이웃집과학자

아폴로 달 착륙 기념일을 되새기며 우주비행사들이 진행한 혁신적인 훈련과 연습을 되짚어봅시다. 그들의 미션은 역사에 오롯이 남았습니다.

달에 도착한 우주비행사들은 지구상의 중력보다 1/6배나 작은 중력에서 일하게 됩니다. NASA가 이 경험을 재현하기 위해 시도한 방법이 있는데요. 감소 중력 보행 시뮬레이터입니다. 인형극과 같은 현수막은 우주비행사를 긴 진자의 바닥에서 수평으로 유지해줬는데 수직으로 된 '바닥'은 그들 무게의 1/6을 지탱하도록 설계됐습니다. 우주비행사들이 걷고, 뛰고, 달릴 때 연구원들은 우주비행사들의 속도, 에너지 사용량, 그리고 피로 수준과 같은 요소들을 연구할 수 있었습니다. 사진 속 피실험자는 우주복과 조건이 동일한 복장으로 작업하고 있는데요. 이는 엔지니어들이 우주복을 디자인하는 데 도움을 줬습니다. 제한된 움직임으로 달에서 걷는 패턴을 파악할 수 있고, 우주복 내에서 우주비행사들이 적절한 체온을 유지하는 조건을 확립하게 해줍니다.

닐 암스트롱과 버즈 올드린은 아폴로 11호의 월면 보행 임무 동안 달 표면에서 약 2시간 반을 보냈습니다. 그 1분 1초는 치밀하게 계산됐습니다. 달 착륙 3개월 전인 1969년 4월 우주비행사들은 무거운 우주복을 입고 총연습을 실시했습니다. 모의 달 표면에 그들은 미국 국기를 심고 암석과 토양 샘플을 수집하는 연습을 했습니다. 달의 지진을 감지하기 위해 고안한 수동 지진 실험과 같은 과학 기구를 어떻게 그리고 어디에 배치할 것인지도 결정했죠. 그들은 또한 암스트롱이 달 표면에서 그 유명한 '한 걸음'을 내디딜 수 있도록 달 착륙선 사다리를 내려가는 연습을 했습니다.

아폴로 시대 우주 비행의 가장 위대한 아이러니 중 하나가 뭘까요. 비행 전문가인 우주비행사들이 방향 제어를 거의 하지 않고 떨어진 캡슐을 타고 지구로 돌아왔다는 점입니다. 이는 비상 시 또는 오류 발생 시 캡슐이 바다에 있는 목표지점으로부터 멀리 떨어진 곳에 착륙할 수 있음을 의미했죠. 어쩌면 사막 중 하나에 착륙할 수도 있습니다. 만일의 사태에 대비하기 위해 우주비행사들은 사막에서의 생존도 연구했습니다. 캡슐에 약간의 필수품이 구비돼 있었지만, 그들은 땅에서 살아남는 법과 피난처를 만들기 위해 갖고 있는 재료를 사용하는 법을 따로 배웠습니다. 여기서 우주비행사 프랭크 보먼, 닐 암스트롱, 존 영, 그리고 NASA 관계자이자 전 우주비행사 데크 슬레이턴은 1964년 8월 훈련 기간에 혹독한 사막의 열기 속에서 시원하게 보내는 방법을 시연했는데요. 낙하산 재료를 사용하는 기술이었습니다.

외계인처럼 생긴 이 기구는 달 착륙 연구 기체입니다. 우주비행사를 달 표면으로 보내줄 달 착륙선의 뼈대죠. 수직적인 달 착륙의 느낌과 움직임을 재연하도록 설계됐습니다. 달 착륙 연구 기체는 대형 엔진 위에 탑재된 조종실에 불과했습니다. 16개의 소형 추진 로켓은 방향을 제어했고 주 엔진은 조종사가 마치 저중력 상태에서 비행하는 것처럼 느끼게 할 만큼 충분한 추진력을 제공했죠. 1964년에는 닐 암스트롱도 이 달 착륙 연구 기체를 활용했습니다.

이 기체에 문제가 없는 것은 아니었습니다. 1968년 5월 한 번의 시험 동안 암스트롱은 어려움에 부딪혔습니다. 달 착륙 연구 기체가 추락해 불이 붙기 전까지 몇 분 만에 탈출했고, 고맙게도 암스트롱은 상처 하나 없었죠. 개선된 버전의 훈련기 달 착륙 훈련 기체는 얼마 지나지 않아 비행 운영을 재개했습니다.

각 아폴로 임무는 지구로 향하는 캡슐이 낙하산을 통해 바다에 떨어지는 우주선 착수로 끝이 났습니다. 이는 우주 비행을 단순히 끝내는 가장 쉬운 방법이었습니다. 우주비행사들은 바다에 떨어진 캡슐에서 안전하게 탈출하는 훈련을 해야 했습니다. 사전에 많은 연습이 필요했습니다. 지구의 대기를 통과하는 무시무시한 낙하 현상을 11분 동안 버텨내야하기 때문이죠.

먼저 우주비행사들은 수영장에서 연습했습니다. 다음 단계로 그들은 파도와 날씨가 변수로 작용하는 바다로 이동했습니다. 여기서 아폴로 11호 승무원은 멕시코만에서 모의 우주선 탈출 연습을 했습니다. 우주비행사들은 수면으로 떠오른 캡슐에서 헬기로 옮겨져 항공모함까지 안전하게 이동하는 작업에 익숙해져갔습니다.

모든 아폴로 우주선은 사령선 및 기계선과 달 착륙선으로 구성돼있습니다. 이는 아폴로 11호 승무원이 실제 모듈에서 훈련할 시간이 제한돼 있다는 점을 의미하죠. 대부분의 비행 전 작업 역시 이 몽타주에서 볼 수 있는 것처럼 정교한 시뮬레이터로 이뤄졌습니다.

이 전문 트레이너는 가능한 실제 비행 조건을 모방하도록 설계됐습니다. 예를 들어 우주비행사가 반동 추진 엔진을 발사하면 시뮬레이터 판독값이 그에 따라 반응했습니다. 창문의 라디오 기반 시각 자료는 우주선의 움직임을 반영했고 수압 승강기는 우주선의 물리적인 움직임을 시연했습니다. 우주비행사들이 훈련을 했던 NASA 센터에는 여러 가지의 시뮬레이터가 있었는데요. 엔지니어들이 당면한 과제는 실제 모듈들에 대한 조정이 이루어짐에 따라 시뮬레이터를 업데이트하는 작업이었습니다. 그들은 성공했고 아폴로 승무원들은 충분히 그들의 달 탐사 임무를 준비할 수 있었습니다.

By 에이미 쉬라 테이텔

과학 작가 겸 우주 비행 사학자다. 그녀의 유튜브 채널은 Vintage Space다.