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50일 동안 좌초된 후, 스타라이너의 귀환은 아직 미정이라고요?

2024-07-26

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7월 26일자 뉴스에 따르면 NASA(나사(NASA))그리고보잉 회사'스타라이너'에 대한 조사는 계속된다우주선우주에 나타난추진기 오작동 및 헬륨 누출 문제. 25일 기자회견에 따르면 우주선은 이번주 토요일(7월 27일)이나 일요일(7월 28일) 국제우주정거장에서 28추력 반응제어시스템(RCS) 테스트를 실시할 예정이다. 스러스터 중 1개가 고장으로 인해 복귀 비행에 적합하지 않다고 판단되었으므로 이번 테스트에는 나머지 27개의 스러스터만 사용됩니다.

작전 지시는 지상에서 내려지지만 CFT(Crewed Flight Test) 임무를 수행하는 NASA는 해군 시험 조종사로서 특별한 관심과 배경을 갖고 있다.우주 비행사Butch Wilmore와 Suni Williams도 테스트에 참여할 것으로 예상됩니다.

NASA의 상업용 유인 우주 비행 프로그램 책임자인 Steve Stich는 기자 회견에서 다음과 같이 말했습니다. "우리는 우주선이 국제 우주 정거장을 떠나기 전에 전체 시스템이 작동할 수 있는지 확인하기 위해 이 모든 추진기에 대해 여러 차례 펄스 테스트를 수행할 것입니다. 예상대로 작동하고 있습니다. 지난번 테스트에서도 예상했던 대로였죠."

Stich는 다음과 같이 덧붙였습니다. “6월 15일 마지막 점검 이후 6주가 지났을 때 헬륨 시스템에 대한 점검도 실시할 예정입니다. 실린더의 가압 테스트를 하나씩 수행한 다음 추진기의 점화 테스트를 실시할 것입니다. 시스템의 안정성을 확인하려면 헬륨 누출률을 확인하세요.”

스타라이너는 6월 5일 발사됐으며 당초 약 10일간 임무를 수행할 계획이었다. 그러나 국제 우주 정거장에 성공적으로 도킹하기 전에 추진기 및 헬륨 누출 문제가 발생했기 때문에 엔지니어들이 문제를 해결하고 해결할 수 있도록 임무가 무기한 연장되었습니다.

7월 초 뉴멕시코의 White Sands Proving Ground에서 실시된 지상 테스트를 통해 엔지니어들은 우주선 도킹 과정에서 발생하는 문제를 더 깊이 이해할 수 있었습니다. 예를 들어, 최근 지상 테스트에서 Starliner에 사용된 것과 유사한 Rocketdyne Aerospace에서 생산한 MR-104J 테스트 추진기에는 3년간의 보관 및 이산화질소 증기에 노출되어 밸브가 심하게 저하된 것으로 나타났습니다. 씰이 부풀어올라 추진제 흐름을 제한합니다. Stich는 엔지니어들이 하류 필터에 테플론이 붙어 있는 것을 발견했는데, 이는 고온 조건에서 씰이 부식되었음을 나타냅니다.

Stich는 궤도에서 Starliner의 RCS 추진기 성능이 지상 관측과 일치한다고 지적했습니다. 그는 기자회견에서 이 추진기가 다른 Rocketdyne Aerospace 프로젝트에 사용되었지만 "Starliner" 서비스 모듈의 요구 사항을 충족하도록 수정되었다고 설명했습니다.

Stich는 "이번 임무를 통해 유도, 항법 및 제어 시스템과 비행 제어 시스템이 비행 중 스러스터 점화를 명령하는 방식을 더 잘 이해할 수 있게 되었습니다. 이는 지상 테스트와 분석만으로는 완전히 이해할 수 없는 부분입니다."라고 덧붙였습니다.

RCS 스러스터의 각 세트는 "개집"이라고 불리는 보호 구조물로 둘러싸여 있는데, 이 구조물은 단열 역할을 할 뿐만 아니라 우주의 혹한으로부터 스러스터를 보호합니다. 서비스 모듈에는 이러한 "개집"이 4개 있습니다. 연구에 따르면 OMAC(On-Orbit Maneuvering and Attitude Control System)의 지속적인 작동 중에 여러 RCS 추진기가 짧은 시간 내에 자주 활성화되면 추진기의 온도가 예상보다 더 많이 상승하는 것으로 나타났습니다.

Stich는 설계 변경을 요구하기보다는 발사 빈도를 낮추는 등 비행 중에 추진기가 사용되는 방식을 조정함으로써 문제를 해결할 수 있다고 말했습니다. 그는 관련 논의가 진행 중이며 NASA는 이르면 다음 주에 유인 임무에 대한 기관 차원의 검토를 실시하고 항공우주 안전 자문 그룹을 초대할 계획이라고 강조했습니다.

Boeing Commercial Crew 프로그램 관리자인 Mark Nappi는 Rocketdyne Space가 솔루션 탐색 임무 전반에 걸쳐 Boeing과 긴밀히 협력했다고 덧붙였습니다. 그는 씰을 새 것으로 교체하거나 향후 임무를 위해 다른 비행 궤적을 채택하거나 "개집"에 다른 열 보호 조치를 추가하는 것이 가능할 수 있다고 언급했습니다.

유인 비행 시험 등 임무를 수행하다 보면 예상치 못한 상황이 자주 발생하는데, '스타라이너'는 비상시에도 안전하게 국제우주정거장을 떠날 수 있다고 판단했다. 올해 6월, CFT 임무를 수행하는 우주 비행사들은 궤도 문제 해결에 참여한 후 국제 우주 정거장에서 유지 보수 작업을 수행하도록 재배치되었습니다. 그들의 임무는 50일 동안 지속되었으며 여전히 계속되고 있습니다.

NASA는 또한 배터리 성능이 궤도에서 예상보다 우수했기 때문에 CFT의 초기 우주 체류 기간을 45일에서 연장했습니다. Stich는 목요일 브리핑에서 구체적인 착륙 시간은 아직 결정되지 않았지만 임무가 이제 공식적으로 90일에서 9월 3일까지 연장되었다고 언급했습니다.

RCS 시스템의 추진기 및 헬륨 누출 문제의 근본 원인을 이해하는 것은 Starliner의 향후 임무에 매우 중요합니다. 스타라이너 1호 임무는 이르면 2025년 초 수행될 예정이며, 최소 3명의 우주비행사를 태우고 6개월간 국제우주정거장에 머물 것으로 예상된다.

"스타라이너(Starliner)"와 스페이스X의 크루 드래곤(Crew Dragon) 우주선은 우주 비행사를 국제 우주 정거장으로 수송하기 위해 미국에서 민간 운영 우주선 두 대가 되었습니다. 2020년 5월부터 Crew Dragon 우주선은 여러 임무를 수행했습니다. 이 우주선은 2012년부터 여러 차례 우주에 진입한 SpaceX Cargo Dragon 우주선을 기반으로 합니다. 새로운 유형의 우주선인 Starliner는 첫 번째 우주 비행 이후 개발 문제에 직면했습니다.

2019년 12월, '스타라이너'의 첫 번째 무인탐사선은 컴퓨터 문제로 잘못된 궤도에 진입해 국제우주정거장 도달에 실패했다. 코로나19 대유행이 시작된 후 수십 번의 수정이 이루어진 후, 2022년 5월 무인 임무는 마침내 목적지에 성공적으로 도달했지만 NASA는 이러한 문제가 해결되었다고 믿었던 당시 추진기 문제가 발생했습니다.

유인 비행 시험은 당초 2023년으로 계획됐으나 우주선 배선에 가연성 테이프가 포함되어 있고 낙하산 하중이 예상보다 적다는 사실이 밝혀지면서 임무가 연기됐다. 몇 달 후, 임무는 계획대로 5월 6일에 발사될 것으로 보였습니다. 그러나 발사 몇 시간 전, ULA(United Launch Alliance) 아틀라스 V 로켓의 밸브에서 진동 문제가 발견된 후 우주비행사들이 우주선에서 대피했습니다.

밸브를 교체해야 하고 RCS 추진기 중 하나에서 작은 헬륨 누출이 발견되면서 우주선은 한 달 동안 정체되었습니다. 지상에서의 광범위한 테스트와 모델링에서는 CFT 임무에 대해 예상되는 문제가 발견되지 않았지만 분석 결과 잠재적인 안전 위험이 밝혀졌습니다. 경우에 따라 인접한 격리실에서 충분한 RCS 추진기가 실패하면 재돌입 옵션에 영향을 미칠 수 있습니다. 일련의 엔지니어링 및 시뮬레이션 테스트를 거친 후 NASA와 Boeing은 동시에 발사하는 데 더 적은 수의 RCS 추진기가 필요한 새로운 재진입 모드를 인증했습니다.

마지막으로 CFT 임무는 6월 5일에 시작되었지만 Atlas V 로켓에 영향을 미치는 지상 장비 고장으로 인해 발사 카운트다운 단계가 지연되었습니다. NASA와 보잉은 국제우주정거장 도킹 시 겪게 되는 문제 외에도 '스타라이너'의 우주 성능이 안정적이고 우주선이 잘 작동하고 있다고 강조했다. 전직 미 해군 시험 조종사였던 Williams와 Wilmore는 장기간의 임무와 개발 프로젝트에 익숙합니다.

보잉과 스페이스X는 2014년 NASA의 상업용 유인 우주 비행 프로그램과 체결한 계약에 따라 우주 비행사 수송을 위해 각각 수십억 달러를 받았습니다. SpaceX는 2020년 5월 첫 번째 유인 테스트 임무를 시작한 후 국제 우주 정거장에 11명의 승무원을 파견했으며, 그 중 8명은 NASA 임무이고 3명은 Axiom Space의 단기 임무입니다.

SpaceX의 임무는 이달 초 Starlink 위성을 발사하는 동안 직면한 Falcon 9 로켓의 2단계 부스터 문제로 인해 현재 보류되었습니다. 팔콘 9 로켓은 정적 화재 테스트를 완료했지만, 연방항공청(FAA)은 스페이스X의 임무 재개 요청에 응답하지 않았다. 로켓의 두 번째 단계.

SpaceX는 FAA 승인과 NASA의 독립적 검토에 따라 8월에 국제 우주 정거장에 두 가지 임무를 시작할 예정입니다. 두 가지 임무는 Northrop Grumman의 Cygnus 화물 우주선과 4명의 우주비행사가 Crew Dragon 우주선을 타고 국제 우주 정거장으로 여행하는 Crew-9 임무였습니다. (첸첸)