무인 우주선을 만드는 것과 유인 우주선을 만드는 것은 전혀 다른 문제야.

그냥 좀 큰 캡슐을 만들고, 그 안에 사람이 타면 되는게 아닌가 라고 생각할 수 있지만,

우선 그 큰 캡슐부터 문제점이 생겨.

사람이 타기 때문에, 기본적으로 생명유지가 필요해.

쉽게 말해, 먹고 마시고 숨 쉴 수 있는 그런 장비가 필요한거야.

그리고 캡슐 내부의 환경은 지구의 그것처럼 만들어 줘야 했어.

또한 현재 이 캡슐이 어디에 있는지 확인해야 할 장비랑, 캡슐 안의 사람과 교신할 수 있는 무전기도 필요했어.

캡슐이 정확한 방향으로 나아갈 수 있는 추진장비와, 3차원의 공간에서 자세를 제어할 수 있는 장비도 필요하지.

게다가 이 것들을 모조리 유지시켜줄 동력원도 필요해.

그리고 이 캡슐은 사람이 타기 때문에, 완벽하게 안전한 물건이야 했지.

이륙할 때의 속도랑 중력을 견뎌야 하고,

직빵으로 쏟아지는 태양 빛과 치명적인 방사능, 아무것도 없는 진공 공간을 견딜 수 있고, 우주선 내부를 유지해야 했지.

그리고 귀환할 때의 대기권의 마찰열을 견뎌야 했어.

또한 착륙할 때도 안전하게 착륙할 수 있는 수단을 갖추고 있어야 했어.

덤으로 지상에서도 우주선이 착륙할 곳을 정확하게 파악하고, 구조대를 파견하는 수고도 아끼지 않아야 하지.

그래서 2015년 현재까지도 유인우주선을 독자적으로 만들 수 있는 국가가 현재까지 러시아, 미국, 중국 이렇게 3개 국가 밖에 안 될 정도로

매우 어려운 기술이기도 해.

(참고로 인공위성 자체 개발 기술을 보유한 국가는 우리나라를 포함하여 24개 국가-북쪽의 유사국가도 포함)

짤은 아폴로 11호의 우주 비행사인 버즈 올드린

또한 우주비행사도 그냥 지나가는 사람 아무나 데려다가 우주선 태우는 게 아니야.

우선 우주선은 공간의 제약이 심하기 때문에, 키랑 몸무게에 제한이 있어.

특히 좁았던 보스토크나 보스호드, 소유즈 우주선은 까다롭다고…(전부 소련·러시아제 ;;)

극한의 속도랑 중력을 견뎌야 하기에 강인한 신체를 소유하고 있어야 하지.

우주 공간에서 갑자기 발작이나 발병하면 안되니까 3대에 걸쳐서 유전적인 결함이나 가족력이 있으면 안돼.

좁은 우주선 안에서 홍역이라든지 독감에 걸리지 않게 항원 항체 반응도 따져 봐.

(아폴로 13호 멤버 중 한 명이 여기에 걸려서 발사 직전에 교체 되었어. 근데 아폴로 13호는…)

어떤 일이 터질지 모르는 우주선 안에서 항상 정확한 판단을 할 수 있는 냉철함도 지니고 있어야 해.

어떠한 순간이 닥치더라도 침착함을 잃지 말아야 하기 떄문에, 강철같은 멘탈을 보유해야 해.

그렇다면 한화 이글스 팬이라면 가능하겠네

게임하듯이 움직이는 게 아니라, 정확한 수치를 바탕으로 항로를 지정해야 하기 때문에, 수학과 물리학에도 능해야 했지.

만약 우주비행사가 꿈인 꼬꼬마 개드리퍼가 있다면 지금부터 준비해야겠지?

그리고 우주선을 '조종'하기 때문에 당연히 비행기를 몰아본 사람이 몰아야지.

미국의 머큐리 계획에 참여한 우주 비행사 7인의 모습

뒷줄 왼쪽 부터 앨런 셰퍼드, 거스 그리섬, 고든 쿠퍼

앞쪽 왼쪽부터 월터 시라, 디크 슬레이튼, 존 글렌, 스콧 카펜터

전부 전투기 조종사였어.

이러한 이유로 당시 미국과 소련은 우주인을 전투기 조종사들 중에서 선발했어

재미있는 점은, 미국의 경우에는 비행시간이 3000시간을 넘긴 조종사를 선택했고, 소련에는 그보다 적은 시간을 비행한 조종사를 선택했다는 거야.

다만 예외가 있다면 세계 최초의 여성 우주인이었던 발렌티나 테레시코바는 평범한 공장 노동자였는데,

선발된 이유는 체제선전+그녀의 취미였던 '낙하산 타기'였어. 왜냐면 보스토크 우주선은 착륙시 낙하산으로 탈출해야 했기 때문이야.

그리고 보스토크 우주선 자체가 자동으로 조종되는 방식이었기 때문에, 별다른 조종술이 필요 없었다고 해.

그래서 초기 소련의 우주비행사들의 미국인에 비해서 비행시간이 적었던거고.

ISS로 간 우주먹튀 리처드 개리엇

요즘이야 뭐 우주에 용무(과학적 목적이든 기술적 목적이든)가 있거나, 돈만 내면 다녀올 수 있지만

(전자의 경우는 영화 '그래비티'의 주인공, 후자의 경우에는 리처드 개리엇)

그래도 위의 신체조건은 하나도 빠짐 없이 다 체크한다고…

존 F 케네디 대통령의 달탐사 계획이 발표된 이후에,

NASA의 과학자와 공학자들은 스스로를 갈아가면서 인간이 달에 갈 수 있게 하기 위한 계획을 수립하지.

그리고 우주선을 제작하는 노스 아메리카와 그루먼 사의 공학자들도 스스로를 갈아가면서 우주선을 개발하기 시작해.

(노스 아메리카는 아폴로 우주선의 사령선과 기계선을, 그루먼은 달 착륙선을 개발했어)

기존의 머큐리 우주선이나 제미니 우주선과는 다르게, 

세 사람이 최장 2주간 탑승이 가능해야 하는 아폴로 우주선이었기에 더욱 더 신경써서 만들었지.

아폴로 계획 당시 달로 가는 방안의 개념도

왼쪽부터 직접 다녀오기, 지구 궤도 랑데부, 달 궤도 랑데부

EOR 방식의 설명도

또한 당초 계획은 지구 궤도 랑데부 방식(EOR)이라고 해서, 지구 궤도에서 달 탐사선을 조립해서 달로 향하는 방식으로 추진했다가 

실제 아폴로 11호의 궤도. 파란 색이 달로 간 여정, 노란 색이 지구로 귀환한 여정.

달 착륙에만 쓰이는 우주선과, 달과 지구를 왕복할 수 있는 우주선을 동시에 올린 뒤에,

달 착륙선을 하강시켰다가 귀환시키는 달 궤도 랑데부 방식(LOR)으로 바꿔.

처음 LOR을 주장한 존. C 후볼트가 1962년에 LOR에 대해서 설명하는 짤

재미있는 사실은 위의 LOR가 처음 등장한 시기는 1961년인데,

당시 미국에서는 랑데부는 고사하고 지구 궤도를 돈 우주비행사 조차 없었다는 거야.

탑승한 우주비행사는 왼쪽부터 에드 화이트, 거스 그리섬 그리고 로저 채피였어.

거스 그리섬은 공군출신으로 미국인 중에서 두 번째 우주 비행사가 된 사람이고,

에드 화이트도 공군출신이었고, 미국인 최초로 우주 유영을 한 사람이었어.

로저 채피는 이번 미션이 첫 미션이었지만, 우주비행사로 선발된 사람 중에 한 사람이었고, 해군 시절에 U-2 정찰기를 몰았다고 해.

훈련은 발사시 해야 할 것들을 테스트 하는 거였어.

하지만 통신 기기가 자주 고장나서 훈련은 자주 중단 되었어.

오후 6시 31분.

관제실에 다급한 외침이 들려.

불이야!

이 당시에 회선은 로저 채피의 것만 열려있었기 때문에, 그의 목소리로 추정하고 있어.

캡슐을 향하고 있었던 카메라로 중계되던 우주선의 모습을 관제소의 인원들이 지켜보고 있었는데,

화면에 비친 아폴로 우주선의 해치에 난 작은 창 너머에서는 다급하게 움직이는 팔과 활활 타오르는 불길이 보였지.

기술자들이 급하게 캡슐 쪽으로 달려갔지만,

안타깝게도 해치는 열리지 않았고 그 안에 있었던 세 명의 우주인은 불귀의 객이 되었어.

기술자들이 6분 뒤에야 해치를 열었고, 그 안에서는 당시 불길이 얼마나 거셌는지 말해주는 상황이 펼쳐져 있었지.

사건 이후에 모든 관련인들은 이 사건에 매달려서, 진상조사를 했어.

1967년 1월 28일 경향신문 헤드라인 (네이버 뉴스 라이브러리 참조)

우선 해치가 열리지 않았던 이유는 안타깝게도, 거스 그리섬의 경험이 한 몫 했어.

저번 편에서 언급했지만, 거스 그리섬은 리버티 벨 7호를 타고 탄도 비행을 하고 귀환했을 때,

머큐리 우주 캡슐이 바다에 착수한 뒤에 해치가 너무 빨리 열린 거였어.

해치는 소량의 폭약을 내장하고 있었고, 이 폭약이 터져서 해치가 열릴 수 있게 했는데,

이 폭약을 제어하는 기폭장치가 오작동을 일으킨거야.

그래서 너무 일찍 열린 해치를 통해서 우주 캡슐 안으로 바닷물이 쏟아져 들어오고,

거스 그리섬은 이 때문에 탈출하지 못할 뻔 했어.

다행히도 그는 탈출에 성공했지.

처음에는 거스 그리섬이 작동시킨 걸로 추측했지만,

다른 캡슐로 실험한 결과 오작동이 있었던 것이 확인 돼.

훗날 아폴로 우주선이 개발에 착수 했을 때,

노스 아메리카에서는 아폴로 우주선에도 폭발볼트를 장착할 것을 제안했어.

하지만 나사에서는 그리섬의 사례를 들어서 반대를 한거야.

아폴로 1호의 해치. 2중으로 되어 있었고, 안의 해치는 안으로 열리게 되어 있어.

이를 받아들인 노스 아메리카 사는 해치 안에 폭발 볼트는 제거하고, 해치의 개폐를 수동으로 작동하게 한거야..

하지만 화재라는 상황 앞에서 수동으로 열리는 해치는 큰 장애물이었지.

더욱이 훗날 진상조사 당시에 정상적인 환경에서 해치의 개폐시간을 측정했는데 그 시간이 90초나 되었어.

왜냐하면 안으로 열리는 문이 열리게 하려면 외부의 기압과 내부의 기압이 동일해야 문이 열을 수 있었기 때문이야.

하지만 일초가 급한 상황에서 90초는 그야말로 긴 시간인거지.

또한 우주선의 공기 구성도 비극의 한 이유가 되었지.

사고 후의 아폴로 1호 모습.

캡슐 바깥도 검게 그을린 것으로 당시 화재가 얼마나 심했는지 알 수 있어.

사고 당시에 아폴로 우주선의 공기 구성은 산소 만으로 이루어져 있었어.

(참고로 일반적인 대기 구성은 질소 78%, 산소 20%, 나머지는 아르곤이나 이산화탄소)게다가 기압도 일반 대기보다 높았지.

그럼 왜 산소를 빵빵하게 우주선에 주입시켰을까?

일단 일반적으로 우리가 숨쉬는 공기에 비해서 순산소는 압력이 낮아. 그렇기 때문에 저 기압 상태에서 적게 부풀어 오른다는 소리지.

이는 우주선의 형상을 유지시키기 위해서 벽이 두꺼울 필요가 없다는 소리야. 두꺼울 필요가 없다는건, 우주선이 그만큼 가벼워진다는 소리지.

우주선이 가벼워진다는건, 같은 연료를 사용해서 더 멀리 날아갈 수 있거나, 좀 더 많은 기재를 실을 수 있다는 소리야.

사실 우주 개발 초기의 미국에게는 무거운 페이로드를 궤도로 보낼 로켓이 부족했기에,

경량화에 목숨을 걸었던거야.

그리고 나사에서는 고농도의 질소가 혼합이 된 상태에서 가압시에 압력차이로 인해서, 

우주 비행사들에게 잠수병이 생길우려가 있다는 이유로 질소 혼입을 반대했던거야.

나사는 머큐리 계획부터 우주선 내부 상태를 순산소로 만들어서 아무 탈 없이 잘 써왔기 때문에

아폴로 캡슐에도 순산소로 가압을 시킨 환경을 선택했던거지.

참고로 당시 소련은 질소랑 산소가 8:2였고,

현재 소유즈 우주선은 질소랑 산소가 6:4,

국제 우주 정거장 ISS는 그 비율이 78:22라고 해.

산소는 연소의 3대 요소 중에 하나야.

이러한 산소가 가득 차 있었다는 것은 작은 스파크 하나 만으로도 불이 날 수 있다는 것을 의미하지.

그랬기 때문에 우주선 내부에는 화재가 날만한 요소가 없었어야 했지.

그런데, 나사에서는 순 산소 환경에서는 상황이 전혀 달라질 수 있다는 사실을 간과했어.

그리고 조심해도 부족했겠지만, 우주선에 나일론 같은 불이 붙기 쉬운 합성섬유를 잔뜩 쓰기까지 했어.

그 댓가는 참혹했지.

직접적인 화재원인은, 스위치 배선 중에서 벗겨진 배선에 전기가 흐르면서 스파크가 생기고,

하필이면 이 스파크가 가연성 소재에 떨어지면서 화재가 일어난걸로 추측하고 있어.

사고 이후로 아폴로의 모든 유인 미션은 잠정적으로 중단되었고,

우주선을 다시 점검해야 했어.

덤으로 상원까지 가서 청문회도 받아야 했지.

국민의 혈세가 대규모로 투입된 우주 탐사가 하기도 전에 사고가 났으니까 말이야.

나사에서는 우주선을 대폭 수정해야 했지.

짤은 아폴로 14호 캡슐인데, 왜 표면이 갈색이냐면… 지구권으로 재 진입할 때 그을려서 그런거야.

해치를 열기 쉽게 수정해야 했고,

(윗 짤에서처럼 2중 해치를 하나로 줄이고, 밖으로 열리게 함)

우주복과 사령선 내부에서 모든 가연성 소재를 치워야 했지.

(우주복 소재는 나일론에서 유리 섬유로 바꾸고)

우주선 내의 전기 배선을 절연체로 씌우고, 1,407개의 배선을 수정해야 했어.

우주선의 공기 구성도 지상에서는 순 산소 환경 대신에 질소를 섞었다가,(질소랑 산소의 비율은 6:4)

우주 궤도로 나가게 되면 순 산소로 바꾸게 해.

기압도 일정 이상 넘어가지 않게 조치하고.

지금은 폐간된 잡지인 라이프 잡지의 1967년 2월 10일의 표지

아폴로 1호 사고의 희생자들의 장례식 사진.

거스 그리섬과 로저 채피는 앨링턴 국립묘지에,

에드 화이트는 웨스트 포인트 사관학교에 안장되었어.

그리고 사고가 났던 케이프 커내버럴의 34번 발사대는 아폴로 7호까지 발사한 이후에 폐쇄되고

아폴로 1호의 희생자들을 기리는 추모비가 세워져

그리고 이 사건의 유가족들을 달래기 위해서, 이 미션을 기존의 AS-204에서 아폴로 1호로 개명하게 돼.

다음 편에 계속…