스푸트니크 3호

탑재 기기사중극자 질량 분석계 상층 대기의 구성이온화 및 자기 압력계 상층 대기의 압력가이거 계수기 하전 입자압전식 운석 계수기 미소 유성체플럭스게이트 자기계 자기장필드 밀 전위계 전기장
섬네일|스푸트니크 3호의 복제품이 전시된 1958년 소련 산업 박람회에 관한 유니버설 뉴스릴
스푸트니크 3호()는 1958년 5월 15일 바이코누르 우주 기지에서 개량된 R-7/SS-6 ICBM에 의해 발사된 소련의 위성이다. 이 과학 위성은 상층 대기와 우주 공간의 지구물리학적 연구를 위한 방대한 장비들을 탑재했다.
섬네일|1958년 소련 우표

스푸트니크 3호는 1958년에 발사된 유일한 소련 위성이었다. 미국의 대응 기기인 뱅가드 1호와 마찬가지로, 스푸트니크 3호는 국제 지구물리 관측년 기간 동안 궤도에 도달했다.Green, Constance McLaughlin, and Lomax, Milton.. Vanguard a History, Washington D.C., National Aeronautics and Space Administration, 1970, p. 219. NASA SP-4202

 역사 
1956년 1월 30일, 소련 장관 소비에트는 R-7 로켓을 이용해 인공지구위성을 발사하는 프로젝트를 승인했다. "객체 D"(Object D)라는 별명이 붙은 이 위성은 GURVO 명칭으로 8K71로도 알려진 R-7 대륙간 탄도 미사일용으로 제작된 다섯 번째 유형의 탑재체였다.Zaloga, Stephen J.. The Kremlin's Nuclear Sword, Washington. The Smithsonian Institution Press, 2002, p. 232. Siddiqi, Asif A.. Sputnik and the Soviet Space Challenge, Gainesville, Florida. The University of Florida Press, 2003, p. 176.  원래 계획은 1,000~1,400kg의 정교한 연구소를 구상했으며, 이 중 200~300kg이 과학 기기였다. 당초 국제 지구물리 관측년 동안 소련의 첫 번째 위성으로 발사될 예정이었으나, 광범위한 과학 실험 장비와 텔레메트리 시스템 개발 문제로 인해 세 번째 위성이 되었다.Siddiqi, Asif A.. Sputnik and the Soviet Space Challenge, Gainesville, Florida. The University of Florida Press, 2003, p. 149. Harford, James.. Korolev how one man masterminded the Soviet drive to beat America to the Moon, New York.  John Wiley & Sons, Inc., 1997, p. 126.  미하일 티혼라보프의 초기 작업에도 불구하고, 위성 설계의 상당 부분은 전례가 거의 없었다. 가압 장비, 장거리 통신 시스템, 자동 스위치, 지구 궤도에서 작동하는 금속 구조물의 제작과 사용은 모두 미개척 분야였다. 1956년 7월까지 OKB-1은 예비 설계를 완료했으나, 위성 발사를 위한 R-7의 개조는 객체 D가 완성되기 전에 준비되었다. 미국이 먼저 위성을 발사할 것을 우려한 세르게이 코롤료프는 상대적으로 단순한 "프로스테이시 스푸트니크-1"(가장 단순한 위성 1호, PS-1), 즉 스푸트니크 1호를 대신 첫 번째로 발사하기로 결정했다. 스푸트니크 2호(PS-2) 역시 준비가 되어 있었기에 객체 D보다 먼저 발사되었다.

 발사 

스푸트니크 3호는 위성 발사를 위해 개발된 개량형 R-7 세묘르카 미사일인 스푸트니크 8A91에 의해 발사되었다.Siddiqi, Asif A.. Sputnik and the Soviet Space Challenge, Gainesville, Florida. The University of Florida Press, 2003, p. 175. 

8A91은 초기 8K71 테스트 모델 R-7과 아직 비행하지 않은 실전용 8K74 사이의 과도기적 설계였다. 추진제 탱크의 슬로시 배플 두께를 줄이고 무게를 줄이기 위해 제조 공정의 개선이 적용되었다. 엔진은 약간 더 강력해졌으며 질량 변화로 인해 비행 계획이 수정되었다. 코어 스테이지는 출력을 낮추고 스트랩온 부스터는 분리 전 출력을 25% 높이도록 했다. 로켓 상단의 무선 장비 베이는 인터스테이지 섹션으로 교체되었으며 텔레메트리 패키지도 이곳으로 옮겨졌다.

발사는 4월 20일로 계획되었으나 기술적 지연으로 인해 며칠이 더 필요했다. 4월 27일, 8A91 부스터가 LC-1에서 이륙했고 발사 후 1분 넘게 모든 것이 정상으로 보였다. 약 1분 30초경 문제가 발생했다. 스트랩온 부스터가 코어에서 분리되었고 전체 발사체는 발사대에서 224km 떨어진 지점으로 추락했다. 부스터의 레이더 추적 데이터를 모니터링하던 지상 요원들은 궤도 각도가 음수로 변하는 것을 감지했고, 이어 신호가 완전히 끊겼다. 수신된 마지막 데이터 패킷은 신호 소실 당시 부스터가 227km만 비행했음을 나타냈다.

텔레메트리 데이터에 따르면 T+90초에 비정상적인 진동이 부스터에 영향을 주기 시작했고 7초 후 기체 붕괴가 일어났다. 수색기가 추락 지점을 찾아냈다. 진동의 원인은 명확하지 않았으나 예비 부스터와 위성으로 진행하기로 결정했다. 구조적 하중을 줄이기 위해 T+85초에 엔진 출력을 낮추기로 했다. 부스터에 진동의 원인을 파악할 충분한 계측기가 실려 있지 않았는데, 이 진동은 결국 추진제 탱크가 비워지면서 발생하는 현상으로 밝혀졌으며 그해 말 달 탐사선 발사에서도 반복적인 문제가 되었다.

위성은 발사체에서 분리되어 추락 지점 근처에서 대체로 온전한 상태로 회수되었다. 재정비를 위해 바이코누르 우주 기지로 옮겨졌으나 전자 장치실에서 전기 합선으로 화재가 발생해 재사용할 수 없게 되었다.

예비 부스터와 위성은 5월 15일 아침에 성공적으로 발사되었는데, 이 날짜는 R-7의 첫 비행 기념일이었기에 특별히 선택되었다. 부정적인 측면으로는 텔레메트리 데이터가 발사체에 다시 진동이 영향을 미쳤음을 나타냈으며, 이전 발사와 같은 운명을 맞이할 뻔했다.

 우주선 
1958년 4월 스푸트니크 2호의 임무가 종료된 이후 궤도에 있는 소련 위성은 없었으나, 스푸트니크 3호는 당시 활동 중이던 세 개의 미국 위성 중 가장 무거운 것보다 약 100배 더 무거웠으며 그들의 과학적 데이터 능력을 합친 것보다 뛰어났다. 이것은 자동 과학 연구소 우주선이었다. 원뿔 모양으로 길이는 3.57m, 바닥 너비는 1.73m였다. 위성의 무게는 1,327kg이었으며 12개의 과학 기기를 탑재했다. 692일 동안 궤도에 머물며 수천 번의 공전을 마친 후, 스푸트니크 3호는 1960년 4월 6일 대기권에 재진입하여 불타 없어졌다. 전력은 은-아연 배터리와 실리콘 태양 전지로 공급되었다.

 임무 
스푸트니크 3호에는 상층 대기의 압력과 구성, 하전 입자의 농도, 우주선 내의 광자, 우주선 내의 무거운 원자핵, 자기장 및 정전기장, 그리고 유성 입자에 대한 데이터를 제공하는 12개의 과학 기기가 포함되었다. 나중에 지구로 전송하기 위해 데이터를 저장할 예정이었던 온보드 Tral-D 테이프 레코더가 고장나면서, 데이터는 위성이 지상국에서 직접 보일 때 수집할 수 있는 것으로 제한되었다. 이 고장으로 인해 스푸트니크 3호는 밴 앨런대를 지도화하지 못했다.Siddiqi, Asif A.. Sputnik and the Soviet Space Challenge, Gainesville, Florida. The University of Florida Press, 2003, p. 175-176. Harford, James.. Korolev how one man masterminded the Soviet drive to beat America to the Moon, New York.  John Wiley & Sons, Inc., 1997, p. 136. 

 D-1 №1 
D-1 №1은 원래 스푸트니크 3호로 계획되었던 기체다. 이 위성은 1958년 4월 27일에 발사되었으나 T+90초에 스트랩온 부스터에서 발생한 비정상적인 진동이 있었고, 7초 후 기체가 붕괴되면서 소련 최초의 궤도 발사 실패로 기록되었다. 실패 몇 주 후 예비 위성이 발사되었다.

 같이 보기 

 개량형 R-7/SS-6 ICBM
 프로그램별 무인 우주선 목록
 인공위성 및 우주 탐사선 연표

 각주 

 참고 문헌 
 Harford, James.. Korolev, New York.  John Wiley & Sons, Inc., .
 Siddiqi, Asif A., Sputnik and the Soviet Space Challenge, Gainesville, FL.  The University of Florida Press, .
 Zaloga, Stephen J.. The Kremlin's Nuclear Sword, Washington.  The Smithsonian Institution Press,  .

 외부 링크 

 스푸트니크: 50년 전
 NSSDC Master Catalog: Spacecraft Sputnik 3
 스푸트니크 3호 - Encyclopedia Astronautica
 스푸트니크 3호 일지

분류:1958년 소련
분류:1960년 재진입한 우주선
분류:1958년 발사한 우주선
분류:스푸트니크 계획