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국제우주정거장(ISS)에 체류하고 있는 한국 최초 우주인 이소연 씨가 지난 15일 지구 귀환 훈련을 실시하면서 우주선의 귀환과정이 큰 관심을 끌고 있다. 지구 귀환은 이번 우주비행 일정 가운데 최초의 발사, ISS와의 도킹과 함께 3대 고비로 꼽히는 어려운 작업이다. 이 씨가 귀환할 때 탈 우주선은 우주로 갈 때 탑승했던 소유스 TMA-12호 우주선이 아닌 지난해 10월 발사돼 ISS에 도킹돼 있던 TMA-11호 우주선이다. 전체 귀환과정은 약 3시간 23분이 소요된다. 이 씨 등 우주인이 TMA-11 우주선에 탑승한 뒤 ISS로부터 분리되면서 귀환은 시작된다. 약 350㎞ 상공에 있는 ISS로부터 소유스 우주선을 붙잡고 있는 후크와 걸쇠(latch)들이 개방되면서 도킹 분리가 시작되고 초당 약 10㎝의 속도로 물리적 분리가 이뤄진다. 이후 ISS로부터 20m 정도 떨어졌을 때 약 15초간 엔진을 점화해 거리를 더욱 벌린다. 이후 ISS로부터 약 19.2㎞ 떨어졌을 때 TMA-11 우주선은 4분21초간 궤도이탈을 위한 엔진을 점화해 지구로 하강하게 된다. 이때가 소유스 우주선이 착륙하기 54분 전이다. ISS와의 도킹해제 후 2시간 57분(착륙 26분 전)이 지나면 TMA-11 우주선은 궤도선과 기계ㆍ추진선 등의 다른 모듈과 분리된 후 우주인이 탑승한 귀환캡슐만 지구로 향하게 된다. 분리된 다른 모듈들은 대기권을 통과하면서 마찰열로 모두 불타버리게 된다. 모듈분리 후 약 3분이 지나면 귀환캡슐은 지상 122㎞ 상공까지 하강하고 착륙까지는 23분 만이 남는다. 다시 8분이 지난 착륙 15분 전까지 귀환캡슐은 초속 230㎧의 속도로 지상 10㎞ 높이까지 하강하며 컴퓨터 자동조정에 의해 낙하산을 펼치게 된다. 먼저 2개의 보조 낙하산이 펼쳐진다. 보조 낙하산은 펼쳤을 때 24㎡ 크기의 대형 낙하산으로 약 16초 만에 귀환캡슐의 하강속도를 초속 80㎧로 낮춰주게 된다. 이 보조 낙하산은 귀환캡슐이 수직이 아닌 지면으로부터 약 30도 각도로 하강해 하강충격을 최소화하도록 해준다. 보조 낙하산이 분리되고 주 낙하산이 펼쳐지면 귀환캡슐의 하강속도는 다시 초속 7㎧ 수준으로 낮아지게 된다. 주 낙하산이 펼쳐진 이후에는 귀환캡슐의 자세 제어 등을 위해 작동됐던 모든 추진기관의 작동이 종료된다. 약 5㎞ 상공에서는 귀환캡슐의 승무원이 착륙에 관한 모니터링을 시작하며 사용하고 남아 있는 여분의 연료와 추진제 등을 모두 배출한다. 지상 12m 높이가 되면 귀환캡슐의 연착륙을 위한 6개의 고체추진기관의 점화가 준비되고 지상 1m 높이에서 이 추진기관의 역추진으로 인해 귀환캡슐은 자세제어 및 하강충격을 완화하게 된다. 최종적으로 귀환캡슐은 초속 1.5㎧의 느린 속도로 카자흐스탄의 초원지대에 연착륙하게 된다. 이후 귀환캡슐 착륙지점 인근에서 대기 중인 러시아 군 헬리콥터로 구조팀이 출동해 이소연씨와 동행한 우주인들을 구조하게 된다.
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