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- 중국의 톈궁(Tiangong) 정거장도 모듈식 구조, 340-450km 지구 저궤도 돌고 있다.
- 2022년 10월 완공, 정거장은 코어 모듈 1개, 실험실 모듈 2개로 구성, 무게 약 80~100톤
- 2027년부터는 유럽 과학자들의 참여로 개발된 4톤에 달하는 우주선 측정 장치가 포함
- ISS 제정난으로 향후 운영 불안, 중국 기지에 다른 국가들도 참여 중

궤도 작전 기지; 중국의 새로운 톈궁 우주정거장

달에 대한 새로운 인종과 함께 지구 궤도에서 유인 우주여행의 균형도 이동하고 있다. 러시아와 미국이 우주정거장의 주요 운영국인 데 이어 중국도 이제 궤도에 자체 우주정거장을 보유하고 있기 때문이다. 원칙적으로 중국은 NASA의 선동으로 2011년 국제 우주정거장 ISS 참가에서 명시적으로 제외되었기 때문에 선택의 여지가 거의 없었다. 산업 스파이에 대한 두려움이 있었다. 

▲ 2022년 7월 중국 우주 정거장 Tiangong. 중앙에 핵심 모듈 Tianhe, 그 중 실험실 모듈 Wetian. 화물선도 바깥쪽에 정박해 있고 오른쪽에는 유인 우주선 캡슐인 선저우가 정박해 있다. © Shujianyang/ CC-by-sa 4.0

Tiangong: "Mir"만큼 큰 모듈식

러시아 우주정거장 미르(Mir)와 ISS와 마찬가지로 중국의 톈궁(Tiangong) 정거장도 모듈식 구조로 되어 있으며 점차 궤도에 추가되고 있다. 340~450km 고도에서 지구 저궤도 궤도를 돌고 있다. 대략 ISS가 움직이는 범위 내에 있다. 2022년 10월 완공되면 스테이션은 코어 모듈 1개와 실험실 모듈 2개로 구성되며 무게는 약 80~100톤이다. 크기와 무게는 구 러시아 우주정거장 미르와 거의 같지만 질량은 ISS의 5분의 1에 불과하다.

정거장의 핵심 모듈인 Tianhe는 2021년 4월 29일 Long March 5B 발사체에 의해 궤도에 성공적으로 발사되었다. 거의 17미터 길이의 모듈에는 생명 유지 시스템, 전원 공급 장치, 추진 장치, 위치 및 탐색 시스템이 포함된 서비스 부품이 포함되어 있다. 두 번째 부분에는 3명의 우주비행사를 위한 숙소, 컴퓨터 및 제어 시스템, 통신 시설이 있다. Tianhe 모듈에는 도킹 시스템과 로봇 팔도 있다.

실험실 모듈

2022년 7월 24일에 또 다른 임무가 두 개의 실험실 모듈 중 첫 번째 모듈을 스테이션으로 가져왔다. 이것은 먼저 코어 모듈의 앞 부분 끝에 있는 도킹 포인트에 결합돼 두 모듈이 일렬로 배치됐다. 다만, 무게가 20톤 정도 되는 연구실 모듈은 추후 재배치 과정을 거쳐 코어 모듈과 직각으로 최종 위치에 배치될 예정이다. 3명의 우주비행사를 위한 숙소 외에도 Wetian에는 주로 과학 실험을 위한 공간과 두 번째 로봇 팔 및 탐색, 추진 및 자세 제어와 같은 중요한 핵심 기능을 위한 백업이 포함되어 있다.

스테이션의 미래 메인 에어록은 Wetian 실험실 모듈에도 있다.
우주비행사는 우주 유영을 수행해야 할 때 그들을 통해 나온다. 예를 들어, 이것은 미래에 스테이션 외부에 부착된 측정기를 유지 관리하기 위해 필요하다. 실험실 모듈에는 이를 위한 특수 홀더가 있어 대형 기기도 걸 수 있다. 여기에는 2023년부터 소형 반사 망원경이 포함될 수 있고, 2027년부터는 유럽 과학자들의 참여로 개발된 4톤에 달하는 우주선 측정 장치가 포함될 수 있다.

2022년 10월, 우주정거장의 기본 구조는 두 번째 과학 모듈인 Mengtian으로 완성될 예정이다. 이 모듈에는 실험을 위한 추가 공간과 보급품 및 기타 탑재물을 위한 에어록이 포함돼 있다. Tianzhu 유형의 무인 보급 캡슐을 도킹할 수 있다. 러시아 시스템을 기반으로 한 도킹 메커니즘이 ISS 및 다른 국가의 우주 캡슐 시스템과 어느 정도 호환되는지는 불분명하다. 많은 기술 세부 사항과 마찬가지로 중국 우주국은 낮은 프로필을 유지하고 있다.

유인 우주선의 첫 번째 이온 드라이브

특별한 특징은 Tiangong 스테이션의 드라이브다. 클래식 엔진 외에도 코어 모듈 Tianhe에는 최초의 유인 우주선인 이온 드라이브도 있다. 4개의 홀 효과 엔진은 전기장에 의해 가속되는 크세논 이온으로 여겨지는 양으로 하전된 입자의 흐름에서 추력을 생성한다. 자기장에 의해 제어되는 전자 링 스트림은 추진 노즐을 빠져 나온 후 추가 추력을 제공하고 이온 스트림을 중화한다.

▲ NASA에서 홀 효과 이온 드라이브 테스트. Tiangong은 이온 엔진을 장착한 최초의 유인 우주선이다. ©NASA

이러한 이온 드라이브의 장점은 작은 크기와 긴 서비스 수명이다. 화학 엔진보다 적은 추력을 생성할 수 있지만 연료로 소량의 크세논 가스를 사용한다. Tiangong 우주 정거장에서 Hall 추진기는 최소 15년 동안 작동해야 하며 정거장의 궤도 고도를 안정적으로 유지해야 한다. 그러나 이온 추진의 단점은 가속된 이온의 부식 효과가 크다는 것이다. 그들은 엔진과 우주정거장의 껍질을 손상시키지 않기 위해 차폐 자기장과 세라믹 보호 덮개로 둘러싸여 있다.

국제 협력: 다른 국가들도 참여할 수 있다.

중국의 새로운 우주정거장 Tiangong은 현재 ISS와 함께 인류의 두 번째 "전초기지"이지만 곧 유일한 우주정거장이 될 수도 있다. ISS는 이미 상대적으로 오래되었고 자금 조달이 위기에 처해 있기 때문에 러시아는 우크라이나 전쟁과 서방 국가와의 갈등이 심화됨에 따라 2024년부터 참가를 종료한다고 발표했다. 국제 우주정거장이 계속 운영될 것인지, 어떤 형태로 운영될 것인지는 아직 불분명하다.

▲ 완성된 상태의 톈궁 우주정거장 건설. © Saggittarius A/ CC-by-sa 4.0

미래에는 "천궁"인 톈궁도 국제 협력의 장소가 될 수 있다고 중국 정부는 강조한다. 현재 우주정거장에 설치되어 있는 일부 과학 실험은 이미 다른 국가와 협력하여 수행되고 있거나 유럽의 연구 기관에서 전적으로 개발되었다. 그중에서도 노르웨이, 벨기에, 스위스 및 독일이 관련돼 있다. 또한 중국과 이탈리아 우주국 사이에는 특히 긴밀한 협력이 있다. 그들은 2027년에 설치될 예정인 우주선 측정기를 개발 중이다.

중국 인간 우주비행국(Human Spaceflight Administration) 지치밍(Ji Qiming)은 최근 기자회견에서 "가까운 시일 내에 중국의 우주정거장이 완공되면 중국인과 외국 우주인이 그곳에서 함께 일하는 것을 보게 될 것"이라고 말했다. 다른 국가의 우주비행사 참여가 보장된다. 이 참여가 어떤 형태로 이루어질지는 두고 봐야 할 일이다.

중국의 급속한 우주여행 개발이 계속된다면 대부분의 다른 국가들도 동참할 수밖에 없을 것 같다. 존 F. 케네디 당시 미국 대통령은 1962년 텍사스에서 한 유명한 달 연설에서 "우주 탐사는 우리가 참여하든 하지 않든 계속될 것"이라고 말했다. (끝)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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