왜 우주왕복선이 수송기에 업혀 날아갈까

2007년 7월 4일 (수) 01:29   중앙일보

왜 우주왕복선이 수송기에 업혀 날아갈까

[중앙일보 최승식] 중앙일보 3일자 1면에 '업혀가는 우주왕복선' 사진이 나가자 '왜 우주왕복선이 수송기에 업혀서 가는지' 설명해달라는 독자들의 문의전화가 잇따랐다.

답은 간단하다. 우주왕복선은 대기권 안에서 혼자서 이륙해 비행하는 것이 불가능하다.

처음부터 우주왕복선은 액체산소와 수소가 혼합된 특수연료를 사용하도록 설계돼 있기 때문이다. 산소가 없는 우주에서 이 연료를 연소시켜 비행 추진력을 얻는다. 따라서 우주왕복선은 지상에서 우주로 발사될 때도 로켓에 '업혀' 간다. 우주왕복선은 남은 연료를 우주에서 모두 소모한 후 지구로 귀환한다. 대기권으로 진입할 때 폭발을 방지하기 위해서다. 우주왕복선의 대기권 진입 순간 속도는 마하 25에 달하며, 공기와의 마찰에 의해 생기는 외부 온도는 2500도 이상까지 올라간다. 그러면 연료도 없이 대기권에 진입한 후에는 어떻게 될까? 날개의 양력만으로 비행해 착륙까지 한다. 행글라이드나 종이비행기가 나는 것과 같은 원리다. 대기권 진입 과정은 지구의 자전과 공기의 저항, 진입각도 등을 계산하는 컴퓨터의 첨단 프로그램에 의해 자동으로 이루어진다. 지상에 착륙한 우주왕복선은 꼬리에서 낙하선을 펼쳐 속도를 줄인다.

원래 우주왕복선은 플로리다주의 케네디 우주센터로 귀환해야 한다. 하지만 기상악화 등으로 캘리포니아주나 뉴멕시코주에 비상착륙하는 우주왕복선을 케네디 우주센터로 옮기기 위해 개발된 것이 바로 우주왕복선 수송기(SCA:Shuttle Carrier Aircraft)다. 보잉 747 여객기를 개조한 것으로 NASA에는 보잉 747-100과 747-100SR 두 대의 SCA가 있다. 이 수송기들은 우주왕복선을 나르기 위해 비행기 내부의 객실을 뜯어낸 후 단단한 기둥을 세우고 동체를 특수한 소재로 한층 강화했다.

3일 우주왕복선 애틀랜티스호를 업고 플로리다주 케네디 우주센터를 향해 이륙한 수송기도 바로 이 SCA이다. 애틀란티스호는 날씨탓으로 케네디 우주센터에 착륙하지 못하고 지난 달 22일 캘리포니아주의 에드워드 공군기지에 착륙했다.

무게가 71t이나 되는 우주왕복선을 수송기'SCA'(162t)에 싣는데는 거대한 기중기가 이용된다. 수송기 위의 앞에 설치된 지지대 (Mate-Demate Device)1개와 뒤쪽에 설치된 지지대 2곳에 왕복선을 고정시켜 마치 아기를 등에 업은 듯한 모양으로 싣게 되는 것이다(사진2). 우주왕복선을 실은 수송기는 그 무게 때문에 약1900km를 비행한 후 다시 연료를 공급받아야 한다. 또 비행속도 역시 마하 0.7 정도밖에 낼수 없다. 이렇다 보니 왕복선의 이동에는 약 100만달러 이상의 비용이 드는 것으로 알려져 있다.

최승식 기자 [choissie@joongang.co.kr] ▶최승식 기자의 블로그