MMU를 탑승한 채로 우주유영을 하는 브루스 매캔들리스 우주비행사
한자 : 宇宙游泳
영어 : Spacewalk
러시아어 : Выход в открытый космос
1 개요
우주유영이란 우주 비행사가 우주선 밖으로 나와 우주공간을 유영하는 작업을 말한다. 당연히 우주복을 착용한 상태에서 나가야 하며, 우주 공간은 마찰이 없어서 이동상의 제어가 불가능하기 때문에 로봇 팔에 발을 고정시킨채로 나가거나 안전줄을 사용하거나 유인 기동장치(MMU)를 탑승해야한다. 만약 이 과정에서 실수를 한다면 이는 곧바로 사망이라는 대형사고으로 이어지며, 실수가 없더라도 우주 공간에 산재해있는 우주쓰레기 파편과 충돌하는 등의 외부적인 위험요소가 있다. 이 때문에 우주유영은 최고로 위험한 작업 중 하나지만 동시에 최고로 멋있는 일이기도 하며 모든 우주비행사들과 우주덕들이 꿈꾸는 극한의 로망이다.
2 상세
2.1 우주유영의 정의
우주유영은 일단 선외활동(Extra-vehicular activity; EVA)의 일종이다. 선외활동은 우주유영보다 더 넓은 의미를 포함하는데, 우주선 밖으로 나오기만 하면 그것은 선외활동이다. 가령 달 착륙 당시 우주비행사들이 우주선 밖으로 나와 달 표면을 걸었던 행위도 선외활동에 해당한다. 우주유영은 우주공간 자체에만 머무는 행위를 가리킨다.
2.2 우주유영 방식
개요에서도 소개했듯이 우주유영을 하는 방식은 크게 세가지가 있다. 로봇 팔 방식과 안전줄방식, 유인기동장치 방식이 그것이다.
2.2.1 로봇 팔
캐나다 암 2 끝부분에 발을 고정하고 우주유영을 하는 스티브 로빈슨 비행사
로봇 팔에 몸을 고정한 채로 우주유영을 하는 작업인데, 주로 발판에 몸을 고정하며 현재 이루어지는 우주유영의 대부분이 이 방식이다.
로봇 팔로 우주유영을 할 시 장점은 일단 실수가 사고로 이어질 가능성이 다른 방식에 비해 낮으며,[1] 선체 보수작업 등을 할 때 보다 정밀한 움직임을 구축할 수 있다는 점이 있다. 현재 우주유영을 하는 이유 중 상당수가 우주선을 보수하는 데에 목적을 두기 때문에 대체로 이 방식이 선호된다.
단점은 활동상의 제약이 크며 로봇 팔 조종에 미숙한 사람은 사용할 수 없다는 것이다.
2.2.2 안전줄
안전줄을 사용하여 우주유영을 하는 에드워드 화이트 비행사.[2]
안전로프, 생명줄이라고도 한다.
안전줄에 의지하여 선체에 붙어 이동하면서 유영하는 방식이다. 안전줄을 우주선 외부에 붙어있는 손잡이에 걸면서 이동해나가는 것이다. 이때 우주비행사한테 주어지는 안전줄은 2개인데, 안전줄 하나만 걸다가 손이 미끄러지거나 해서 우주선에서 떨어지면 큰일나니까 2개를 걸어서 혹여나 한번 실수해도 떨어지지 않게끔 예방하려는 목적인 것이다.
최초의 우주유영도 안전줄을 사용하여 이루어졌다. 또한 초기에는 안전줄을 우주선과 연결해서 안전줄을 통해 산소공급을 하기도 했다. 물론 지금은 우주복 안에 자체 산소공급기가 장착되어있다.
장점은 로봇 팔보다는 자유롭게 이동할 수 있어 우주선 어디에든 갈 수 있다는 점이 있으나, 단점은 두꺼운 우주복 장갑으로 줄을 거는 작업은 매우 힘들기 때문에 손에 쥐가 나기 일쑤라고 한다.
2.2.3 유인 기동장치(MMU)
유인 기동장치를 이용해 우주유영을 하는 로버트 L. 스튜어트 비행사
기동장치를 이용한 방식도 있다. 이 장치는 의자같이 앉을 수 있게 되어있으며 밑면과 뒷면에 설치되어있는 로켓 팩을 이용하여 자유로이 날아다닐 수 있다. 현재 NASA 외에는 개발하는 곳이 없으며 NASA에 도입된 우주복인 EMU에만 특화된 장치이다.
기체 질소를 추진제로 사용하며 알루미늄 탱크 두개가 장착되어 있어 풀연료공급 시 최대 6시간까지 사용할 수 있다고 한다. 또한 최대 초속 25m의 속도로 날 수 있다.
장점은 이동상의 제약이 거의 없어 로봇 팔, 안전줄 방식보다 훨씬 자유로우며, 매우 멀리까지 나갈 수 있다.[3] 단점은 자유로이 움직일 수 있는만큼 위험성이 크며, 외부작업 용도로는 적합하지않아 실용성이 없어서 말그대로 우주를 구경하기 위한 용도 외에는 사용목적이 전무하다. 그리고 컨트롤이 미숙하면 타지못한다는 점도.
그래서인지 유인기동장치는 우주유영에서 거의 쓰인 적이 없으며[4] 현재는 퇴역하고 비상시에만 사용할 수 있도록 해놨다.
3 위험성
인간이 하는 작업 중 가장 위험한 작업 중 하나
우선 우주유영을 하다가 우주선으로부터 떨어지게되는 사고가 발생할 수 있다. 이렇게 되면 두가지 중 하나의 결말을 맞이하게 되는데, 지구의 대기권에 떨어져 불타 없어지거나 우주공간으로 날아가 영원히 우주미아가 되어버리거나 둘 중 하나다.
물론 이런 경우를 대비하여 갖가지 대책들을 마련해놓기는 했다. 일단 NASA의 EMU 우주복에는 SAFER라는 자체 추진장치가 장착되어 있어 응급시에 사용할 수 있다. 그 외에도 선내의 다른 우주비행사들이 MMU를 타고 직접 구출하러 올 수 있으나 영화 그래비티를 보면 알 수 있듯이 말처럼 쉬운 일이 아니다.
또한 우주공간을 떠도는 파편과 충돌해[5] 우주복에 구멍이 뚫리는 사고가 발생할 수도 있는데 이 경우는 더 최악이다.
우주 공간에 맨몸으로 노출되면 체내 산소가 빠른 속도로 결핍되고 노출된 부위의 체액이 끓게됨과 동시에 급격하게 동결되는(Ebullism) 치명적인 신체 반응을 일으킨다. 이 경우에는 달리 방법이 없기 때문에 최대한 신속하게 출입구로 대피해야한다.
EMU에는 이 경우를 대비해 30분간 공급가능한 예비산소팩이 장착되어 있다. 문제는 산소가 아니라 감압 위험이지만
그래도 우주비행사들은 이러한 위험들에 대비해 훈련을 철저하게 받기 때문에 현재까지 우주유영 중에 사고가 일어난 사례는 없다.
4 우주유영 관련 기록
- 1965년 3월 18일 : 구소련 출신의 알렉세이 레오노프가 세계 최초로 우주유영을 함. 우주유영은 24분 동안 지속됨
- 1965년 6월 3일 : 에드워드 화이트가 미국인 중에선 최초로 우주유영을 함. 우주유영은 36분간 지속됨.
- 1984년 2월 7일 : 브루스 매캔들리스가 최초로 유인 기동장치를 이용한 우주유영을 진행함.
- 1984년 7월 25일 : 소련의 스베틀라나 사비츠카야가 여성 최초로 우주유영을 함
- 1988년 12월 9일 : 프랑스의 장-루 크레티앙이 소련, 미국 외의 출신 인물들 중에서 최초로 우주유영을 함
- 1992년 5월 13일 : 최초로 3인 이상의 우주비행사들이 동시에 우주유영을 함
- 1997년 11월 25일 : 도이 타카오라는 일본인이 일본 최초이자 아시아 최초로 우주유영을 함.
- 2001년 3월 11일 : 미국의 수잔 헬름즈와 제임스 보스가 8시간 56분 동안 우주유영을 하여 가장 오랫동안 우주공간에 머무른 인물로 기록됨.
- 2008년 9월 27일 : 선저우 7호의 중국 자이즈강이 중국 최초로 우주유영을 함.
- 아나톨리 솔로프예프라는 러시아인은 총 82시간 22분 동안 우주유영을 함으로써 누적 최장 기간동안 우주유영을 한 비행사로 기록됨.