스페이스X 팔콘 9 로켓으로 Launch된 노스롭 그루먼의 사이그너스 XL, 국제 우주 정거장으로의 기록적인 보급 미션

노스롭 그루먼의 업그레이드된 사이그너스 우주선, 사이그너스 XL이 스페이스X의 팔콘 9 로켓에 의해 발사되었고, 이는 기록적인 보급 미션으로 기록되고 있다.

이번 미션은 NG-23으로 알려져 있으며, 플로리다의 케이프 커네버럴 우주군 기지에서 일요일 저녁에 발사되었다.

사이그너스 XL은 10,827파운드(4,911킬로그램)의 화물을 실고 국제 우주 정거장(ISS)으로 향하고 있으며, 이는 상주하는 7명의 승무원과 연구소를 지원하기 위한 필수 물품이다.

이 임무는 상업적 보급 미션으로서는 가장 무거운 화물로 ISS에 운반되며, NASA의 우주 비행사인 조니 킴은 수요일에 캐나다제 로봇 팔을 사용해 화물선을 포착하고, 승무원들이 화물 해치를 열어 내용을 unpack할 수 있도록 부착 포트에 배치할 예정이다.

사이그너스 XL 우주선은 노스롭의 이전 미션과 유사한 외관을 가지고 있지만, 몇 가지 주목할만한 특성을 가진다.

사이그너스 XL의 가장 두드러진 특징은 원형의 팬 형태의 태양전지판과 맥주 통과 유사한 알루미늄 원통으로 제조된 압력 화물 모듈이다.

사이그너스 XL은 이전 버전의 사이그너스 우주선에 비해 5.2피트(1.6미터) 더 긴 화물 모듈을 가지고 있다.

전체 우주선의 크기는 두 개의 아폴로 우주선 모듈 크기와 비슷하며, 화물 부분의 부피는 두 개 반의 미니밴에 해당한다고 강조했다.

노스롭 그루먼의 민간 우주 시스템 부사장인 라이언 틴트너는 “이번 임무에서 가장 주목할 점은 사이그너스 XL 구성을 처음으로 선보이는 것”이라며, “이 모델은 이전 사이그너스 우주선보다 33% 더 많은 용량을 가지고 있다. 더 많은 용량이 더 좋다고 하지만, 이는 과학 연구와 화물을 여러 번에 걸쳐 더 많이 전달할 수 있다는 점에서 매우 중요하다”며 말했다.

사이그너스 우주선의 화물 모듈은 이탈리아 투린의 탈레스 알레니아 스페이스에서 제조되며, ISS의 몇몇 영구 모듈과 유사한 디자인을 채택하고 있다.

이전의 화물 모듈에 손상이 있었던 관계로, 이번 사이그너스 XL의 첫 비행을 진행하기로 결정했다고 공식들은 전했다.

NASA ISS 프로그램 부 관리자 디나 콩텔라는 엔지니어들이 사이그너스 XL의 크기가 ISS의 열 제어 및 생명 유지 시스템에 미치는 영향을 평가했다고 언급했다.

그들은 우주 정거장의 로봇 팔이 무거워진 우주선을 수용할 수 있는지 확인했다.

“NG-23 차량에는 질소, 산소, 음식 및 화장실 부품과 같은 필수 자원이 가득 차 있으며, 우리의 소변 처리 시스템과 같은 시스템에 필요한 많은 예비 부품도 있다”며 콩텔라는 덧붙였다.

또한, 예정된 연구 프로젝트 중 하나는 우주에서의 극저온 추진 물탱크의 단열 방법을 연구하는 것이다.

이 프로젝트의 목표는 우주에서의 수퍼 냉각 로켓 연료의 증발을 최소화하고, 마이크로 중력에서 연료탱크의 압력을 조절하는 새로운 방법을 시연하는 것이다.

또 다른 연구 payload는 우주 쓰레기를 청소하기 위한 더 저렴한 방법을 찾고자 하는 트랜스타스트라의 인플레이블 ‘캡처 백’ 시스템의 배치를 시험할 예정이다.

노스롭 그루먼은 첫 번째 사이그너스 XL 우주선을 S.S. 윌리 C. 맥쿨이라는 이름으로 명명하였으며, 이는 우주 셔틀 콜롬비아의 마지막 비행 조종사인 맥쿨을 기리기 위함이다.

그와 그의 6명의 동료는 셔틀이 텍사스 동부에서 재관측 중 파괴되었을 때 사망하였다.

노스롭 그루먼은 이 미션을 자사 로켓인 안타레스에서 발사하고자 했으나, 이는 더 이상 가능하지 않다.

2022년 러시아의 우크라이나 침략으로 인해 안타레스 로켓의 두 가지 가장 중요한 공급업체가 서로 충돌하였다.

그 결과, 노스롭에 대한 러시아산 엔진 및 우크라이나산 부스터의 선적이 중단됐다.

가장 최근의 안타레스 로켓은 2023년 8월에 발사되었다.

NASA는 노스롭 그루먼과 다년 계약을 체결하여 ISS의 정기적인 보급을 책임지는 기준으로 설정하고 있다.

노스롭은 자사의 로켓 없이 더 많은 출력 선적이 필요하므로, 그들은 스페이스X와 계약을 체결하여 세 번의 팔콘 9 발사를 계약하였으며, 이는 엔지니어들이 새로운 미국산 버전의 안타레스를 개발하기 전까지 그들의 보급 미션을 지원하는 목적이다.

일요일의 발사는 이러한 세 번의 팔콘 9 비행 가운데 마지막 비행이라고 밝혔다.

노스롭 그루먼은 스페이스X에 대해 팔콘 9 발사에 대한 대가를 지불해야 하며, NASA는 노스롭과 확정된 가격 계약을 체결하였기 때문에, 그로 인해 발생하는 비용 초과에 대한 책임은 노스롭 그루먼에게 있다.

사이그너스 보급 프로그램은 과거에도 비슷한 상황을 겪었다.

노스롭 그루먼은 2018년에 인수한 오르비탈 ATK로 체계적으로 세 번의 아틀라스 V 로켓을 이용한 발사 의뢰를 하였다.

노스롭은 러시아 엔진의 도입과 함께 새로운 안타레스를 재설계하며, 13회의 성공적인 안타레스 발사를 이어왔다.

하지만 이제는 새로운 미국산 로켓으로 하여금 지연을 겪은 바 있다.

현재, 노스롭은 미국산 부스터와 엔진을 갖춘 새로운 로켓, 안타레스 330을 개발하기 위해 파이어플라이 에어로스페이스와 협력하며, 이는 2026년 늦어도 비행이 가능할 것으로 보인다.

틴트너는 금요일에 노스롭이 다음 사이그너스 화물 미션을 위한 네 번째 팔콘 9 발사를 스페이스X에서 구입했다고 밝혔다.

이는 안타레스 330 로켓이 데뷔하기 전까지 공백을 메우기 위한 조치이다.

스페이스X는 NASA의 ISS에 대한 두 번째 활성 화물 운송 제공자로, 팔콘 9 로켓을 발사하는 드래곤 캡슐을 사용하고 있다.

노스롭과 스페이스X 간의 계약은 NASA가 보급용으로 두 개의 독립적인 공급 수단을 유지하는 것을 선호하는 점을 무시하고 있으며, 현재로서는 드래곤과 사이그너스 화물미션 모두 팔콘 9의 성공에 따라 연계되어 있다.

그러나 사이그너스를 스페이스X의 팔콘 9 로켓으로 발사하는 데에는 또 다른 주요 이점이 있다.

팔콘 9는 이전 버전의 안타레스 로켓보다 더 무거운 탑재물을 실을 수 있기 때문에, NASA는 사이그너스 XL의 추가 용량을 최대한 활용할 수 있게 된다.

사이그너스 XL과 팔콘 9의 조합은 스페이스X의 드래곤 화물선보다도 더 많은 화물을 ISS로 운반할 수 있다.

이는 사이그너스 XL의 화물 모듈이 더 부피가 크기 때문이며, 스페이스X의 드래곤 화물선은 스페이스X의 크루 드래곤 우주선에서 파생된 것으로, ISS에서 바다에 착수할 수 있는 열 차단판과 연료 보급을 위한 제한적인 저장소를 갖추고 있다.

노스롭의 사이그너스는 상대적으로 쓰레기를 우주에서 태우며 소각하기 위해 설계되었다.

이러한 절충안은 몇 가지 중요한 장점이 있다.

첫째, 이는 기술자들이 사이그너스 설계를 최대한의 화물을 ISS로 운반하기 위해 최적화할 수 있는 것을 허용한다.

둘째로, 사이그너스 우주선은 해양과의 연결을 위해 더 넓은 해치를 가지고 있다.

이로 인해 우주 비행사들은 사이그너스 해치로 더 큰 화물 조각을 통하게 할 수 있다.

NASA는 노스롭 그루먼과 계약된 더 많은 화물 미션이 남아 있으며, ISS 종료 예정인 2030년까지 공급 체인을 유지하기 위한 추가 주문이 있을 수 있다.

이미지 출처：arstechnica