보스토크 (우주선)

보스토크()는 소련이 제작한 1인승 유인 우주선 체급이다. 최초의 유인 우주 비행은 1961년 4월 12일 우주 비행의 날에 소련의 우주비행사 유리 가가린이 탑승한 보스토크 1호를 통해 달성되었다.

보스토크 계획은 1961년부터 1963년까지 6번의 유인 우주 비행을 수행했다. 그 뒤를 이어 1964년과 1965년에 최대 3명의 조종사가 탑승할 수 있도록 개조된 보스토크 우주선인 보스호트의 두 차례 비행이 이어졌다. 1960년대 후반에 이르러 이들은  현재까지도 사용되고 있는 소유스 우주선으로 교체되었다.

 개발 
보스토크 우주선은 원래 카메라 플랫폼(소련 최초의 첩보 위성 프로그램인 제니트)과 유인 우주선의 두 가지 용도로 설계되었다. 이러한 이중 용도 설계는 프로그램에 대한 소련 공산당의 지원을 얻어내는 데 결정적이었다. 기본적인 보스토크 설계는 약 40년 동안 계속 사용되었으며, 다양한 비유인 인공위성들에 점진적으로 적용되었다. 귀환 모듈 설계는 크게 수정된 형태로 보스호트 계획의 보스호트 캡슐에 재사용되었다.

 설계 
섬네일|보스토크 함선 조종석의 계기 및 제어 장치 배치
이 우주선은 우주비행사, 계기 및 탈출 시스템이 수용된 구형 귀환 모듈(질량 2.46톤, 직경 2.3미터)과 추진제 및 엔진 시스템이 포함된 이중 원뿔형 기계 모듈(질량 2.27톤, 길이 2.25m, 너비 2.43m)로 구성되었다. 재진입 시 우주비행사는 약 7,000 m (23,000 ft) 고도에서 기체 밖으로 사출되어 낙하산을 통해 하강하며, 캡슐은 별도로 착륙한다. 그 이유는 보스토크 귀환 모듈의 착륙 방식이 매우 거칠어 우주비행사가 심각한 부상을 입을 수 있었기 때문이다.

사출 좌석은 우주 프로그램 초기 단계에서 흔히 발생했던 발사체 실패 시 탈출 메커니즘 역할도 겸했다. 이륙 후 첫 40초 이내에 사고가 발생하면 우주비행사는 우주선에서 사출되어 낙하산을 타고 지상으로 내려온다. 발사 후 40초에서 150초 사이에는 지상 관제소에서 로켓에 수동 정지 명령을 내릴 수 있다. 발사체가 충분히 낮은 고도로 떨어지면 우주비행사가 사출된다. 슈라우드(shroud) 분리 후의 고고도 실패 시에는 우주선 전체를 로켓에서 분리하는 방식이 포함되었다.

적절하게 해결되지 못한 문제 중 하나는 발사 후 첫 20초 이내에 발사체 오작동이 발생하는 경우였는데, 이때는 사출 좌석의 낙하산을 펼칠 시간이 충분하지 않았다. 바이코누르 우주 기지의 LC-1 발사대 주변에는 우주비행사가 패드 위에 있을 때 사출할 경우를 대비해 귀환 모듈을 받쳐줄 그물이 설치되어 있었으나, 폭발하는 로켓과 너무 가까운 곳에 착륙할 가능성이 컸기에 그 효용성은 의문시되었다. 발사 초기 몇 초간의 사고는 우주비행사가 생존 가능한 사출을 할 수 있는 위치에 놓이지 못하게 할 가능성이 높았으며, 십중팔구 사망으로 이어졌을 것이다. 2001년 V.V. 몰로초프의 회고에 따르면, 수석 설계자 세르게이 코롤료프는 발사 초기 몇 초 동안의 부족한 승무원 탈출 대책에 대해 "정말 끔찍하게" 느꼈다고 한다.

유인 버전 이전에 여러 모델의 보스토크가 있었다.

 보스토크 1K 
시제 우주선이다. 궤도에서 처음으로 동물을 회수한 코라블-스푸트니크 2호 임무에 사용되었다.

 보스토크 2K 
사진 정찰 및 신호 정보 수집 우주선이다. 나중에 제니트 첩보 위성으로 명명되었다.

 보스토크 3KA 
보스토크 3KA는 최초의 유인 우주 비행에 사용된 우주선이다. 이들은 보스토크 8K72K 발사체를 사용하여 바이코누르 우주 기지에서 발사되었다. 보스토크 3KA의 첫 비행은 1961년 3월 9일에 이루어졌다. 유리 가가린이 탑승한 보스토크 1호의 첫 유인 비행은 1961년 4월 12일에 있었다. 우주 최초의 여성 발렌티나 테레시코바가 탑승한 마지막 비행인 보스토크 6호는 1963년 6월 16일에 이루어졌다.

총 8대의 보스토크 3KA 우주선이 비행했으며, 그중 6대에 우주비행사가 탑승했다.

이 버전의 사양은 다음과 같다:

귀환 모듈: 보스토크 SA. SA는  - 하강 시스템의 약자이다. 별명은 "샤리크"()였다.
승무원 수: 1명
직경: 2.3 m 구형
질량: 2,460 kg
열 차폐막 질량: 837 kg
회수 장비: 151 kg
낙하산 전개 고도: 2.5 km
승무원 좌석 및 비품: 336 kg
승무원 사출 고도: 7 km
탄도 재진입 가속도: 8 g (78 m/s²)

섬네일|보스토크 "샤리크"
기계 모듈: 보스토크 PA. PA는  - 계기 구획의 약자이다.
길이: 2.25 m
직경: 2.43 m
질량: 2,270 kg
가압 구획 내 계기 장착
RCS 추진기: 16 x 5 N (자동용 8 + 수동용 8)
RCS 추진기 압력: 59 PSI (4 bars)
RCS 추진제: 2200 PSI (150 bar)의 냉각 가스(질소)
RCS 추진제: 12개의 압력 병에 20 kg 저장 (1차, 2차 및 예비용으로 5 + 5 + 2)
주 엔진(S5.4) (TDU): 397 kg
주 엔진 추력: 15.83 kN
주 엔진 추진제: RFNA/아민
주 엔진 추진제: 275 kg
주 엔진 비추력(Isp): 266 s (2.61 kN·s/kg)
주 엔진 연소 시간: 1분 (통상적인 역추진 연소 = 42초)
우주선 델타-v: 155 m/s
전력 시스템: 배터리
전력 시스템: 평균 0.20 kW
전력 시스템: 24.0 kW·h
총 질량: 4,730 kg
지속 능력: 궤도에서 10일간의 보급품
발사체: 보스토크 8K72K
전형적인 궤도: 177 km x 471 km, 경사각 64.9도

 재진입 
보스토크 캡슐은 추진기 성능이 제한적이었다. 따라서 캡슐이 엔진 시스템에서 분리된 후에는 재진입 경로와 방향을 제어할 수 없었다. 이는 캡슐의 모든 면이 재진입 열로부터 보호되어야 함을 의미했으며, 이는 (열 차폐막 직경을 최소화하면서 부피를 최대화할 수 있었던 머큐리 계획의 원뿔형 설계와 대조되는) 구형 설계를 설명해 준다. 무거운 장비의 배치를 통해 기체의 무게 중심을 오프셋함으로써 캡슐의 재진입 방향을 어느 정도 제어할 수 있었으며, 이는 또한 우주비행사가 수평 자세에서 G-포스를 견디며 생존할 확률을 극대화했다. 그럼에도 불구하고 우주비행사는 8~9g를 경험했다.

만약 역추진 로켓이 고장 나더라도 우주선은 10일 이내에 자연적으로 궤도에서 이탈하게 되며, 우주비행사에게는 그때까지 생존할 수 있는 충분한 음식과 산소가 제공되었다.

 같이 보기 
 보스호트 우주선
 소유스 우주선 - 보스토크 다음의 우주선이다.
 보스토크 1호
 보스토크 (로켓)
 우주선

 각주 

 외부 링크 

 Vostok Specifications
 Vostok spacecraft on Encyclopedia Astronautica

분류:유인 우주선