.

회수 팀은 차량이 안정적이며, 방향 유지를 위해 승무원 모듈 직립 시스템이 전개되었다고 보고했습니다.

이 임무는 4월 1일 발사 이후 인상적인 694,481마일을 비행했으며, 이는 달 탐사의 주요 성과를 의미합니다.

착수 후, 회수 팀은 SA 비콘 신호 감지에 어려움을 겪었으며, 위성 전화에 간헐적인 문제가 발생했습니다.

관제소는 연결 문제 해결을 위한 시간을 확보하기 위해 차량 전원 차단 지연을 요청했습니다.

이러한 통신 문제에도 불구하고, 사령관 리드 와이즈먼은 네 명의 승무원 모두 건강 상태가 양호하며 차량은 안정적이라고 보고했습니다.

그는 이 임무가 우주비행사를 달에 보내는 NASA의 새로운 역량을 입증했으며, 2028년에 달에 착륙하고 기지를 건설하기 위한 계획이 있다고 확언했습니다.

우주선의 열 보호 시스템에서 얻은 비행 후 데이터는 다가오는 아르테미스 3호 임무의 계획 및 실행에 매우 중요하다고 평가됩니다.

국장은 아르테미스 2호가 단일 사건이 아니라고 강조했습니다.

관제소는 인테그리티 우주선의 모든 진입 사건이 완벽하게, 그리고 규정에 따라 진행되었음을 확인했습니다.

대기권 재진입 단계 전체에 걸쳐 완벽한 궤적이 유지되었으며, 이는 비행 동역학 계산의 정확성을 입증합니다.

최종 '레이저 번' 기동은 차량의 받음각을 성공적으로 조정하여 태평양에 교과서적인 착수에 기여했습니다.

위험 평가 후, 인테그리티 차량의 전원이 성공적으로 차단되었으며, 유해 가스는 감지되지 않았습니다.

해군 잠수부와 의료진이 이제 우주선에 접근하여 승무원 추출을 시작하고 안정화 칼라와 '앞 현관' 팽창식 뗏목을 준비하고 있습니다.

최우선 과제는 승무원의 안전과 안녕이며, NASA 비행 외과의는 우주비행사들이 캡슐에서 서둘러 나올 필요가 없다고 강조했습니다.

우주선의 측면 해치가 열려 회수 요원이 모듈에 진입하여 승무원을 도울 수 있습니다.

이 사건은 마지막 태평양 착수 이후 약 53.5년 만입니다.

이 임무의 궤적에는 24시간의 높은 지구 궤도가 포함되었습니다. 이 궤도를 통해 비행 관제사는 달로 비행하기 전에 인테그리티의 시스템과 승무원의 상태를 평가할 수 있는 완전한 24시간을 가질 수 있었습니다.

안정화 칼라는 기상 조건이 예측 불가능하기 때문에 캡슐이 바다에서 흔들리는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

'앞 현관'은 우주비행사들이 헬리콥터를 기다리는 동안 앉아 있을 수 있는 대기실 역할을 합니다. 플랫폼의 잠수부들이 그들의 상태를 확인하기 위해 살펴볼 것입니다. 잠수부들은 안정화 설정을 10분 이내에 처리할 수 있을 것이라고 말했습니다.

해저 의료 책임자는 4명의 아르테미스 2호 우주비행사 모두 '녹색' 상태, 즉 기분이 매우 좋고 추출 준비가 되었다고 보고했습니다. 추출 과정에는 킬로 원(Kilo One)과 킬로 투(Kilo Two)라는 두 대의 헬리콥터가 교대로 앞 현관에서 개별 승무원을 USS 존 P. 머사(John P. Murtha)로 들어 올리는 과정이 포함됩니다.

아르테미스 회수 부국장 폴 시어핀스키(Paul Cierpinski)는 헬리콥터가 보트보다 승무원을 더 빠르고 안전하게 탑승시킬 수 있으며, 의료실로 직접 이동할 수 있는 경로를 제공한다고 언급했습니다. 헬리콥터 중 하나는 앞 현관 위 약 40피트(약 12미터) 상공에 정지할 것이며, 해군 회수 전문가가 내려와 첫 번째 우주비행사와 연결될 것입니다.

팀은 앞 현관을 안정화 칼라에 연결하여, 승무원이 오리온 캡슐에서 나올 수 있도록 두 부분을 고정하는 작업을 하고 있습니다. 두 부분이 모두 고정되면, 우주비행사들은 캡슐에서 팽창식 플랫폼으로 나와 다리를 스트레칭하고 신선한 공기를 마시며 추출을 기다릴 것입니다.

헬리콥터는 앞 현관 위 약 40피트(약 12미터) 상공에 위치하여 USS 존 P. 머사로 승무원을 들어 올릴 준비가 되어 있으며, 이 활동은 함선에서 불과 3,000야드(약 2,743미터) 떨어진 곳에서 진행됩니다.

비행 역학 책임자인 제프 버츠(Jeff Bertsch)는 인테그리티 캡슐의 지구 대기권 통과 궤적이 매우 정밀했으며, 관계자들은 이처럼 지상 궤적에 완벽하게 일치하는 진입을 본 적이 없다고 언급했습니다.

샌디에이고 남서쪽으로 캡슐이 착수된 시간은 중부 표준시 오후 7시 7분 27초였습니다. 인테그리티 캡슐은 발사부터 착수까지 694,000마일(약 1,116,900km)을 비행했습니다.

NASA 관계자는 아폴로 프로그램에 대해 회고하며, 당시 설계자들이 우주에서 오랫동안 생활하고 일하는 방법을 배우고 싶어 했지만, 당시의 임무와 정치적 상황으로 인해 달로의 직접적인 임무가 필요했다고 언급했습니다.

아폴로 이후 NASA는 재사용성을 위한 기술을 계속 개발했습니다. 이 기관은 우주왕복선을 만들고 이를 사용하여 우주 정거장을 건설하며 25년 동안 우주에서 생활하고 일하는 방법을 배웠습니다. 이제 53년이 지난 지금, NASA는 달로 돌아가 영구적으로 머무를 수 있는 지식과 기술을 보유하고 있습니다. 현재 아르테미스 임무는 이러한 진화된 전략을 강조합니다.

초기 구두 평가에서는 승무원들이 오리온 캡슐 안에 있을 때 건강 상태가 양호하다고 했으며, 이는 즉각적인 상태를 빠르게 확인하는 데 도움이 되었습니다.

회수 후, 승무원들의 즉각적인 목적지는 철저한 비행 후 평가를 위한 USS 존 P. 머사 함선의 의료실입니다. 이 최종 건강 검진은 헬리콥터의 전원이 완전히 꺼진 후에만 안전을 최우선으로 하여 실시됩니다.

빅터 글로버(Victor Glover)와 크리스티나 코흐(Christina Koch) 우주비행사는 회수 헬리콥터에서 가장 먼저 나온 사람들 중 하나였으며, 매우 활기찬 모습으로 비행갑판의 지상 요원들과 소통했습니다.

아르테미스 2호 승무원 네 명 모두 이제 USS 존 P. 머사 함선에 안전하게 탑승했으며, 1972년 이후 처음으로 달에 귀환한 인류 승무원의 10일 임무가 성공적으로 마무리되었습니다.

플로리다에서 달까지, 그리고 태평양으로 다시 돌아오는 695,000마일(약 1,118,500km)을 여행했음에도 불구하고, 초기 관찰에 따르면 아르테미스 2호 승무원들은 매우 활기찬 상태입니다.

비행 외과의들은 우주비행사들의 건강을 확인하기 위해 USS 존 P. 머사 함선의 비행갑판에서 직접 초기 건강 평가를 수행하고 있습니다. NASA 국장 제러드 아이작맨과 비행 외과의 릭 셰링(Rick Sherring)은 승무원들을 맞이했으며, 승무원들은 감사하고 집에 돌아와 행복해 보였습니다.

아르테미스 회수 책임자 릴리 빌라레알(Lilly Villarreal)은 캡슐 해치가 열리기도 전에 승무원들이 이미 좌석에서 나와 즐거워하며 활동적이고 명랑했다고 보고했습니다.

우주비행사들은 셀카를 찍고 캡슐 내부의 의료 팀과 긍정적으로 소통하며 미소와 흥분을 보였습니다.

회수 팀은 계획된 순서를 성공적으로 실행하여 승무원을 함선의 의료실로 안전하게 데려왔고, 이제 오리온 캡슐을 회수할 준비를 하고 있습니다.

빌라레알은 승무원들이 좋은 상태를 유지했다고 언급했으며, 인터뷰 진행자는 그들의 695,000마일(약 1,118,500km) 달 주위 비행과 음속의 30배 속도로 재진입한 여정을 강조했습니다.