인류 최초의 우주선의 기원

인류는 지금까지 우주 탐사를 위한 계획으로 수 많은 탐사선 과 우주선 등을 개발 하여 우주에 쏘아 보냈다. 워낙 유명한 인류 최초로 달 착륙 성공을 했던 아폴로11호 와 닐 암스토롱은 달 착륙을 하는 역사적인 시점에서, " 이것은 인간에게는 작은 한 걸음 뿐이지만, 인류에게는 거대한 도약이다" 라는 유명한 말을 남겼다. 그렇다면, 처음으로 사람이 탑승하여 우주 여행을 했던 순간은 언제 였으며, 누구 였을까? 오늘은 그 이야기를 한번 해볼까 한다. 

첫 유인 우주선, 보스토스 호 (Vostok-1)

보스토크 는 예전 최초의 공산주의 국가 였던 소비에트 사회주의 공화국 연방, 일명 소련에서 제작했던 인류 최초의 유인 우주선으로서, '유리 가가린' 이라는 우주비행사 가 1961년 4월 12일에 지구 궤도를 도는 우주비행을 시도 하였고, 총 6번이나 우주비행에 성공했다고 한다.

가가린이 승선한 이 보스토크 1호의 캡슐은 무게가 4,725kg, 길이 4.4m, 직경 2.43m에 달하며 앞부분에 안테나 그리고 뒷 부분에는 우주비행시가 탑승 할 수 있는 둥근 돔 형태의 캡슐이 위치해 있고, 바로 그 뒤에 월뿔형의 기계실이 달려 있었다.  이 캡슐에는 직경 107cm의 출입구 가 있어, 탑승하여 우주로 발사 되고 다시 지구에 돌아올 때도 이 곳을 통해 사출좌석에 누워 밖으로 탈출 하는 구조 였다고 한다. 사진 과 같이 사출좌석에 무릎을 굽히고 누워 있는 상태에서 발사되도록 설계 되었다. 이 좁은 공간안에는 음식을 저장 할 수 있는 저장고 와, 통신 장치, 각종 실험 기구 등이 있었고, 캡슐 외부에는 대기 진입 시에 발 생하는 뜨거운 열을 보고 하는 보호막으로 뒤 덮여져 있어서 열 흡수에 용이 하게 설계 되었다고 한다. 

최초의 사람을 태운 우주선의 발사

1961년 4월 12일! 인류 최초의 우주비행사, 유리 가가린은 보스토크 호를 타고 탑승 준비를 한다. 코룔로프의 R-7 발사체를 개량하여 상단에 부착한 3단로켓 Vostok 8K72K 발사체가 우주선을 탑재하여 이륙을 시도한다.  1단 로켓을 직경은 2.99m, 길이는 28m 였으며 무게는 100.4톤에 달했다고 한다. 1단 로켓 상단에는 코스버그 설계국에서 개발한 추력 5,560kdf의 RD-0109 엔진을 달았는데, 직경이 2.56m, 길이 2.84m, 무게는 7,775톤이였다. 보스토크 우주선은 2단 로켓 상단에 위치 하게 되고, 우주선을 포함 한 전체 직경이 10.3m, 높이는 35.24m 였으며, 발사 할 때의 총 무게질량은 286.1톤 이었다고 한다. 이 보스토크 우주선에 쓰인 추력 보강용 로켓 과 1단 로켓은 발사 이후 45년 이상 사용되고 있을 정도로 우수 한 세계 최 장수 우주로켓이라고 하니, 당 시의 소련의 우주기술 과학의 발전 수준을 가늠해 볼 수 있게 해주는 것 같다.  다른 나라의 로켓 과 달리 발사 할 때 추력 보강용 로켓과 1단 로켓의 엔진에 지상의 발사대에서 불씨를 이용해 점화시키는 방법을 사용했다고 한다. 

     <보스토크 호 발사 장면>

지구로의 아름다운 귀환

우주 여행을 마치고 지구로 귀환 할 때는 기계실 끝에 위치한 추력 1.61톤의 역추진 로켓을 이용 했다. 이 역추진 로켓은 산화제 물질로 사산화질소 와 접촉 할 때 자동적으로 점화 되는 아민 계통의 연료가 사용 되어 점화 신뢰성을 높여주었다. 45초 정도 로켓을 작동 시켜 주어 퀘도 비행 속도를 줄여준 후, 보스토크 호가 지구의 대기권을 재 돌입 하게 된다. 만약, 이 역추진 로켓이 점화에 실패 했을 때를 대기 하여 대기와의 저항에 의해 10일 이내에 자동적으로 우주선의 속도가 줄어 지구에 귀환 할 수 있도록 우주선을 낮은 궤도에 진입 시킨것이다. 지구의 대기권으로 진입이 성공하면 바로 캡슐과 기계선을 분리 시키게 된다. 보통은 귀환 하는 장소로 바다 한 가운데 목표를 두는데 보스토크 호는 육지에 착륙을 시도 하였으며, 착륙할 때의 충격을 줄이기 위해 중간 지점에 귀환 캡슐에서 탈출 하여 낙하산 착륙을 시도 하는 방법을 이용했다. 다행히도 캡슐이 성공적으로 대기권으로 통과 하였고 지상 7km 상공에서 캡슐 탈출을 시도하여 낙하산을 펴고 초속 5m의 속도로 착륙에 성공을 하였다. 나머지 빈 캡슐도 지상 2.5km 상공에서 낙하산을 펴고 지상에 착륙하며, 이로써 역사적인 첫 인류의 우주비행은 성공적으로 마무리 된다.