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NASA는 Apollo 임무에서 달까지 하드웨어를 버렸다

50년 전, 처음으로 우주비행사를 달에 착륙시킨 선구적인 아폴로 프로그램은 종료되었고 NASA는 이후에 사용된 하드웨어의 대부분을 폐기했습니다. 이제 우주국은 다시 달에 갈 준비를 하고 있지만 전문가들은 뉴스위크 우리가 전에 가봤다고 해서 반드시 다시 그곳에 갈 수 있다는 의미는 아닙니다.

NASA는 엔진 문제로 첫 번째 시도가 중단된 후 9월 3일 Artemis I 발사를 목표로 하고 있습니다. 이 임무는 우주 비행사를 달로 돌려보내고 달 표면에 지속 가능한 존재를 확립하여 미래의 화성 유인 임무를 위한 길을 닦는 것을 목표로 하는 아르테미스 프로그램의 첫 번째 단계입니다.

Artemis I은 NASA의 차세대 Orion 우주선과 역사상 가장 강력한 로켓인 Space Launch System의 테스트 역할을 할 것입니다. 이 임무는 NASA가 아폴로 프로그램을 해체하고 달에 갈 능력을 상실한 지 50년 후에 이루어집니다.

미주리 과학 기술 대학의 항공 우주 공학 교수인 행크 페르니카(Hank Pernicka)는 이렇게 말했습니다. 뉴스위크 일부는 1970년대 초에 날아간 Skylab 우주 정거장에서 사용되었지만 Apollo 임무에 사용된 대부분의 하드웨어는 폐기되거나 박물관과 공유되었습니다.

달 위의 버즈 올드린
위, 우주비행사 에드윈 “버즈” 올드린이 1969년 7월 20일 아폴로 11호 임무 중 달에 있는 미국 국기 옆에서 포즈를 취하고 있습니다. NASA는 그 이후로 많은 아폴로 하드웨어를 폐기했습니다.
사진 제공: NASA/연락처

이와 별개로, 여러 새로운 NASA 임무에 참여하고 있는 Southern Methodist University와 Planetary Science Institute의 연구원인 Matt Siegler는 Apollo 기술 배후에 있던 사람들과 오래 전에 은퇴한 전문 지식을 말했습니다. 뉴스위크.

달에 갈 수 있는 발사체와 우주선을 만드는 것은 부정확성과 오류의 여지가 거의 없기 때문에 매우 어려운 작업입니다. NASA의 강사이자 비행 관제사인 Robert Frost에 따르면 이 때문에 테스트와 조정에 수천 시간이 소요된다고 합니다.

Frost는 Quora에 올린 게시물에서 “개발 및 운영 팀은 지구상의 어느 누구도 갖지 못한 전문 지식을 습득합니다. 해당 전문 지식 없이는 차량을 제작하거나 운영할 수 없습니다.”라고 말했습니다.

아폴로 프로그램에 사용된 새턴 V 로켓은 300만 개 이상의 부품을 가지고 있었습니다. 한편, 지휘 및 서비스 모듈(CSM)과 달 모듈(LM)에는 수백만 개의 추가 부품이 포함되었습니다.

Frost는 “개인이 이러한 차량을 조립하고 작동하는 데 필요한 세부 사항의 규모를 생각할 수 없습니다. 그래서 Apollo 프로그램이 종료되었을 때 해당 차량을 조립한 공장이 재작업되거나 폐쇄되었습니다. 지그를 분해했습니다. 곰팡이가 파괴되었습니다. 기술자, 엔지니어, 과학자 및 비행 관제사는 다른 직업으로 옮겼습니다. 시간이 지남에 따라 사용된 일부 재료는 쓸모 없게 되었습니다.”

오늘날 우리가 또 다른 Saturn V 로켓이나 Apollo CSM/LM을 만들고 싶다면 기술의 엄청난 발전에도 불구하고 거의 불가능할 것입니다.

“공장도, 도구도 없고, 자재도 없고, 실제 차량이 도면과 어떻게 다른지 이해할 수 있는 전문 지식이 없습니다. 차량을 작동할 전문 지식이 없습니다.” 프로스트가 말했다.

“우리는 현대적인 재료를 대체해야 할 것입니다. 그것은 차량을 변경합니다. 그것은 질량을 변경하고, 응력과 변형을 변경하고, 상호 작용을 변경합니다. 가능한 오작동을 변경합니다. 차량의 기능을 변경합니다. 우리는 지출해야 할 것입니다. 몇 년 동안 전문성을 다시 개발해야 합니다. 우리는 새로운 테스트와 시뮬레이션을 수행해야 하고, 새로운 비행 규칙과 절차의 초안을 작성해야 하고, 새로운 비행 컨트롤러와 승무원을 인증해야 합니다.”

기본적으로 이것은 새 차량을 만드는 것과 같습니다. 그러나 Pernicka에 따르면 Apollo 하드웨어를 다시 만들 수 있다고 해도 프로그램의 대부분의 요소가 현대 기술로 “크게 개선”될 수 있기 때문에 그렇게 하는 것은 의미가 없습니다.

“남아 있는 Apollo 하드웨어는 여전히 ‘작동’할 수 있지만 현재 설계에 통합하는 것은 일반적으로 실현 가능하지 않습니다.”라고 그는 말했습니다.

Apollo와 Artemis의 목표도 매우 다르기 때문에 오늘날 뚜렷한 기술적 접근이 필요한 이유입니다.

Pernicka는 “Artemis의 의도는 하드웨어가 지속적으로 업그레이드되는 지속적인 달 탐사 및 개발입니다.”라고 말했습니다. “아폴로에서는 이 계획이 실행되지 않았습니다. 그 프로그램은 인간 우주 비행으로 달 탐사를 계속하기 위한 전환 계획 없이 갑자기 취소되었기 때문입니다. 바라건대, 우리가 Apollo로부터 배운 교훈은 ‘깃발을 세우고 달린다’ 접근 방식이 다음과 같다는 것입니다. 예의가 아니야.”

그러나 Vanderbilt 대학의 기계 및 항공 우주 공학 교수이자 Vanderbilt Aerospace Design Laboratory 소장인 Amrutur Anilkumar는 우리가 전에 달에 날아가서 그곳에 우주 비행사를 착륙시켰다고 해서 자동으로 다시 달에 갈 수 있는 것은 아니라고 말했습니다. 뉴스위크.

“이것은 우리가 Apollo 이후 길을 잃는 것과 관련이 있습니다. 약간은 있지만 더 큰 측면은 새로운 감지 기술 및 고급 컴퓨팅 기능의 통합 및 설계에 대한 모든 변경으로 이번에 완벽을 보장하는 방법입니다. “라고 아닐쿠마르가 말했다.

Artemis I의 우주 발사 시스템
위, NASA의 우주 발사 시스템은 2022년 9월 1일 플로리다 케이프 커내버럴에 있는 케네디 우주 센터의 발사대 39-B에 있습니다. Artemis I의 첫 발사 시도는 로켓의 4개 엔진 중 하나에서 문제가 발견된 후 문질러졌습니다.
Kevin Dietsch / 게티 이미지

Pernicka에 따르면 현대 기술과 전문 지식으로 인해 오늘날에는 작업이 “조금 더 쉬워지지만” 달로(및 그 뒤로) 인간의 우주 비행은 여전히 ​​”매우 어렵습니다”.

그는 “오류의 여지가 거의 없다. “안전망과 중복 설계가 가능한 한 많은 시스템에서 구현되지만 많은 단일 실패 지점이 남아 있습니다. 이러한 지점 중 하나라도 실패하면 우주 비행사의 결과는 매우 나쁠 것입니다. 현대 기술은 확실히 감소했습니다. 아폴로 계획의 많은 위험이 있지만 상당한 위험이 남아 있습니다.”

Anilkumar는 위험을 상황에 맞게 설명하기 위해 우주선과 로켓의 공학을 비행기의 공학과 비교했습니다.

그는 “매일 약 100,000편의 비행기가 이착륙하며, 1년으로 환산하면 3,650만 회라는 상상을 초월할 정도”라고 말했다. “우리는 실패 확률이 점점 더 커질 수 있도록 날마다 배우고 있습니다. 한 세기 동안 우리는 신뢰성을 위해 비행기와 비행 시스템을 완벽하게 설계하여 인류가 충분히 날 수 있도록 했습니다.”

“우리는 로켓 비행에 대한 그러한 통계가 없습니다.”라고 Anilkumar는 계속했습니다. “사실, 우리는 유인 착륙과 무인 착륙을 위해 겨우 10번 정도만 달에 비행했습니다. 특히 인간의 비행이 관련될 때 어떻게 그렇게 적은 데이터로 신뢰성과 확실성을 달성할 수 있습니까? 자, 그것이 로켓 과학입니다. —두 번째 기회가 없을 때 완벽하게 무언가를 설계할 수 있다는 것. 우리가 전에 달에 갔다고 해서 이번에는 성공을 보장할 수 없습니다.”

재료, 계측, 컴퓨터 및 소프트웨어를 통해 엔지니어링에서 엄청난 발전을 이루었으며 이 모든 것이 Apollo 프로그램의 새로운 설계의 일부가 될 것이라고 그는 말했습니다.

Anilkumar는 “항공편이 승인되기 전에 모든 테스트를 체계적으로 거쳐야 합니다. 수천 개의 테스트가 있습니다.”라고 Anilkumar는 말했습니다. “작은 실수라도 임무에 실패할 수 있습니다. 인간의 우주 비행은 안전과 신뢰성에 최대한 주의를 기울여야 합니다.”

Pernicka에 따르면 Apollo 프로그램의 가장 큰 도전은 인간 착륙 시스템(HLS)과 관련이 있으며, 여기에는 SpaceX Starship 차량이 달 궤도를 도는 Orion 우주선의 우주비행사를 달 표면으로 왕복하는 것이 포함됩니다.

“관련 하드웨어와 임무 운영은 아폴로 임무에 비해 상당히 복잡합니다.”라고 그는 말했습니다. “나는 우리가 이러한 달 착륙을 수행할 수 있는 기술을 가지고 있기 때문에 NASA가 이 도전을 극복할 것이라고 생각합니다. 그러나 개발 및 테스트 프로세스는 첫 번째 착륙 시도 전에 거의 완벽하게 실행되어야 합니다.”

Artemis와 함께 NASA는 로켓 개발과 관련하여 반드시 0에서 시작하지 않았습니다. Siegler에 따르면 SLS는 주로 우주 왕복선 프로그램에서 차용한 기술을 기반으로 합니다.

“그런 의미에서 로켓 자체를 만드는 것은 우리가 부품을 가지고 있다는 점에서 더 쉬웠습니다. 플라스틱 벽돌을 처음부터 조각할 필요 없이 레고 키트로 시작하는 것과 같았습니다. 즉, 우주 왕복선은 모든 탑재량을 얻도록 설계되지 않았습니다. 달까지 가는 길이므로 셔틀 부품과 기술을 기반으로 구축하는 것은 여전히 ​​힘든(따라서 값비싼) 개발을 많이 남겼습니다.”라고 그는 말했습니다.

그러나 기술적 또는 물류적 문제를 제외하고 Siegler는 Artemis의 가장 큰 도전은 단순히 무관심일 수 있다고 말했습니다.

“이것은 본질적으로 Apollo 프로그램에서 일어난 일입니다.”라고 그는 말했습니다. “기술적인 문제가 아니라 프로그램에 대한 대중적, 정치적 지원 부족이 프로그램을 죽였습니다. Apollo 기간 동안 자란 사람들은 Apollo가 가졌던 것과 같은 수준의 흥분을 보지 못한다고 주장하는 것을 들었습니다. 대단한 징조다.”

“Apollo는 Artemis로 시작하지만 1960년대 우주 경쟁처럼 만개하지 않은 거대한 PR 구축을 했습니다. 나는 일이 실제로 일어나기 시작하고 다른 국가, 즉 중국, 또는 다른 국가(예: SpaceX)는 자신의 달 및 화성 탐사 목표를 향해 전진합니다.”

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