STS-3xx

STS-3xx
STS-3xx
미션형승무원 구조
임무 기간4일
우주선 속성
우주선형우주왕복선
크루
크루 사이즈4
회원들할당되지 않음
미션의 시작
출시일자45일 비행
본래의 임무와 관련됨
발사장케네디 LC-39
미션 종료
착륙일플라이트 데이 49
궤도 매개변수
참조 시스템지리학
정권로우 어스
기울기51.6도
ISS로 도킹
도킹 날짜비행로47길
도킹 해제 날짜비행로48길
시간이 도킹됨< 1일

STS-3xx로 지정된 우주왕복선 임무(Launch On Need(LON) 임무)는 우주왕복선 승무원의 차량이 파손되어 재진입이 불가능하다고 판단될 경우 승무원을 구조하기 위해 탑재되었을 구조 임무였다. 그러한 임무는 비행 관제 센터가 현재 비행 중인 궤도 비행기의 열 차폐 타일과 강화된 탄소-탄소 패널이 이용 가능한 온-오빗 수리 방법의 수리 능력 이상으로 손상되었다고 판단했다면 비행되었을 것이다. 이러한 임무는 LOD(Launch on Demand) 및 보정 셔틀 승무원 지원이라고도 한다. 이 프로그램은 2003년 컬럼비아 우주왕복선을 분실한 이후 시작되었다. 우주왕복선 프로그램 중에는 이런 종류의 임무는 발사되지 않았다.

절차

다음번 계획된 임무를 비행하기로 되어 있던 우주선과 4명의 승무원은 구조 임무로 재기동될 것이다. 구조 비행을 위한 계획과 훈련 과정은 NASA가 소집된 지 40일 이내에 임무를 착수할 수 있게 해준다. 그 기간 동안, 손상된 우주 왕복선의 승무원들은 국제 우주 정거장으로 피신해야 할 것이다. ISS는 약 80일 동안 두 승무원을 지원할 수 있으며 산소 공급이 제한 요인이 된다.[1] NASA 내에서, ISS의 셔틀 승무원을 유지하기 위한 이 계획은 비상 셔틀 승무원 지원(CSCS) 작전이라고 알려져 있다.[2] STS-121까지 모든 구조 임무는 STS-300으로 지정되었다.

우주왕복선이 ISS 궤도에 도달할 수 없고 열보호계통 검사에서 우주왕복선이 안전하게 지구로 돌아올 수 없다고 판단되는 궤도 중단의 경우, ISS는 우주왕복선을 충족시키기 위해 하강할 수 있다. 그러한 절차는 관절 과소평가 회복이라고 알려져 있다.[3]

STS-3xx 항공편의 임무 지정
비행 구조 비행[2][4][5][6]
STS-114(Discovery) STS-300(아틀란티스)
STS-121(탐색) STS-300(아틀란티스)
STS-115 (아틀란티스) STS-301(Discovery
STS-116(Discovery STS-317 (아틀란티스)
STS-117 (아틀란티스) STS-318(Endeavour[citation needed])
STS-118(Endeavour) STS-322(Discovery)
STS-120(발견) STS-320(아틀란티스)
STS-122(아틀란티스) STS-323(Discovery*)[7]
STS-123(Endeavour) STS-324(Discovery)
STS-124(탐색) STS-326(Endeavour)
STS-125(아틀란티스) STS-400(Endeavour)
STS-134(Endeavour) STS-335(아틀란티스)
* – 원래 엔데버로 예정되어 있으며,[7] 오염 문제를 위해 Discovery로 변경됨

무게를 아끼기 위해서, 그리고 두 우주선의 결합한 승무원들이 안전하게 지구로 돌아올 수 있도록 하기 위해서, 많은 지름길이 만들어져야 할 것이고, 이전의 궤도 위성을 무력화시킨 실패를 해결하지 않고 다른 궤도 위성을 발사하는 위험도 직면해야 할 것이다.

비행 하드웨어

구조 임무에 대비하여 다음과 같은 Launch on Need 항공 하드웨어가 제작되었다.

  • 뒤쪽 중앙 데크(디치 영역)에 추가로 3개의 리컴백 시트 배치
  • 배수로 구역의 우현 벽면에 위치한 두 개의 핸드홀드
  • 개별 냉각 장치 장착 조항
  • 리컴백 위치에서 적절히 고정하기 위한 시트 5 개조
  • 추가 Sky Genie 대피 장치 4개를 위한 장착 조항(오른쪽 그림 참조)
    Sky Genie 대피 장치를 사용한 훈련
  • 추가 랜야드[8] 3개를 위한 이스케이프 폴 장착 공급 장치

리모컨 오비터

자율궤도형(AORP)으로도 알려진 리모트 컨트롤 오비터(RCO)는 나사가 원격 제어를 통해 탑승한 승무원 없이도 입·착륙을 수행할 수 있는 셔틀을 설명하는 데 사용하는 용어였다. NASA는 우주왕복선의 기존 자동 착륙 기능을 확장하기 위해 RCO 비행중 유지관리(IFM) 케이블을 개발하여 지상으로부터 나머지 작업이 완료될 수 있도록 했다. RCO IFM 케이블의 목적은 지상 명령 인터페이스 논리(GCIL)와 비행 데크 패널 스위치 사이에 전기 신호 연결을 제공하는 것이었다. 케이블의 길이는 약 28피트(8.5m), 무게는 5파운드(2.3kg), 커넥터는 16개다.[9][10] 이 시스템으로, 다음 시스템을 제어하기 위해 관제 센터에서 무인 셔틀로 신호를 보낼 수 있다.

RCO IFM 케이블은 처음에 STS-121에 탑승했으며, 임무 수행 중 보관을 위해 ISS로 이송되었다. 케이블은 셔틀 프로그램이 끝날 때까지 ISS에 남아 있었다. STS-121 이전의 계획은 손상된 셔틀이 폐기되고 재진입 시 연소될 수 있도록 하는 것이었다. RCO 궤도선의 주요 착륙지는 캘리포니아 반덴버그 공군기지일 것이다.[11] 이미 우주왕복선 착륙을 지원하기 위해 사용된 장소인 에드워즈 공군기지는 장비를 운반하는 첫 번째 임무의 주요 RCO 착륙지점이었다. 그러나 반덴버그는 나중에 해안가에 가까워져 주요 부지로 선정되었고, 착륙을 위험하게 만드는 문제가 발생할 경우 태평양에서 우주왕복선을 폐기할 수 있다. 뉴 멕시코의 화이트 샌즈 미사일 사정거리는 대체 기지일 가능성이 높다.[12] 착륙지 결정에서 가장 큰 고려사항은 인구 밀집지역에서 멀리 떨어진 곳에서 고위험 재진입을 수행하고자 하는 바람일 것이다. STS-121 동안 시행되고 있는 비행자원부와 비행규칙은 파손된 셔틀이 해체될 경우 남태평양에 파편이 착륙할 수 있도록 궤적으로 재진입할 것을 시사한다.[2]

소련 부란왕복선도 승무원이 탑승하지 않은 채 처녀비행을 하는 동안 원격조종됐다. 착륙은 선상 자동 시스템에 의해 수행되었다.[13]

2011년 3월 현재 보잉 X-37 연장 로봇 우주비행기는 자율 궤도 비행, 재진입 및 착륙을 시연했다.[14][15] X-37은 원래 셔틀 페이로드 베이에서 발사할 예정이었으나, 컬럼비아호 참사에 이어 아틀라스 V에 장막형 구성으로 발사되었다.

ISS 이전 시대

STS-3xx 임무는 컬럼비아호 소실의 여파로 개발되었다. 하지만, 나사는 재난 이전에도 구조 옵션을 연구하는데 약간의 노력을 기울였다. ISS가 발사되기 전이나 우주선이 우주정거장에 도착하지 못할 경우 승무원들은 우주정거장 사이를 직접 갈아타야 했을 것이다. 궤도선들은 도킹할 수 없었을 것이기 때문에 RMS 팔을 이용해 서로 씨름하는 동안 승무원들은 우주선들 사이에 EVA를 만들었을 것이다. 이는 셔틀/ISS 특수차량 이동 장치(EMU) 우주복을 착용한 두 명의 EVA 지정 임무 전문가를 사용하여 수행되었을 것이며, 나머지 승무원은 가압된 개인 구조 인클로저에 밀봉되어 손으로 운반되거나 도르래 시스템(옷줄 도르래와 유사한)을 사용하여 수행되었을 것이다.달 표면에서 달 모듈로 샘플을 들어올리기 위해 아폴로 계획에 채택되었다.

샘플 타임라인

LON 임무가 필요했다면 다음과 유사한 타임라인이 개발되었을 것이다.

  • FD-10 비상용 셔틀 승무원 지원(CSCS) 요건에 대한 결정은 명목상의 임무 중 10일 비행일까지 예상된다.
  • FD-10 CSCS 운영이 필요한 직후에 셔틀의 C 그룹 전원이 차단될 것이다.
  • FD-11->21 임무 중 11~21일 동안 우주왕복선은 해치를 연 채로 국제우주정거장(ISS)에 도킹되어 있을 것이다. 셔틀과 ISS 간에는 다양한 물품들이 옮겨질 예정이다.
  • FD-21 해치 폐쇄는 ISS 쪽에서 수행한다. 우주왕복선 승무원들은 우주왕복선을 무인 우주정거장으로 남겨두고 ISS에 남아있다.
  • FD-21 Deorbit Burn – Burn은 분리 후 4시간 후에 발생한다. 오비터는 휴스턴에서 원격 조종으로 반덴버그 공군기지에 착륙한다. (STS-121 이전까지는 차량 분리를 촉진하기 위해 페이로드 베이 문이 열려 있었을 것이다.)
  • FD-45 구조비행 착수 35일 구조비행 소집에서 발사까지 35일은 구조비행 개시 전까지 걸리는 최소 시간 중 가장 좋은 추정치다.[16]
  • FD-45->47 구조 비행이 ISS를 따라잡으며, 이동 중에 열 차폐 검사를 실시한다.
  • FD-47 구조 비행은 임무 3일째에 기지와 도킹한다.
  • FD-48 우주왕복선 승무원들이 구조 궤도선에 진입한다. ISS에서 11개의 미장착된 승무원이 탑승한 차량.
  • FD-49 구조궤도선은 케네디 우주센터나 에드워즈 공군기지에 착륙하기 위해 인도양이나 태평양 상공에 대기권을 재진입한다. 러시아 프로그레스 우주선이 ISS 승무원들을 재공급하기 위해 나중에 발사된다. ISS의 예방적 탈선 준비가 시작된다.
  • FD-58 재공급 기능을2 수행할 수 없는 이벤트에서 ECLSS O 소진으로 인한 ISS 제거

STS-125 구조 계획

주요기사 : STS-400
STS-400
미션형승무원 구조
임무 기간7일
우주선 속성
우주선우주왕복선 인데버
크루
크루 사이즈포 업
11 다운
회원들크리스토퍼 퍼거슨
에릭 A. 보
로버트 킴브러
스티븐 보웬
착륙스콧 D. 알트먼
그레고리 C. 존슨
마이클 T. 좋아
메건 맥아더
존 M. 그런스펠트
마이클 J. 마시미노
앤드루 Feustel
궤도 매개변수
참조 시스템지리학
정권로우 어스
기울기28.5도
국제우주정거장과 허블우주망원경의 궤도비교

STS-400은 최종 허블우주망원경 정비 임무(HST SM-4)인 STS-125 중 우주왕복선 아틀란티스호에서 중대한 문제가 발생하면 스페이스 셔틀 인데버호를 이용해 발사했을 우주왕복선 비상지원(Launch On Need) 비행이었다.[17][18][19][20]

우주정거장의 궤도경사가 ISS에 비해 훨씬 낮아 우주왕복선 승무원들은 국제우주정거장을 '안식처'로 이용할 수 없었을 것이고, 나사는 나중에 다른 우주왕복선으로 승무원을 되찾는 일반적인 계획을 따르지 못했을 것이다.[19] 대신, NASA는 ISS 전 비행에 대해 제안된 구조 임무와 유사한 셔틀-셔틀 구조 임무를 수행할 계획을 개발했다.[19][21][22] 아틀란티스호의 승무원들은 발사 후 약 3주간의 소모품만을 보유하게 되기 때문에 구조작업은 소집 후 3일 후, STS-125가 발사된 후 7일 후에야 시작되었을 것이다.[18]

이 임무는 STS-125 셔틀이 론칭 콤플렉스 39A에 롤아웃된 지 2주 만인 2008년 9월 론칭 콤플렉스에 처음 탑재돼 2개의 셔틀이 동시에 발사대에 오르는 진귀한 시나리오를 만들었다.[19] 그러나 2008년 10월 STS-125는 지연되어 VAB로 롤백되었다.

처음에 STS-125는 2009년 2월 이전에 재입고되었다. 이로써 STS-400 차량은 인데버에서 디스커버리(Discovery)로 바뀌었다. 엔데버에서 디스커버리로의 교환으로 인해 이 임무는 STS-401로 재설계되었다. 그 후 STS-125는 더 지연되어 디스커버리 임무 STS-119가 사전에 비행할 수 있게 되었다. 이로 인해 구조 임무는 인데버로 되돌아갔고, STS-400 지명은 복권되었다.[20] 2009년 1월, NASA는 2009년 9월 LC-39B에서 발사될 예정이었던 아레스 I-X에 더 이상의 지연을 방지하기 위해 복합 39A에서 두 발사의 실시를 평가하고 있다고 발표하였다.[20] 2008년 10월 STS-125 임무 이후, 발사 39B 단지는 아레스 I-X 로켓용 프로젝트 Constellation에서 사용을 위한 변환을 받을 계획이었다.[20] 당시(2009년) NASA 임무관리팀 소속 몇몇 대원은 싱글패드 작전이 가능했지만 두 패드를 모두 사용하기로 결정했다고 밝혔다.[18][19]

크루

이 임무에 배정된 승무원은 STS-126 승무원 중 일부였다.[18][23]

포지션 런칭 우주인 랜딩 우주비행사
사령관 크리스토퍼 퍼거슨
파일럿 에릭 A. 보
미션 스페셜리스트 1 로버트 킴브러
미션 스페셜리스트 2 스티븐 보웬
STS-125 사령관 없음 스콧 D. 알트먼
STS-125 파일럿 없음 그레고리 C. 존슨
STS-125
미션 스페셜리스트 1 		없음 마이클 T. 좋아
STS-125
미션 스페셜리스트 2 		없음 메건 맥아더
STS-125
미션 스페셜리스트 3 		없음 존 M. 그런스펠트
STS-125
미션 스페셜리스트 4 		없음 마이클 J. 마시미노
STS-125
미션 스페셜리스트 5 		없음 앤드루 Feustel

조기 임무 계획

2008년 LC-39A와 LC-39B에 아틀란티스(전면)와 엔데버(Everdour)가 있다. 인데버호는 아틀란티스(STS-125)가 무사히 지구로 돌아올 수 없을 경우 STS-400 구조 임무에 착수할 예정이었다.

세 가지 다른 개념의 미션 계획을 평가하였다. 첫 번째는 구조 셔틀이 손상된 셔틀에 비해 거꾸로, 뒤로 비행하여 손상된 셔틀과 도킹하는 셔틀 대 셔틀 도킹을 사용하는 것이다.[22] 두 궤도 중 어느 하나의 전방 구조물이 다른 궤도의 페이로드 베이와 충돌하여 두 궤도에 모두 손상을 입힐 수 있기 때문에 이것이 실용적일지는 불분명했다. 평가된 두 번째 옵션은 구조 궤도 위성이 손상된 궤도 위성과 랑데부하고 원격 조작 시스템(RMS)을 사용하여 손상된 궤도 위성의 승무원을 이송하는 스테이션 보관을 수행하는 것이다. 이 임무 계획은 연료 소모를 초래할 것이다. 세 번째 개념은 손상된 궤도 위성이 그것의 RMS를 이용하여 구조 궤도 위성을 긁어모으는 것으로, 정거장을 유지할 필요가 없게 된다.[23] 그러면 구조 궤도 위성은 두 번째 옵션에서와 같이 RMS를 사용하여 승무원을 이송할 것이며, 스테이션 유지 옵션보다 연료 효율이 더 높을 것이다.[22]

결국 결정된 개념은 세 번째 개념의 변형판이었다. 구조 궤도 위성은 RMS를 이용하여 손상된 궤도 위성의 RMS의 끝을 긁어낼 것이다.[17][24]

준비

STS-400 중 승무원 및 장비 이전을 위한 제안서 중 하나를 보여주는 다이어그램.

가장 최근의 임무(STS-123) 이후, 엔데버호는 정기적인 정비를 위해 오비터 처리 시설로 보내졌다. 정비 후 엔데버호는 STS-326을 대기하고 있었는데, STS-124가 지구로 안전하게 돌아가지 못했을 경우에 비행했을 것이다. 고체 로켓 부스터(SRB)의 적재가 2008년 7월 11일에 시작되었다. 한 달 후, 외부 탱크는 KSC에 도착하여 2008년 8월 29일에 SRB와 결합되었다. 인데버호는 2008년 9월 12일에 그 스택에 합류했고 1주일 후 39B번 패드로 롤아웃되었다.

STS-126이 STS-125 이전에 발사된 이후, 아틀란티스는 10월 20일에 VAB로 롤백되었고, 인데버호는 10월 23일에 Launch Pad 39A로 롤백되었다. STS-125를 발사할 때, 아틀란티스는 39A를 발사했다.[20]

미션 계획

미션은 일반적으로 비행 2일에 수행되는 확장 열 차폐 검사를 포함하지 않았을 것이다.[17][19] 대신 선원들이 구조된 뒤 점검이 이뤄졌을 것이다.[17][19] 둘째 날, 엔데버호는 아틀란티스와 랑데뷰를 하고 싸웠을 것이다.[17][23] 3일째 되는 날, 첫 번째 EVA가 수행되었을 것이다.[17][19][23] 첫 번째 EVA 기간 동안 메건 맥아더, 앤드류 푸스텔, 존 그런스펠드는 에어록 사이에 밧줄을 설치했을 것이다.[18][19] 그들은 또한 큰 규모의 엑스트라베이어 기동부대(EMU)를 이전하고 맥아더가 압류한 후에 맥아더의 EMU를 아틀란티스로 다시 이전했을 것이다. 그 후 그들은 엔데버호를 격퇴하고 2일 비행을 끝냈을 것이다.[17]

마지막 두 대의 EVA는 3일 비행기로 계획되었다.[17][19] 첫 번째 기간 동안, Grunsfeld는 EMU를 아틀란티스로 옮기는 것을 그레고리 존슨과 마이클 마시미노를 돕기 위해 엔데버에 대한 압박을 줄였을 것이다. 그 후 그와 존슨은 인데버를 억압하고 마시미노는 아틀란티스로 돌아갔을 것이다.[17] 그는 스콧 알트먼, 마이클 굿과 함께 마지막 EVA 동안 나머지 장비와 그들 자신을 인데버로 데려갔을 것이다. 그들은 RMS 시스템이 오작동할 경우를 대비해서 대기하고 있었을 것이다.[24] 손상된 궤도선은 지상에서 낙하 지역을 하와이 북쪽에 두고 태평양 상공의 착륙 절차를 거치도록 명령받았을 것이다.[18][19] 5일째 되는 날 엔데버호는 완전 열 차폐 검사를 받고 8일째 되는 날 착륙했을 것이다.[17][18][19]

이 임무는 우주왕복선 프로그램의 종료를 알리는 것일 수도 있었는데, 그 이유는 이 프로그램이 단지 두 개의 남은 궤도선인 디스커버리호와 인데버호만으로 계속 진행되지 못했을 가능성이 있기 때문이다.[25]

2009년 5월 21일 목요일, NASA는 공식적으로 엔데버호를 구조 임무에서 해제하여, 위성을 STS-127에 대한 처리를 시작할 수 있게 했다. 이것은 또한 NASA가 곧 있을 Ares I-X 발사를 위해 LC-39B를 계속 처리할 수 있도록 허용했는데, 이는 스탠드다운 기간 동안 NASA가 신형, 키 큰 Ares I 로켓을 낙뢰로부터 보호하기 위해 Atlas V와 Delta IV 패드에서 발견된 것과 유사한 새로운 낙뢰 방지 시스템을 설치했다.[26][27]

STS-335

STS-134는 셔틀 프로그램의 마지막 예정된 비행이었다. 이후 더 이상 계획되지 않았기 때문에 STS-335로 특수임무가 개발되어 이번 비행의 LON 임무로 활동하게 되었다. 이것은 아틀란티스와 허리케인 카트리나로 인한 피해에 뒤이어 새로 단장된 ET-122를 결합시켰을 것이다.[28] 다음 임무가 없을 것이기 때문에, STS-335는 또한 정거장을 보충하기 위한 물자로 채워진 다목적 물류 모듈을 운반할 것이다.[29]

상원은 2010년 8월 5일 STS-135를 정기 비행으로 허가했고,[30] 이어 9월 29일 하원이,[31] 이후 2010년 10월 11일 오바마 대통령이 서명했다.[32] 그러나 그 임무에 대한 자금은 후속 지출 법안에 의존하고 있었다.

그럼에도 불구하고 NASA는 2011년 1월 20일 최종 Launch On Need 미션인 STS-335를 작전 임무(STS-135)로 전환했다.[33] 2011년 2월 13일, 프로그램 매니저들은 STS-135가 지속적인 결의안을 통해 자금 조달 상황을 "무의로" 비행할 것이라고 직원들에게 말했다.[34] 마침내 2011년 4월 중순에 승인된 미국 정부 예산은 우주왕복선과 우주정거장 프로그램을 포함한 NASA의 우주사업부에 55억 달러를 요구했다. NASA에 따르면, 2011년 9월 30일까지 지속된 예산은 STS-135 임무의 자금 지원에 대한 모든 우려를 끝냈다.[35]

STS-134의 성공적인 완료로, STS-335는 불필요하게 렌더링되었고 STS-134가 인근 셔틀 착륙 시설에 착륙하면서 아틀란티스가 롤아웃하는 동안 LC-39A에 근접함에 따라 STS-135에 대한 발사 준비가 계속되었다.[36]

STS-135의 경우, 구조 임무에 셔틀을 이용할 수 없었다. 국제우주정거장에 남아 있는 4명의 승무원과 소유즈 우주선에 한 명씩 탑승해 돌아오는 등 다른 구조 계획이 고안됐다. 그 비상사태는 요구되지 않았다.

대중문화에서

필요 시 론칭: The Quest to Save Columbia's Crew는 2010년 대니얼 기테라스의 소설로, 아틀란티스호가 STS-107의 승무원을 구출하기 위해 동원된다.

참조

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외부 링크