우주 비행

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우주 비행(또는 우주 비행)은 우주 비행사들이 사람이 탑승하거나 탑승하지 않아도 우주선을 타고 우주로 또는 통과하기 위한 응용 프로그램입니다.대부분의 우주 비행은 미완성이고 주로 지구 궤도에 있는 인공위성과 같은 우주선에 의해 수행되지만, 지구 궤도를 벗어난 비행을 위한 우주 탐사선도 포함되어 있다.이러한 우주 비행은 텔레로보틱 또는 자율 제어에 의해 작동한다.더 복잡한 인간 우주 비행은 첫 번째 궤도 위성 이후 곧 추구되어 왔으며 특히 우주 정거장의 사용과 함께 달과 지구 주변의 영구적인 인간 존재에 도달했다.인간 우주 비행 프로그램에는 소유즈, 선저우, 과거 아폴로 달 착륙, 그리고 우주 왕복선 프로그램이 포함되며, 현재 중국의 톈궁 우주 정거장이 건설 중인 동안 국제 우주 정거장이 인간 우주 비행 임무의 주요 목적지로 사용되고 있다.

우주 비행은 지구 궤도 통신 위성, 정찰 위성, 지구 관측 위성뿐만 아니라 우주 관측소나 우주 탐사선 같은 우주 탐험이나 심지어 우주 관광에도 사용된다.

우주 비행은 중력의 힘을 극복하고 지구 표면에서 우주선을 추진하기 위한 초기 추진력을 제공하는 로켓 발사에 의해 전통적으로 다양한 종류의 발사 시스템으로 달성될 수 있다.일단 우주에 도착하면, 우주선이 추진되지 않을 때와 추진될 때 모두, 우주 역학이라고 불리는 연구 영역에서 다루어진다.

일부 우주선은 실질적으로 무한정 우주에 남아 있는데, 이것은 빛 공해와 우주 비행의 위험인 우주 쓰레기의 형태로 우주 오염 문제를 야기했다.그렇지 않으면 우주선은 대기권 재진입에 의해 정지되고, 분해되거나, 그렇지 않을 경우 재진입은 대부분 착륙이나 충돌에 의해 안전하게 표면에 도달하도록 제어되며, 종종 해양 우주선 공동묘지에 버려진다.이와 같이 우주선은 일부 우주 교통 관리의 대상이 되어 왔다.

용어.

우주로 또는 우주를 통과하는 비행을 가리키는 몇 가지 용어가 있다.

우주 임무는 목표를 달성하기 위한 우주 비행을 말한다.우주 임무의 목적은 우주 탐사, 우주 연구, 그리고 우주 비행에서의 국가 최초를 포함할 수 있다.

우주 수송은 우주 공간으로 사람이나 화물을 운반하기 위해 우주선을 이용하는 것이다.여기에는 인간 우주 비행과 화물 우주선 비행이 포함될 수 있다.

역사

주요 기사:우주 비행의 역사
시간별 가이드는 우주 비행 연대표를 참조하십시오.

로켓을 이용한 우주 여행의 첫 번째 이론적 제안은 1861년 스코틀랜드 천문학자이자 수학자인 윌리엄 리치에 의해 에세이 "우주 여행"[1]에서 발표되었습니다.(러시아 밖에서는 널리 알려지지 않았지만) 더 잘 알려진 것은 콘스탄틴 치올코프스키의 작품인 "우주적 반작용에 의한 우주 탐험"이다.

우주 비행은 1919년 로버트 H. 고다드의 논문 '극한 고도에 도달하는 방법'의 발표로 공학적 가능성이 되었다.액체 연료 로켓에 드 라발 노즐을 적용함으로써 행성 간 이동이 가능해질 정도로 효율이 향상되었다.그는 또한 로켓이 우주의 [specify]진공상태에서 작동할 수 있다는 것을 실험실에서 증명했다. 그럼에도 불구하고, 그의 연구는 대중들에 의해 심각하게 받아들여지지 않았다.제1차 세계대전에서 로켓 추진 무기의 육군 계약을 따내려는 그의 시도는 1918년 11월 11일 독일과의 휴전에 의해 좌절되었다.민간 재정 지원과 함께 그는 1926년 액체 연료 로켓을 최초로 발사했다.Goddard의 논문은 그의 분야에서 국제적으로 매우 영향력이 있었다.

Opel RAK.1 - 1929년 9월 30일 세계 최초의 로켓 비행기의 공중 유인 비행.

세계 최초의 대규모 실험 로켓 프로그램은 1920년대 후반 프리츠 폰 오펠과 막스 발리에가 이끄는 오펠 RAK로, 최초의 유인 로켓 자동차와 로켓 [2]비행기가 탄생하면서 1950년부터 미국과 소련의 활동이 시작되었다.오펠 RAK[4] 프로그램과 지상 및 항공기의 화려한 공개 시연은 소위 "로켓 럼블"[5]이라고 불리는 세계적인 대중의 관심을 불러일으켰을 뿐만 아니라, 다음과 같은 미래의 우주 비행 선구자들에게 큰 장기적인 영향을 끼쳤습니다.베르너 폰 브라운

제2차 세계대전 중 최초의 유도 로켓인 V-2는 나치 독일에 의해 개발되어 무기로 사용되었다.1944년 6월 시험 비행에서 그러한 로켓 하나가 189킬로미터(102해리)의 고도에서 우주에 도달하여 [6]인류 역사상 최초의 물체가 되었다.제2차 세계대전 말, 베르너 폰 브라운 단장을 포함한 V-2 로켓 팀의 대부분은 미국에 투항하여 육군 탄도 미사일국이 된 곳에서 미국 미사일 관련 일을 하기 위해 국외로 추방되었고, 주노 1호와 아틀라스 같은 미사일을 생산하였다.

당시 조셉 스탈린이 이끄는 소련은 미국 폭격기에 대한 대응책으로 핵무기를 탑재할 대륙간탄도미사일을 개발하고 있었다.세르게이 코롤레프에게 영향을 준 티올코프스키가 1957년 10월 4일 R-7 세묘르카 미사일의 파생형 로켓이 세계 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 발사했고,[7] 이후 1961년 4월 12일 보스토크 1호의 유리 가가린이 지구 궤도를 도는 데 사용되었다.

최초의 미국 인공위성은 1958년 2월 1일 발사된 익스플로러 1호였고, 궤도에 오른 최초의 미국인은 1962년 2월 20일 우정 7호에서 존 글렌이 되었다.마셜 우주 비행 센터의 소장으로서, 폰 브라운은 미국이 1969년 7월 달에 그리고 아폴로 11호에 최초의 두 인간 닐 암스트롱과 버즈 올드린을 보낼 수 있게 해준 새턴이라고 불리는 더 큰 종류의 로켓 개발을 감독했다.동시에, 소련은 비밀리에 인간을 달에 착륙시킬 수 있는 능력을 주기 위해 N1 로켓을 개발하려 했지만 실패했다.

우주 비행은 다양한 목적을 위해 인공위성을 지구 궤도에 올려놓기 위해 널리 사용되어 왔으며, 달 너머로 우주를 탐험하는 무인 우주선을 보내고, 살류트 프로그램에서 국제 우주 정거장까지 일련의 우주 정거장과 함께 우주에 계속적으로 승무원을 배치하기 위해 사용되어 왔다.

단계

시작하다

주요 기사: 우주발사

로켓은 현재 궤도나 그 너머에 도달할 수 있는 유일한 수단이다.다른 비로켓 우주발사 기술은 아직 개발되지 않았거나 궤도 속도에 미치지 못하고 있다.보통 우주 비행을 위한 로켓 발사는 수직 로켓 발사를 위한 발사 단지와 발사대, 그리고 항공모함 비행기와 날개 달린 우주선의 이착륙을 위한 활주로를 갖춘 우주 기지에서 시작된다.우주 포트는 소음과 안전상의 이유로 사람이 사는 곳에서 멀리 떨어져 있다.ICBM은 다양한 특수 발사 시설을 갖추고 있다.

실행은 종종 특정 실행 시간대로 제한됩니다.이 창문은 발사 지점과 상대적인 천체의 위치와 궤도에 따라 달라집니다.가장 큰 영향은 종종 지구의 자전이다.일단 발사되면, 궤도는 보통 지구의 축에 대해 고정된 각도로 비교적 일정한 평면 내에 위치하고 지구는 이 궤도 안에서 회전한다.

발사대는 공중 수송 차량을 급파하기 위해 설계된 고정 구조물이다.그것은 일반적으로 발사탑과 화염 참호로 구성되어 있다.그것은 발사체를 세우고, 연료를 공급하고, 유지하는 데 사용되는 장비로 둘러싸여 있다.발사 전, 로켓의 무게는 수백 톤이 될 수 있다.STS-1에 실린 우주왕복선 컬럼비아호는 이륙 당시 무게가 2,030톤(4,480,000파운드)이었다.

도달 공간

가장 일반적으로 사용되는 우주 공간의 정의는 지구 표면에서 100km(62mi) 위에 있는 카르만 선 너머의 모든 것이다.미국은 때때로 우주 공간을 고도가 50마일(80km)을 넘는 모든 것으로 정의한다.

로켓 엔진은 현재 우주에 도달하는 유일한 실용적인 수단이다.기존의 비행기 엔진은 산소 부족으로 인해 우주에 도달할 수 없다.로켓 엔진은 궤도에 도달하기에 충분한 델타-v(속도 변화)를 생성하는 전진 추력을 제공하기 위해 추진체를 배출한다.

승무원 발사 시스템의 경우 비상 시 우주비행사들이 탈출할 수 있도록 발사 탈출 시스템이 자주 장착되어 있습니다.

대체 수단

주요 기사: 비로켓 우주발사

로켓 엔진 외에 우주에 도달할 수 있는 많은 방법들이 제안되어 왔다.우주 엘리베이터와 같은 아이디어와 로토베이터나 스카이훅과 같은 운동량 교환 테더에는 현재 알려진 것보다 훨씬 더 강력한 새로운 재료가 필요합니다.발사 루프와 같은 전자파 발사기는 현재 기술로는 가능할 수 있다.다른 아이디어로는 반응 엔진 스카이론(현재 초기 개발 단계), 스크램젯 동력 우주선, RBCC 동력 우주선 등이 있다.화물에 대한 총기 발사가 제안되었다.

궤도 이탈

주요 기사:탈출 속도 및 주차 궤도
1959년에 발사된 루나 1호는 지구로부터의 탈출 속도를 달성한 최초의 인공 물체였다.[8]

달과 행성 간 항해에 있어서 폐쇄 궤도를 달성하는 것은 필수적이지 않다.초기 소련의 우주선은 궤도에 오르지 않고도 매우 높은 고도를 성공적으로 달성했다.NASA는 아폴로호의 임무를 달 궤도로 직접 발사하는 것을 고려했지만, 우선 임시 주차 궤도로 진입한 후 달 [9]궤도에서 몇 개의 궤도에 별도의 분사를 수행하는 전략을 채택했다.

주차 궤도 접근은 몇 가지 중요한 방법으로 아폴로 임무 계획을 크게 단순화시켰다.그것은 "시간 완충제" 역할을 했고 허용 발사 기간을 상당히 넓혔다.주차 궤도는 승무원들과 관제사들이 달까지 [9]긴 여행을 하기 전에 발사 스트레스 후 우주선을 철저히 점검할 수 있는 몇 시간을 주었다.

아폴로호의 임무는 주차 궤도의 고도를 가능한 낮게 유지함으로써 성능 저하를 최소화했다.예를 들어, 아폴로 15호는 비정상적으로 낮은 92.5nmi × 91.5nmi (171.3km × 169.5km)의 주차 궤도를 [10]사용했는데, 이는 지구 대기와의 마찰로 인해 오래 지속 가능하지 않지만, 승무원들은 S-IVB 3단계에 재점화를 하기 전에 3시간 밖에 걸리지 않았다.

로봇 임무는 중단 능력이나 방사선 최소화를 요구하지 않으며, 현대의 발사대는 일상적으로 "즉시" 발사 창을 충족하기 때문에, 달과 다른 행성으로 가는 우주 탐사선은 성능을 극대화하기 위해 일반적으로 직접 주입을 사용한다.일부는 발사 시퀀스 중에 잠깐 동안 하강할 수 있지만, 그것들은 지구 탈출 궤도로 그들을 주입하는 연소 전에 하나 이상의 완전한 주차 궤도를 완성하지 못한다.

천체로부터의 탈출 속도는 그 물체 위의 고도에 따라 감소한다.하지만, 우주선이 연료를 최대한 지면에 가깝게 태우는 것이 연료 효율이 더 높습니다. Overth 효과와 [11]참조를 참조하십시오.이는 주차 궤도의 안전한 근지점 설정과 관련된 성능 불이익을 설명하는 또 다른 방법입니다.

천체역학

주요 기사:궤도 역학

우주 역학이란 우주선의 궤적을 연구하는 학문으로, 특히 중력과 추진 효과와 관련이 있다.우주 역학은 우주선이 무리한 추진제 사용 없이 정확한 시간에 목적지에 도착할 수 있게 해준다.궤도를 유지하거나 변경하기 위해 궤도 조종 시스템이 필요할 수 있다.

비로켓 궤도 추진 방법에는 태양 돛, 자기 돛, 플라즈마 버블 자기 시스템 및 중력 새총 효과를 사용하는 방법이 있습니다.

셔틀 재진입 시 이온화 가스 흔적
C-119 비행기로 디스커버 14 귀환 캡슐 회수

전달 에너지

"전달에너지"란 로켓단이 탑재체에 부여하는 에너지의 총량을 말한다.이는 발사체의 1단이 상부 스테이지 플러스 페이로드 또는 상부 스테이지 또는 우주선 [12][13]킥 모터에 의해 우주선에 전달되는 에너지일 수 있다.

우주정거장 도착

주요 기사: 우주 랑데부 및 우주선의 도킹 및 착륙

우주 정거장을 향해 도달하기 위해, 우주선은 같은 궤도에 도착해야 하고 매우 가까운 거리(예: 시각적 접촉 범위)에 접근해야 한다.이것은 우주 랑데부라고 불리는 일련의 궤도 기동에 의해 이루어집니다.

우주정거장과의 랑데비 후, 우주선은 우주정거장과 도킹하거나 정박한다.도킹은 두 개의 분리된 자유 비행 [14][15][16][17]우주선이 결합하는 것을 의미하며, 정지는 로봇 [14][16][17]팔을 사용하여 비활성 우주선을 다른 우주선의 접합 인터페이스에 배치하는 결합 작업을 의미합니다.

재진입

주요 기사:대기권 재진입

궤도상의 자동차는 많은 양의 운동 에너지를 가지고 있다.차량이 대기 중에 증발하지 않고 안전하게 착륙하려면 이 에너지를 폐기해야 합니다.일반적으로 이 프로세스에는 공기역학적 가열로부터 보호하기 위한 특별한 방법이 필요합니다.재진입에 대한 이론은 해리 줄리안 알렌에 의해 개발되었다.이 이론에 따르면 재진입 차량은 재진입을 위해 대기에 둔탁한 형태를 보인다.뭉툭한 모양은 운동 에너지의 1% 미만이 차량에 도달하는 열로 끝나고 나머지는 대기를 가열하는 것을 의미합니다.

착륙 및 복구

수성, 제미니, 아폴로 캡슐은 모두 바다에 떨어졌다.이 캡슐들은 낙하산의 도움으로 비교적 느린 속도로 착륙하도록 설계되었다.소유즈를 위한 소련/러시아 캡슐은 육지에 착륙하기 위해 큰 낙하산과 제동 로켓을 사용한다.우주왕복선 같은 우주선들은 글라이더처럼 착륙한다.

성공적으로 착륙한 후 우주선, 탑승자 및 화물을 회수할 수 있습니다.어떤 경우에는 착륙하기 전에 회복이 일어나기도 한다. 우주선이 낙하산을 타고 하강하는 동안 특수 설계된 항공기에 포착될 수 있다.이 공중 회수 기술은 코로나 스파이 위성으로부터 필름통을 회수하는 데 사용되었다.

종류들

미완성

상세 정보:무인 우주선 및 로봇 우주선
소저너는 화성에 있는 요기 암석의 알파 입자 X선 분광계 측정을 한다.
머큐리의 메신저 우주선(예술가의 해석)

미완성 우주 비행은 인간이 우주에 존재하지 않는 모든 우주 비행 활동이다.여기에는 모든 우주 탐사선, 위성, 로봇 우주선 및 임무가 포함됩니다.무인 우주 비행은 보통 인간 우주 비행이라고 불리는 승무원 우주 비행의 반대이다.미완성 우주 비행의 하위 범주는 "로봇 우주선"과 "로봇 우주 임무"이다.로봇 우주선은 사람이 탑승하지 않은 무인 우주선이며, 보통 원격 조종을 받는다.헬리콥터와 같은 경우에, 우주선은 짧은 [18]시간 동안 자율적으로 행동해야 할 수도 있다.과학 연구를 위해 고안된 로봇 우주선은 종종 우주 탐사선이라고 불린다.

미사용 우주 임무는 원격 조종 우주선을 사용한다.최초의 무인 우주 임무는 1957년 10월 4일 지구 궤도를 돌기 위해 발사된 스푸트니크였다.인간이 탑승하지 않은 다른 동물들이 탑승하는 우주 임무는 미완성 임무로 간주됩니다.


혜택들

많은 우주 임무들은 낮은 비용과 낮은 위험 요소 때문에 승무원 작업보다는 원격 조종에 더 적합하다.게다가, 금성이나 목성 근처와 같은 몇몇 행성들의 목적지는 현재의 기술로 볼 때 인간의 생존에 너무 적대적이다.토성, 천왕성, 해왕성과 같은 외부 행성은 현재의 유인 우주 비행 기술로는 도달하기엔 너무 멀기 때문에 원격 탐사선이 그것들을 탐사할 수 있는 유일한 방법이다.텔레로보틱스는 우주선을 살균할 수 있어 지구 미생물에 오염되기 쉬운 지역도 탐사할 수 있다.인간은 수많은 미생물과 공존하기 때문에 우주선과 같은 방식으로 살균될 수 없고, 이 미생물들 또한 우주선이나 우주복 안에 담기 어렵다.

텔레로보틱스는 인간이 실시간으로 우주선을 조종할 수 있을 정도로 시간 지연이 짧을 때 텔레프레젠스가 된다.달의 광속 지연은 지구에서 원격 존재 탐사하기에는 너무 멀다.L1과 L2의 위치에서는 400밀리초의 라운드 트립 지연이 허용되며, 이는 텔레프레젠스 동작에 매우 근접합니다.텔레프레젠스는 또한 지구에서 지구 궤도에 있는 위성을 수리하는 방법으로 제안되었다.2012년 탐사 텔레로보틱스 심포지엄에서는 이러한 [19]주제와 다른 주제를 다루었습니다.

★★★

주요 기사:인간 우주 비행
ISS 승무원은 샘플을 보관한다.

최초의 인간 우주 비행은 1961년 4월 12일 보스토크 1호였는데, 소련 우주 비행사 유리 가가린은 그 위에서 지구를 한 바퀴 돌았다.소련 공식 문서에는 가가린이 마지막 7마일을 [20]낙하산 투하했다는 사실에 대한 언급이 없다.2020년 현재, 인간 우주 비행에 정기적으로 사용되는 유일한 우주선은 소유즈, 선저우, 크루 드래곤이다.미국 우주왕복선 함대는 1981년 4월부터 2011년 7월까지 운영되었다.SpaceShipOne은 두 번의 인간 아궤도 우주 비행을 수행했다.

주요 기사: 준궤도 우주 비행
X-15는 100km(62mi) 상공을 두 차례 비행했으며 두 비행 모두 조 워커(우주인)가 조종했다.

준궤도 우주 비행에서 우주선은 우주에 도달한 후 (주로) 탄도 궤적을 따라 대기권으로 돌아간다.이것은 보통 불충분한 특정한 궤도 에너지 때문에 발생하는데, 이 경우 아궤도 비행은 몇 분밖에 지속되지 않지만, 궤도에 충분한 에너지를 가진 물체가 지구의 대기를 가로지르는 궤적을 갖는 것도 가능하다. 때로는 몇 시간 후에.파이어니어 1호는 달에 도달하기 위한 나사의 첫 우주 탐사선이었다.부분적인 고장으로 인해 그것은 발사 43시간 만에 지구 대기권에 재진입하기 전에 113,854 킬로미터 (70,746 mi)의 고도까지 준궤도 궤적을 따라갔다.

가장 일반적으로 인식되는 우주의 경계는 해발 100km(62mi)의 카르만 선이다. (NASA는 우주비행사를 해발 80km(50mi) 이상 비행한 사람으로 정의한다.)일반적으로 카르만 선을 통과하는 데 필요한 위치 에너지의 증가가 지구 최저 궤도(카르만 선 바로 위의 원형 궤도)에 필요한 궤도 에너지(전위 + 운동 에너지)의 약 3%에 불과하다는 것은 일반에 의해 인식되지 않는다.즉, 우주에 머무는 것보다 우주에 도달하는 것이 훨씬 더 쉽다.2004년 5월 17일, 민간 우주 탐사팀은 최초의 아마추어 우주 비행인 아궤도 비행으로 GoFast 로켓을 발사했다.2004년 6월 21일, SpaceShipOne은 최초의 개인 자금 지원 우주 비행을 위해 사용되었다.

투 포인트

포인트 투 포인트 또는 지구 대 지구 교통은 우주선이 두 개의 지상 [21]위치 간에 빠른 운송을 제공하는 준궤도 우주 비행의 범주이다.보통 20시간 이상 걸리는 런던-시드니 간 재래식 항공 노선은 [22]1시간 이내에 횡단할 수 있다.오늘날에는 이런 종류의 교통수단을 제공하는 회사가 없지만, 스페이스X는 스타쉽을 이용하여 이르면 2020년대에 그렇게 할 계획을 밝혔다.대륙간 거리를 비행하는 아궤도 우주 비행은 지구 [23]저궤도에 도달하는 데 필요한 속도보다 조금 더 낮은 속도를 필요로 한다.로켓을 사용한다면, 탑재체 대비 로켓의 크기는 대륙간탄도미사일(ICBM)과 유사하다. 대륙간 우주 비행은 궤도 비행과 거의 같은 크기의 대기권 재진입 시 발열 문제를 극복해야 한다.

★★★

주요 기사:궤도 우주 비행

최소 궤도 우주 비행은 최소 준궤도 비행보다 훨씬 더 높은 속도를 필요로 하므로 기술적으로 훨씬 더 달성하기 어렵다.궤도 우주 비행을 달성하기 위해서는 지구 주변의 접선 속도가 고도만큼 중요하다.우주에서 안정적이고 지속적인 비행을 하기 위해, 우주선은 닫힌 궤도에 필요한 최소 궤도 속도에 도달해야 한다.

★★★★

주요 기사:행성간 우주 비행 및 행성간 임무

행성간 우주 비행은 단일 행성계 내의 행성들 사이를 비행하는 것이다.실제로, 이 용어의 사용은 우리 태양계의 행성들 사이를 이동하는 데 한정된다.미래의 유인 행성간 우주 비행 계획은 종종 나사의 Constellation 프로그램과 러시아의 Kliper/Parom 탠덤과 같은 지구 궤도에서 최종적인 우주선 조립을 포함합니다.

주요 기사:성간 여행

'뉴 호라이즌스'는 태양계를 떠나는 탈출 궤도에 오른 다섯 번째 우주선이다.보이저 1, 보이저 2, 파이오니어 10, 파이오니어 11이 초기 모델이다.태양에서 가장 멀리 있는 것은 보이저 1호로, 100AU 이상 떨어져 있으며 매년 [24]3.6AU의 속도로 움직이고 있다.이에 비해 태양 외에 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리는 267,000AU 떨어져 있습니다.보이저 1호가 이 거리에 도달하는 데는 74,000년 이상이 걸릴 것이다.핵 펄스 추진과 같은 다른 기술을 사용하는 차량 설계는 가장 가까운 별에 훨씬 더 빨리 도달할 수 있을 것이다.인간 성간 우주 비행을 가능하게 할 수 있는 또 다른 가능성은 시간 연장을 이용하는 것이다. 왜냐하면 이것은 빠른 속도로 움직이는 우주선의 승객들이 매우 적은 시간 동안 미래로 더 멀리 여행하는 것을 가능하게 할 것이기 때문이다. 이는 그들의 빠른 속도가 탑승 시간의 통과 속도를 늦춘다는 것이다.하지만, 그러한 고속을 달성하려면 여전히 새롭고 발전된 추진 방법을 사용해야 할 것이다.

주요 기사:은하간 이동

은하 간 여행은 은하 간 우주 비행을 포함하며, 심지어 성간 여행보다 기술적으로 훨씬 더 까다로운 것으로 여겨지며, 현재의 공학 용어로 공상 과학 소설로 여겨집니다.하지만, 이론적으로 말해서, 은하 간 이동이 불가능하다고 단정적으로 나타낼 수 있는 것은 아무것도 없다.지금까지 여러 학자들이 은하계 여행을 진지하게 [25][26][27]연구해 왔다.

주요 기사: 우주선
아폴로 달

우주선은 우주에서의 궤적을 조절할 수 있는 운송 수단이다.

최초의 '진정한 우주선'은 가끔 아폴로 달 [28]모듈이라고 불리는데, 왜냐하면 이것은 우주에서만 설계되고 작동된 유일한 승무원 우주선이기 때문이다; 그리고 그것의 공기역학적 형태가 아닌 것으로 유명하다.

주요 기사 : 우주선 추진

오늘날의 우주선은 주로 추진에 로켓을 사용하지만, 이온 구동과 같은 다른 추진 기술은 특히 무인 차량의 경우 더 흔해지고 있으며, 이것은 차량의 질량을 크게 줄이고 델타-v를 증가시킬 수 있다.

을 기동하다

주요 기사: 발사체

발사 시스템은 지구 표면에서 우주로 탑재물을 운반하는 데 사용됩니다.

★★★★★

주요 기사:소모품 발사 시스템

현재 대부분의 우주 비행은 우주에 도달하기 위해 다단계 소모성 발사 시스템을 사용합니다.

가능

주요 기사:재사용 가능한 발사 시스템

최초의 재사용 가능한 우주선인 X-15는 1963년 7월 19일 아궤도 궤도로 공중 발사되었다.1981년 4월 12일 유리 가가린의 비행 20주년 기념일에 미국이 최초로 부분적으로 재사용 가능한 궤도 우주선인 우주왕복선을 발사했다.우주왕복선 시대 동안, 6개의 궤도선이 만들어졌는데, 모두 대기권을 비행했고 5개는 우주를 비행했다.엔터프라이즈는 보잉 747의 뒷부분에서 출발하여 캘리포니아 에드워즈 AFB에서 착륙하는 접근 및 착륙 테스트에만 사용되었다.우주로 날아간 최초의 우주왕복선은 컬럼비아호였고 챌린저호, 디스커버리호, 아틀란티스호, 엔데버호가 그 뒤를 이었다.엔데버호는 1986년 1월에 잃어버린 챌린저호를 대체하기 위해 만들어졌다.콜롬비아호는 2003년 2월 재진입 중에 해체되었다.

최초의 자동 부분 재사용 가능 우주선은 1988년 11월 15일 소련이 발사한 부란(Snowstorm)으로, 비록 한 번의 비행에 그쳤다.이 우주선은 승무원을 위해 설계되었고 미국의 우주왕복선과 매우 흡사했다. 그러나 낙하 추진기는 액체 추진제를 사용했고 주 엔진은 미국 우주왕복선의 외부 탱크의 밑부분에 위치해 있었다.소련의 해체로 인해 자금 부족은 더 이상 부란의 비행을 방해했다.

우주왕복선은 주로 노후하고 비행당 10억 달러가 넘는 비싼 프로그램 비용 때문에 2011년에 퇴역했다.셔틀의 인간 수송 역할은 2020년대에 SpaceX Dragon 2와 CST-100으로 대체될 예정이다.셔틀의 중화물 수송 역할은 이제 상업용 발사체에 의해 수행된다.

Scaled Composites SpaceShipOne은 재사용 가능한 준궤도 우주 비행체로 2004년 조종사 마이크 멜빌과 브라이언 비니를 태우고 연속 비행을 하며 안사리 X상을 수상했다.우주선 회사는 후속작인 스페이스십 투를 만들었다.버진 갤럭틱이 운영하는 SpaceShipTwos는 2008년부터 유료 승객(우주 관광객)을 태우고 재사용 가능한 민간 우주 비행을 시작할 계획이었으나 추진 개발 사고로 [29]연기되었다.

스페이스X는 11기의 Orbcomm OG-2 상업 위성을 지구 [30]저궤도에 쏘아 올린 후 2015년 12월 21일 재사용 가능한 궤도 로켓 스테이지의 첫 수직 연착륙을 달성했다.

Falcon 9의 첫 번째 비행은 2017년 [31]3월 30일에 이루어졌다.SpaceX는 이제 페어링을 재사용할 목적으로 정기적으로 첫 단계를 복구하고 재사용합니다.[32]

X-15는 낙하 비행기에서 이륙한다.
우주왕복선 컬럼비아호는 미션 STS-1에서 엔진 점화 후 몇 초 후에
2004년 6월 21일 우주 비행 후 SpaceShipOne
2015년 12월 Falcon 9 20편 착륙 1단계 수직착륙

★★★★

주요 기사:인간의 우주 비행과 우주 비행이 인체에 미치는 영향

주요 기사:우주 비행 관련 사고 목록

모든 발사체는 그것의 일부가 궤도에 도달하는 데 필요한 엄청난 양의 에너지를 포함하고 있다.따라서 이 에너지가 조기에, 그리고 갑자기 방출되어 상당한 영향을 미칠 위험이 있습니다.1997년 1월 17일 델타 II 로켓이 발사된 지 13초 만에 폭발했을 때,[33] 폭발로 인해 10마일(16km) 떨어진 상점 유리창이 깨졌다는 보고가 있었다.

공간은 상당히 예측 가능한 환경이지만, 여전히 우발적인 감압과 기기의 잠재적 고장 위험이 있으며, 그 중 일부는 매우 최근에 개발되었을 수 있습니다.

2004년 네덜란드에서 국제 우주 안전 증진 협회가 설립되어 우주 시스템 [34]안전에 관한 국제 협력과 과학 발전을 도모했습니다.

★★★★★★

주요 기사:무중력
ISS에 무중력 상태로 있는 우주 비행사들.마이클 포일은 맨 앞에서 운동하는 것을 볼 수 있다.

지구 궤도를 도는 우주선이 제공하는 것과 같은 미소 중력 환경에서 인간은 "무중력"을 경험한다.미소 중력에 대한 단기 노출은 전정계의 혼란으로 인한 자기 제한적 메스꺼움인 공간 적응 증후군을 일으킨다.장기간 노출되면 여러 가지 건강 문제가 발생합니다.가장 중요한 것은 뼈의 손실이며, 그 중 일부는 영구적이지만, 미세 중력은 또한 근육과 심혈관 조직의 심각한 컨디셔닝 저하로 이어집니다.

일단 대기권 위로 올라가면, 반 앨런 벨트, 태양 복사, 우주 복사 문제로 인한 방사선이 발생하고 증가한다.지구에서 더 멀리 떨어진 곳에서, 태양 플레어는 몇 분 안에 치명적인 방사선량을 제공할 수 있고, 우주 방사선에 의한 건강 위협은 10년 이상 [35]노출되면 암에 걸릴 가능성을 크게 증가시킨다.

주요 기사: 생명 유지 시스템

인간의 우주 비행에서 생명 유지 시스템은 인간이 우주에서 생존할 수 있도록 해주는 장치들의 집합이다.NASA는 인간의 우주 비행 [36]임무를 위해 이러한 시스템을 설명할 때 종종 Environmental Control and Life Support System 또는 ECSS라는 약어를 사용합니다.생명 유지 시스템은 공기, 물 및 음식을 공급할 수 있습니다.또한 적절한 체온과 적절한 압력을 유지하고 노폐물을 처리해야 합니다.방사선 및 미세 운석 등의 유해한 외부 영향으로부터 차폐하는 것도 필요할 수 있습니다.생명 유지 시스템의 구성 요소는 생명에 매우 중요하며 안전 엔지니어링 기법을 사용하여 설계 및 구축됩니다.

주요 기사 : 우주 날씨
Aurora australis and Discovery, 1991년 5월.

우주 날씨는 우주 공간의 환경 조건을 변화시키는 개념이다.이것은 행성 대기 내의 날씨의 개념과는 다르며, 주변 플라즈마, 자기장, 방사선 및 우주의 다른 물질과 관련된 현상을 다룬다."우주 날씨는 지구와 그 기술 시스템에 영향을 미치는 우주의 상태를 설명합니다.우리의 우주 날씨는 태양의 행동, 지구 자기장의 성질, 그리고 태양계에서의 우리의 위치에 의한 결과이다."[37]

우주 날씨는 우주 탐험과 개발과 관련된 몇 가지 분야에서 깊은 영향을 미친다.지자기 조건의 변화는 지구 저궤도에서 우주선 고도를 급격히 떨어뜨리는 대기 밀도의 변화를 야기할 수 있다.태양 활동 증가로 인한 지자기 폭풍은 잠재적으로 우주선에 탑재된 센서를 실명시키거나 선내 전자 장치를 방해할 수 있습니다.우주 환경 조건에 대한 이해는 또한 승무원 우주선의 차폐 및 생명 유지 시스템을 설계하는 데 중요하다.

에 관한

주요 기사:우주 비행, 우주 잔해, 묘지 궤도 및 우주선 공동묘지가 환경에 미치는 영향

로켓의 배기 오염은 추진제 반응과 배기 위치에 따라 달라집니다.그들은 대부분 온실가스를 배출하고 때로는 독성 성분도 배출한다.특히 대기 중 고준위에서는 온실가스가 상당히 증가할 때 배출가스의 효력이 크게 [38]증가한다.많은 고체 로켓은 과염소산염이나 다른 화학물질의 형태로 염소를 가지고 있으며, 이것은 오존층에 일시적인 국소 구멍을 일으킬 수 있다.우주선이 다시 진입하면 오존층에 일시적으로 영향을 미칠 수 있는 질산염이 발생한다.대부분의 로켓은 건설 중에 환경에 영향을 미칠 수 있는 금속으로 만들어진다.우주 비행은 다른 인간 활동의 극히 일부만을 오염시키지만,[38] 승객 한 명당 계산하면 여전히 심하게 오염시킨다.

대기 영향 외에도 지구 근방의 우주 환경에도 영향이 있다.인공위성과 차량의 폭발로 인한 기하급수적으로 증가하는 우주 잔해(케슬러 증후군)로 인해 몇 세대에 걸쳐 궤도에 접근할 수 없게 될 가능성이 있다.따라서 오늘날 출시된 많은 차량은 사용 후 다시 진입할 수 있도록 설계되어 있습니다.

★★★

주요 기사 : 우주법

우주 교통 관리나 책임과 같은 광범위한 이슈는 우주 비행 규제의 이슈였다.

우주 비행에 대한 전 인류의 참여와 대표성은 우주 [39]탐험의 첫 단계부터 국제 우주법의 쟁점이다.비우주국의 권리는 어느 정도 확보됐지만 전 인류를 위한 공간 공유는 여전히 제국주의적이고 우주비행을 [39]자원으로 이해하는 것이 부족하다는 비판을 받고 있다.

프로그램

상세 정보:우주에서의 인간의 존재
이는 스카이랩 3에서 촬영한 태양의 극자외선을 보여주는 것으로, 지구의 스케일이 추가되어 있다.오른쪽에는 태양의 이미지가 헬륨 방출을 나타내고, 왼쪽에는 철로부터의 방출을 나타내는 이미지가 있습니다.우주 비행의 한 가지 응용은 지구 표면에 있기 때문에 관측을 방해받거나 더 어렵게 만드는 것이다.스카이랩에는 1970년대 초 아폴로 우주정거장을 이용한 태양 과학에 혁명을 일으킨 대규모 유인 태양 관측소가 포함되어 있었다.

및 된 우주 응용 은 다음과 같습니다.

대부분의 초기 우주 비행 개발 비용은 정부에 의해 지불되었다.그러나 오늘날 통신 위성과 위성 텔레비전과 같은 주요 발사 시장은 순수하게 상업적인 시장이다. 비록 발사대의 많은 부분이 원래 정부로부터 자금을 지원받았다.

민간 우주 비행은 빠르게 발전하고 있는 분야이다: 기업이나 개인에 의해서만 지불되는 것이 아니라, 종종 민간 우주 비행 회사들에 의해 제공되기도 한다.이러한 기업은, 지금까지의 고액의 우주 액세스 코스트의 대부분이, 회피할 수 있는 정부의 비효율성에 기인하고 있다고 주장하는 경우가 많습니다.이 주장은 민간 자금으로 개발된 Falcon 9와 같은 민간 우주발사체에 대한 훨씬 낮은 공개 발사 비용으로 뒷받침될 수 있다.우주 관광, 특히 우주 식민지화와 같은 응용 프로그램이 확장을 위해 실현되기 위해서는 낮은 발사 비용과 우수한 안전성이 요구될 것이다.

플레어링

상세 정보:Wiktionary: 공간 절약

비행 을 가진
인간 우주 비행 프로그램을 독자적으로 개발한 나라들.
독립적으로는 아니더라도 적어도 한 개의 인간 우주 비행 프로그램을 운영한 국가.
인간 우주 비행 프로그램을 개발하고자 하는 국가들은 또한 발사체를 개발했거나 현재 소유하고 있다.
발사체와 위성을 운용하고 있지만 현재 유인 우주선을 개발할 계획이 없는 나라들.
발사체 개발을 모색하는 나라들.
궤도 위성을 운용하고 있지만 발사체를 소유하고 있지 않거나 발사체를 제작할 계획이 있는 국가.
발사체를 가지고 있지만 현재 위성을 운용하지 않는 국가.

우주 비행은 우주선의 작동에 있어서도 활동적이고 능력 있는 것이다.여기에는 항공학, 우주인, 우주인 훈련 프로그램, 우주 기상 및 예보, 우주선 운영, 다양한 장비 운영, 우주선 설계 및 건설, 대기 이륙 및 재진입, 궤도 역학(일명 우주 역학)을 포함한 다양한 주제와 전문 기술의 개발이 포함됩니다.통신, 엔진과 로켓, 견인, 미소 중력 구조, 우주 도킹 등의 진화 실행, 화물 처리 장비, 위험한 화물 및 화물 보관, 우주 유영, 우주에서의 생존 및 응급 처치, 소방, 생명 유지.이러한 분야에서 필요한 지식의 정도는 작업의 성격과 사용되는 선박의 유형에 따라 달라집니다."우주 비행"은 바다 비행과 유사합니다.

지구-달계 밖에서 유인 임무를 수행한 적은 없었다.그러나 미국, 러시아, 중국, 유럽우주국(ESA) 및 몇몇 기업 및 기업은 다양한 단계에서 화성 여행을 계획하고 있다(인간의 화성 임무 참조).

우주 비행 실체는 주권 국가, 초국가적 실체 및 민간 기업일 수 있습니다.우주 비행국은 독자적으로 우주선을 만들고 우주로 [40][41][42]발사할 수 있는 국가이다.점점 더 많은 수의 민간 기업이 우주 여행을 하고 있거나 하고 있다.

글로벌 조정

국제연합우주사무국(UNOOSA)은 우주전투 및 비우주전투국 간의 우주활동과 관련된 국제적 접촉과 교류를 담당하는 주요 국제기구이다.

승무원 우주 비행 국가

상세 정보:인간 우주 비행

현재 러시아, 중국, 그리고 미국이 유일한 유인 우주 비행 국가이다.첫 번째 승무원 발사 연도별 우주 비행 국가 목록:

  1. 소련(러시아) (1961년)
  2. 미국 (1961년)
  3. 중국(2003)

미개척 우주 비행 국가

상세 정보:국가별 첫 번째 궤도 발사 일정

다음 국가 또는 단체는 자국 영토 또는 외국의 지원을 받아 자체 발사체를 개발하여 궤도에 진입시켰습니다(괄호 안의 첫 번째 발사 날짜).[43]

  1. 소비에트 연방 (1957년)
  2. 미국 (1958)
  3. 프랑스 (1965년)
  4. 이탈리아(이탈리아)★
  5. 오스트레일리아(오스트레일리아)★
  6. 일본 (1970년)
  7. 중국 (1970년)
  8. 영국 (1971년)
  9. 유럽우주국(1979년)
  10. 인도 (1980년)
  11. 이스라엘 (1988)
  12. 우크라이나 (1991)*[44]
  13. 러시아 (1992)*
  14. 이란 (2009)[45]
  15. 북한 (2012년)[46]
  16. 대한민국 (2013)★[47]
  17. 뉴질랜드(2018년)★
  • *이전 소련의 주요 지역
  • ★타국에서 완전 또는 부분적으로 개발한 차량

또한 캐나다, 이탈리아, 호주와 같은 몇몇 국가들은 반독립적인 우주 비행 능력을 가지고 있으며, 현지에서 제작된 인공위성을 외국 발사대에 쏘아 올렸다.캐나다는 1962년과 1965년에 미국 발사체를 이용해 궤도를 돌았던 위성(알루엣 1호와 2호)을 설계하고 제작했다.이탈리아는 국제우주정거장을 위한 압력 모듈뿐만 아니라 여러 개의 인공위성을 설계하고 만들었다.이탈리아의 초기 인공위성은 1964년 월롭스 비행시설에서, 그리고 1967년부터 [citation needed]1988년 사이에 케냐의 한 우주 기지에서 NASA에 의해 제공된 차량을 사용하여 발사되었다. [48]이탈리아는 1998년부터 유럽 우주국 내에서 베가 로켓 프로그램의 개발을 주도해 왔다.영국은 1974년까지 유럽발사개발기구(ELDO)와의 발사 기술 협력을 위해 1972년 독자적인 우주발사 프로그램을 포기했다.호주는 WRESAT의 성공적인 발사 직후 발사 프로그램을 포기했고, ELDO의 유일한 비유럽 회원국이 되었다.

아궤도

단지 카만 선 너머의 물체를 발사하는 것을 우주 비행의 최소 요건이라고 생각하면,[49] 독일은 V-2 로켓으로 1944년에 최초의 우주 비행 국가가 되었다.다음 국가들은 자국 로켓이나 미사일 또는 둘 다 아궤도 우주로 발사함으로써 아궤도 우주 비행 능력을 달성했을 뿐이다.

  1. 독일(1944년 6월 20일)
  2. 동독 (1957년 4월 12일)
  3. 캐나다 (1959년 9월 5일)
  4. 레바논 (1962년 11월 21일)
  5. 스위스 (1967년 10월 27일)
  6. 아르헨티나 (1969년 4월 16일)
  7. 브라질 (1976년 9월 21일)
  8. 스페인 (1981년 2월 18일)
  9. 서독 (1981년 3월 1일)
  10. 이라크 (1984년 6월)
  11. 남아프리카 공화국 (1989년 6월 1일)
  12. 스웨덴 (1991년 5월 8일)
  13. 예멘 (1994년 5월 12일)
  14. 파키스탄 (1998년 4월 6일)
  15. 대만 (1998년 12월 15일)
  16. 시리아(2000년 9월 1일)
  17. 인도네시아(2004년 9월 29일)
  18. 콩고 민주 공화국 (2007)
  19. 뉴질랜드(2009년 11월 30일)
  20. 노르웨이 (2018년 9월 27일)
  21. 네덜란드 (2020년 [50][51][52][53][54][55][56]9월 19일)
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추가 정보

  • Erik Gregerson(2010):탐험가이드 - 무인우주 미션, 브리태니커 교육출판, ISBN 978-1-61530-052-5 (eBook)

외부 링크

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