소유즈 우주선, 발사에서 귀환까지

이소연씨와 한몸처럼 움직이게 될 소유즈 우주선 TMA-12은 어떤 일정으로 우주를 여행하고 돌아오는 것일까.

우주인들은 발사 5시간전에 카자흐스탄 바이코누르 발사장에 도착한다. 발사체와 발사대를 점검하는 동안 우주인은 우주복으로 갈아입는다. 발사 2시간 30분전. 우주인들은 모두 소유즈 우주선에 탑승해야 한다. 더이상 우주인 교체는 불가능하다.


발사 5분전. 비행시스템이 우주선에서 직접 조정 가능한 시스템으로 전환된다. 예정된 시각인 오후 8시 16분 35초(한국시간). 소유즈 우주선이 드디어 우주로 발사된다.

발사 9분 후. 소유즈 우주선이 발사체와 완전히 분리되며 태양 전지판을 펼치고, 엔진을 점화시킨다. 그런 다음, 비행궤도를 서서히 높여간다.

발사체의 발사궤도 경사각은 적도 평면으로부터 약 51.7도. 발사한지 118초만에 1단 분리를 한다. 발사 226초 무렵 발사체가 대기권을 벗어나면 페어링을 분리한다. 발사 287초 후에 2단 로켓을 분리하고, 발사 525초만에 3단 로켓을 분리한다. 이때 고도는 약 242km. 오차범위는 42km다.


소유즈 우주선은 이후 메인 엔진을 가동해 점점 고도를 높여 2일간 비행한 후 고도 약 350km에서 지구를 공전하고 있는 국제우주정거장(ISS)과 도킹을 시도한다.

도킹 후 해치를 열고 ISS로 진입하면 드디어 총 10일간의 우주임무가 시작된다. 공모를 통해 선정된 18개의 우주과학실험 임무를 개시할 때다.

이소연씨로선 아쉬울지도 모를 일이다. ISS 체류기간은 단 10일. 11일째인 19일 한국 우주인이 ISS에서 내려올 때는 6개월전 다른 우주팀이 타고 갔던 우주선을 타고 내려오게 된다(TMA-11로 예상됨). 소유즈 TMA-11은 ISS와의 도킹을 해제하고 지구로 귀환하게 된다. 이론적으로 도킹 해제는 착륙 3시간 23분전에 이뤄진다.

도킹 해제 후 3분후 유즈 우주선은 10.16cm/s 속도로 분리돼 ISS로부터 약 20m 떨어졌을 때 15초간 엔진이 점화된다. 도킹 해제 후 2시간 29분. ISS로부터 약 19.2km 떨어지면, 이번엔 기계/추진모듈이 궤도를 이탈하기 위해 4분 21초간 엔진이 점화된다.

도킹 2시간 57분 후. 궤도모듈과 장치/추진모듈이 지구대기권 접근 바로 전에 분리돼 불타 없어지고, 귀환모듈 역시 분리 후 지구대기권 진입을 위해 엔진이 점화된다. 도킹 해제 후 3시간이 지나면 착륙을 불과 23분 남겨두게 된다. 귀환모듈이 대기권에 접근하면 궤도 이탈 31분 후 고도 약 121.9km로 대기권에 접근하게 된다.

아직 끝이 아니다. 2개의 보조낙하산을 펼치고 낙하하는 일이 남아 있다. 2개의 보조낙하산 중 2번째 보조낙하산에는 제동낙하산이 달려 있어 귀환모듈의 속도를 낮춰준다. 주낙하산을 펼치고 추진장치를 끄면 7.3m/s의 속력으로 우주선은 지면과 30도 각도로 기울어져 하강하게 된다. 착륙 2초전에는 연착륙 엔진이 가동돼 1.5m/s의 속력으로 착륙한다.

도킹 해제 후 3시간 23분. 우주에서의 드라마는 막을 내린다. 이소연씨를 태운 소유즈호 귀환모듈은 카자흐스탄 초원지대에 착륙, 지구의 품에 포근히 안기게 된다.