2022년 11월 14일 중국 언론사 인민망(人民网)에 따르면, 지난 12일 베이징 시각 10시 3분에 톈저우 5호(天舟5号) 화물선을 실은 창정 7호(长征七号) 장거리 운반 로켓이 중국의 원창 우주 발사장(文昌航天发射场)에서 정시에 점화돼 발사됐다. 12시 10분 톈저우 5호(天舟5号)는 자주(自主)하여 빠른 속도의 도킹(docking)*모드 적용상태를 유지하였고, 중국 우주비행사들은 우주정거장에서 처음으로 화물선을 맞이했다.
이번 발사 임무는 점화 발사부터 랑데뷰(rendezvous)* 및 도킹까지 2시간 만에 완료되었으며, 러시아 소유스(Союз) MS-17호 우주선과 국제 우주 정거장에서 3시간 3분이 지나 랑데뷰 및 도킹이 성공하여 새로운 기록을 달성했다. 2020년 10월 14일 빠른 속도의 랑데부 및 도킹 기술이 궤도에서 성공적으로 이루어졌고, 이는 중국의 항공 우주 기술이 새로운 돌파구를 마련했음을 알리는 사건이었다.
‘빠름(快)’은 이번 톈저우(天舟) 화물 우주선의 주목할 만한 특징이자 핵심적인 기술의 어려움을 뜻한다고 할 수 있다. 이를 위해 유도항법제어(Guidance·Navigation and Control, GNC)* 시스템 연구팀은 수년 동안 어려운 연구를 수행했다. 2017년 9월 12일, 중국은 톈저우 1호(天舟1号)를 사용하여 톈궁 2호(天宫2号) 우주 실험실과 6시간 반이라는 빠른 속도로 랑데부와 도킹 테스트를 성공하여 세계에서 세 번째로 고속 도킹 기술을 획득한 국가가 되었다. 또한, 지난해 4월 우주정거장 본체 톈허(天和)를 발사한 지 19개월 만에 지난 1일 마지막 모듈(module)인 멍톈(梦天) 도킹에 성공하면서 중국이 독자적인 우주정거장 건설을 완성했다. (출처 : 조선일보)
연구개발팀은 두 가지 측면에서 톈저우 5호(天舟5号)를 조정했다. 하나는 랑데뷰 및 도킹을 위한 제어 유도 전략을 최적화하고, 장거리 유도 프로세스(process)를 다중 회전에서 1회 미만으로 압축한 것이다. 또한, 다중 궤도 변경을 두 번 통합 가동하여 압축함으로써, 이 부분에 드는 시간을 4시간 이상에서 약 1시간으로 줄였다. 두 번째는 근거리 자율제어 구간에서 주차할 수 있는 스테이션(station)을 여러 군데서 줄여 내연차량의 경유지 수를 줄인 것과 유사하게 접근 속도를 높였다. 이 덕분에 해당 단계의 시간이 2시간 이상에서 약 40분으로 줄었다. (출처 : 人民网)
항공우주 분야의 선진국인 미국, 러시아, 중국 등의 국가들은 우주정거장 도킹이라는 목표는 달성했지만, 지구에서 출발하고 우주정거장에 도착하는 모든 과정이 순조롭지만은 않았다. 중국 역시 목표 궤도에 진입 시 문제가 생기거나, 도킹 시스템의 결함으로 인해 대기가 길어지는 등 난제가 있었다. 하지만, 이번 톈저우 5호의 사례를 통해 중국의 기술력 향상이 눈에 띄는 성장을 이룬 것으로 보인다. 중국이 향상된 기술력을 바탕으로 우주탐험과 우주 환경 조사에 한 걸음 더 다가가기를 기대한다.
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*도킹(docking) : 인공위성, 우주선 따위가 우주 공간에서 서로 결합함. 또는 그런 일 (출처: 네이버 국어사전)
*랑데뷰(rendez-vous) : 2개의 우주선이 같은 궤도로 우주공간에서 만나 서로 나란히 비행하는 것 (출처: 네이버 지식백과)
*유도항법제어, GNC : 자동차, 선박, 항공기, 우주선, 로봇 등의 움직임을 제어하기 위한 시스템의 설계를 다루는 엔지니어링의 한 분야로서 GN&C, G&C라고도 한다. (출처: 네이버 지식백과)