원자력/우주항공

11월 초 발사하는 선저우8호 도킹과정 10분 소요

발행일 : 2011 / 10 / 31

선저우8호우주선은 중국 ‘선저우(神舟)’ 유인우주선공정의 8번째 우주선으로서 2011년 11월 초 주취안(酒泉)위성발사센터에서 발사된다. 선저우8호는 무인 우주선이다. 임무는 우주에서 실험용 우주정거장 톈궁(天宫)1호와 최초로 우주도킹을 수행하는 것이다.

□ 기본소개

선저우8호는 기존 선저우우주선을 바탕으로 기술을 개선했으며, 자동과 수동 도킹기능을 갖추었다. 발사 후 톈궁1호와 도킹하여 우주선 자동 도킹기술을 검증하고, 조합체 작업모델을 검증하며, 또 우주과학실험을 진행한다. 선저우8호를 발사하는 로켓은 창정(长征)2F 야오(遥)8로켓으로서 창정2F로켓을 기반으로 탑재능력과 궤도진입 정밀도를 향상시켰다.

□ 도킹기술

우주도킹은 우주기술의 주요난제이자, 대형 우주정거장, 나아가 유인 달 상륙을 실현하는 핵심기술로서 중국의 미래 우주 발전에서 중요한 의미를 지닌다.

톈궁1호와 선저우8호는 도킹 전에 모두 고속 운행상태를 유지하며, 시속은 2만 8,000km 이상이다. 도킹 동작은 오차 없이 정밀해야 한다. 도킹은 충돌, 포착, 버퍼, 수정, 당기기, 조르기, 밀봉, 강성 연결 등 8개 동작을 수행해야 하며, 동작마다 정확한 수행시간이 있다. 충돌, 포착, 버퍼는 총 60초가 소요되고, 강제 수정은 80초가 소요, 당기기는 240초, 조르기는 220초가 소요된다. 밀봉과 강성 연결까지 합쳐 전반 도킹과정은 10분이 소요된다.

1960년대 미국과 구소련은 우주선 도킹을 실현했다. 그러나 당시 전통 ‘송곳-막대’식 구조를 적용하였다. 한 우주선의 도킹 입구 내에 접수 송곳을 설치되고, 다른 한 우주선에는 도킹 충돌막대를 설치했다. 충돌막대는 차츰 접수 송곳 내를 가리키고, 접수 송곳은 막대 헤드를 고정시켜 도킹 후 우주인이 장치를 제거해서야 통로를 형성할 수 있었다. 톈궁1호와 선저우8호 도킹은 1990년대 선진적인 주변식 도킹장치를 적용했다. 간단히 말하면 전체 장치가 전부 주변에 있고, 중간에 직경이 0.8m인 통로를 보유해놓는다. 이러한 통로는 우주인의 움직임에 이롭고, 무거운 중량의 우주선 도킹에 적합하다. 이 도킹장치는 118개의 센서가 장착되어 측정을 진행하며, 5개의 제어기는 지령을 송수신하고, 1,000개 이상의 기어 베어링은 힘과 운동의 전달을 수행한다. 이밖에 도킹장치를 연구개발하기 위해 중국은 완비된 지상 시뮬레이션 시스템을 구축했다.

상하이우주시스템공정연구소 타오젠중(陶建中)은 톈궁1호와 선저우8호가 적용한 도킹장치가 원리, 구조, 규격에서 국제우주정거장과 일치성을 유지하기 때문에 앞으로 이 분야 수요가 있을 경우 인터페이스에 대해 적절한 개정을 진행하면 국제우주정거장과 도킹을 수행할 수 있다고 밝혔다.