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1. 개요
有 人 宇 宙 船
manned spacecraft
이름 그대로 심플하게 사람을 태우고 우주로 가는 우주선.
탐사선과의 차이점은 사람이 타느냐 안 타느냐의 차이로 실제 달착륙선을 제외한 모든 탐사선은 "Unmanned Spacecraft". 즉 무인우주선이다.
무인우주선 제작과 유인우주선 제작기술 사이에는 넘사벽이 있다. 이거 하나 만드는 데 세계 최고 수준의 온갖 최첨단기술이 총동원되어야 한다. 가장 중요한 차이점은 유인우주선은 탑승자( 우주 비행사)가 살아서 지구로 돌아와야만 한다. 사람을 실어서 날려보냈는데 못 돌아왔다가는 끔찍한 상황이 발생하기 때문에 정지궤도든 달이든 화성이든 일단 가면 무조건 돌아와야만 한다. 그렇기 때문에 대기권 재돌입 기술이 필요한데, 이게 건담에 달린 내열필름마냥 그냥 쭉 펴고 돌진한다고 되는게 아니라 재진입속도라든가 각도 등등 계산해야 할 것도 많고, 그 와중에 안에 있는 사람이 또 다치면 안 된다. 마치 포뮬러 원 레이싱카 좌석 한켠에 푸딩 접시를 올려놓고 뉘르부르크링 같은 코스를 달리고 트랙 출발선으로 돌아왔을 때 푸딩이 여전히 다과상에 올려도 좋은 상태로 온전하게 보존되어 있어야 하는 것과 같은 조건인 것이다.
또한 유인우주선은 탑승자가 살아야 하므로 우주공간에서 사람의 생명을 유지시키기 위한 온갖 장치를 주렁주렁 달고 나가야만 한다.
현재까지 자력으로 유인우주선을 제작한 나라는 딱 세 나라 밖에 없다. 미국, 러시아(= 소련), 중국. 민간 기업은 스페이스X의 드래곤 2 한 곳이다.[1]
2. 유인우주선의 구조
우주왕복선를 제외한 모든 우주선은 2~3개 혹은 그 이상의 모듈로 구성되는데 공통적으로 사령선과 기계선이 들어간다.- 사령선: 우주선의 두뇌 부분으로, 항법유도를 수행하고 기계선을 제어하며 생명유지 장치가 장비되는 등 기본적인 우주선의 운항에 필요한 장비들이 모인 부분. 기본적으로 승무원이 거주하는 공간이지만 별도의 거주 공간이 마련되는 경우도 있다. 거주 뿐만 아니라 승무원을 안전하게 귀환시키는 역할도 수행하며, 유일하게 지구로 다시 복귀하는 부분이다.
- 기계선: 사령선을 보조하고 우주선의 기능적인 면을 제공한다. 생명유지를 위한 산소, 연료전지, 태양전지판, 로켓, 연료, RCS 등 실질적인 몸에 해당되는부분. 크루 드래곤 같은 우주선은 기계선보단 사령선에 역할이 집중되어 있으며, 추진 엔진을 별도로 탑재하지 않는 경우도 있다.
- 궤도선: 소유즈의 경우 사령선의 사이즈가 워낙 작아 세 사람이 생활하기에 너무 좁다.[2] 따라서 궤도에서 생활 중 사용하는 부분. 사령선이 충분히 넓다면 쓰지 않는다.
- 착륙선: 달 착륙용. 실제 가동한 시리즈는 미국의 달착륙선밖에 없다. 소련 또한 달착륙선을 개발했지만 사용할 기회가 없었다.
3. 유인우주선의 부속 물품
- 우주식: 방사선을 이용해 멸균처리된 음식이다. 우주방사선을 쬐었을 때는 유산균도 돌연변이가 일어날 수 있으므로 일반음식은 섭취 후 후일을 장담 못 한다...
- 정수기: 우주선의 물은 산소와 수소를 이용한 연료전지의 부산물이므로 정수를 하지 않으면 장기적으로 문제가 생길 수 있다. 최근에는 연료전지를 이용하지 않으므로 식수를 챙겨간다.
- 천문 항법 장치: 우주선의 관성항법을 보조하는 장치. 약 100여 개의 별 중 몇개를 기준 삼아 자신의 회전과 위치를 측정한다. 주로 GPS와 더불어 관성항법의 오차를 보정하는데에 이용되며, 항법 장치에 문제가 생길 경우 보조적인 운항 수단으로 이용한다.
- 이산화탄소 수집기(제거기): 우주선 내 공기중에서 이산화탄소를 제거하는 장치. 이게 없으면 승무원들이 숨 쉴 때마다 우주선 내부의 이산화탄소 농도가 계속 올라가게 돼서 호흡을 할 수 없게 된다. 부가적으로 냄새를 제거하는 기능도 있다.
- 선내 활동복: 우주복의 일종, 진공에서 사용할 수는 없지만 유사시 선내 감압 상황에서 생명을 보장한다.
- 선외 활동복: 소위 우리가 말하는 우주복 EVA시 사용하며 가장 유명한 건 역시 월면 활동복.
4. 유명한 유인우주선 및 유인탐사 계획들
4.1. 소련( 러시아)의 유인우주선 및 유인탐사 계획들
- 보스토크 계획 - 보스토크 1~6호
- 보스호드 계획 - 보스호드 1,2호
- 소련 달 착륙 계획
- 존드 계획 (실패)
- 소유즈 우주선
- 아폴로-소유즈 테스트 프로젝트
- 부란 - 에네르기아
- 살류트 우주정거장 1 ~ 7호
- 미르 우주정거장
- 미르 2 우주정거장 - 훗날 프리덤 우주정거장 모듈과 합체하여 국제 우주 정거장( ISS)이 된다.
- 오룔 우주선
4.2. 미국의 유인우주선 및 유인탐사 계획들
- 머큐리 계획
- 제미니 계획
- 제미니 1~12호
- 아폴로 계획
- 아폴로 우주선
- 아폴로 13호 (실패했으나 유인우주선 역사에서 중요한 사례)
- 취소된 아폴로 미션들
- 스카이랩
- 아폴로-소유즈 테스트 프로젝트
- 우주왕복선
- 프리덤 우주정거장 - 해당 모듈들은 훗날 미르 2용으로 제작되던 모듈과 합체하여 국제 우주 정거장( ISS)이 된다.
- 오리온 우주선
- 유인 화성 탐사계획
- 스페이스X
- 보잉
- 드림 체이서
- 블루 오리진
- 버진 갤럭틱
- 컨스텔레이션 계획(취소로 무산됨)
- 아르테미스 계획 - 미국을 포함한 12개국이 공동참여하였다.