우주탐사의 역사

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프롤로그

1장 초기 우주과학에서 나치 독일의 V-2 로켓까지
우주과학의 시작 | 현대 우주과학의 태동 | V-2 로켓의 등장 | 탄도미사일을 이용한 동물의 우주비행

2장 미국과 소련의 초기 우주 경쟁
인공위성 경쟁 | 인공위성 속도와 지구 중력 탈출속도 | 미국과 소련의 지구 중력 벗어나기 경쟁 | 유인 우주비행 경쟁

3장 초기 행성 탐사와 통신위성
지구 밖 행성에 가려면 | 우주선이 날아가는 방향이 중요한 이유 | 금성 근접비행과 화성 근접비행 | 통신위성: 통신이 주목적인 인공위성 | 공전주기를 지구의 자전주기와 맞춘 지구동기궤도위성 | 지구정지궤도위성: 적도 상공에 떠 있는 지구동기궤도위성

4장 다인승 유인 우주비행과 무인 달 궤도선·착륙선 경쟁
유인 달 탐사 계획의 시작 | 제미니 계획: 미국의 다인승 유인 우주비행 계획 | 계획대로 실행되지 못한 소련의 보스호트 계획 | 미국과 소련의 무인 달 궤도선과 달 착륙선 경쟁 | 달 궤도선보다 먼저 성공한 달 착륙선

5장 새턴 로켓 개발과 아폴로 계획
유인 달 탐사는 어떻게 할까? | 속도증분으로 알아보는 유인 달 탐사 | 지구로 귀환할 때는 지구 대기의 공기저항을 이용한다 | 20세기 로켓 중 가장 강력했던 새턴 로켓의 개발 | 아폴로 계획 | 아폴로 11호, 달에 첫발을 딛다

6장 행성 궤도선·착륙선과 중력도움을 이용한 행성 탐사
궤도선이 근접비행보다 어려운 이유 | 금성 궤도선과 화성 궤도선이 되는 과정 | 행성 착륙선은 대기의 공기저항을 이용할 수 있다 | 목성과 토성을 탐사한 파이어니어호의 중력도움 항법 | 수성을 3회 근접 비행한 매리너 10호의 중력도움 | 1960년대 초 JPL 인턴들이 발견한 사실 | 행성 대탐사 계획을 실현한 보이저 2호

7장 맨눈 관측에서 우주망원경까지
맨눈 천체관측에서 망원경 발명까지 | 다양한 빛을 이용한 천체관측과 우주망원경 | 지구 주위를 공전하는 우주망원경 | 태양 주위를 도는 우주망원경 | 태양-지구 L2 라그랑주 점의 우주망원경

8장 우주정거장의 역사
우주정거장이 필요한 이유 | 첫 우주정거장을 설치한 소련 | 우주정거장은 어떻게 폐기하나? | 살류트 1~5호와 6, 7호의 차이 | 미국의 첫 우주정거장 스카이랩 | 인테르코스모스 계획 | 첫 모듈형 우주정거장 미르 | 국제우주정거장 | 중국의 우주정거장 | 달 궤도의 루너 게이트웨이

9장 우주선과 로켓 재사용의 역사
스페이스엑스의 독주를 가능하게 한 재사용 기술 | 새턴 로켓 발사 비용 | 재사용을 시작한 우주왕복선 | 우주왕복선의 비용과 사고 | 소련의 부란 | 스페이스엑스의 로켓 재사용 | 완전 재사용 스타십 | 무인 우주왕복선 보잉 X-37

10장 목성 궤도선과 토성 궤도선: 다중 중력도움의 결정판
궤도선·착륙선을 이용한 행성 탐사 | 목성 궤도선이 어려운 이유 | 다중 중력도움으로 간 갈릴레오호 | 갈릴레오호의 역추진과 목성 위성 중력도움 | 방사성 동위원소 열전기 발전기 | 태양 탐사선 율리시스호 | 태양광 패널 목성 탐사선 주노호·주스호·유로파클리퍼호 | 토성 궤도선 카시니-하위헌스호

11장 수성 궤도선과 태양 탐사선
지구에서 가장 가까운 행성 | 수성 탐사 난관 | 수성 궤도선 속도 감속 | 최초 수성 궤도선 메신저호 | 이온 추진 베피콜롬보호 | 수성보다 태양에 가까운 파커호

12장 삼체문제와 탄도포획
이체문제와 삼체문제 | 라그랑주 점 근처 움직임 | 지구-달 L 점 궤도 | 혜성 궤도 변화와 중력도움 | 역추진 없이 중력에 갇히는 탄도포획 | 탄도포획 달 탐사선 | 이온 추진으로 달 궤도선이 된 사례

13장 혜성, 소행성, 왜행성 탐사
행성과 소행성의 차이 | 긴 꼬리의 혜성 탐사 | 딥임팩트·로제타 | 감자 모양 소행성 탐사 | 소행성 물질 채집 귀환선 | 소행성 충돌 실험 DART | 왜행성 탐사선 돈호·뉴호라이즌스호

14장 스타십을 이용한 유인 달 탐사와 화성 탐사
완전 재사용 스타십 | 가장 강력한 로켓 | 스타십 1회 발사 추진제 비용 | 달 착륙선 스타십 | 스타십 HLS의 달 탐사 과정 | HLS 연료 충전량 | 스타십의 화성 왕복

에필로그
주
그림 출처

제2차 세계대전의 승전의 결과로 V-2 로켓과 관련 기술을 전리품으로 챙긴 미국과 소련은 로켓 개발을 이어가면서 동물을 우주로 보내는 시험도 수행했다. 앨버트 2로 불렸던 원숭이는 1949년 6월 14일에 미국에서 발사된 V-2 로켓을 타고 134킬로미터 상공의 우주에 올라갔다. 최초로 우주에 도달한 포유류 동물이었다. 하지만 귀환할 때 낙하산이 제대로 펴지지 않아서 살아서 돌아오지 못했다. 포유류가 아닌 동물까지 확장하면, 우주에 도달한 최초의 동물은 초파리로, 1947년 2월 20일에 미국에서 발사된 V-2 로켓에 실려 109킬로미터 고도까지 올라간 기록이 있다.
우주에 도달한 후 살아서 돌아온 최초의 포유류는 개였다. 1951년 7월 22일, V-2 로켓에 기반한 소련의 R-1 로켓은 데직과 츼간이란 이름의 두 마리의 개를 싣고 발사되어 101킬로미터 상공의 우주에 도달한 후 지상에 무사히 귀환했다. 이 로켓의 최대 속도는 초속 4.2킬로미터에 이르렀고, 로켓 추진을 멈춘 후 탄도비행을 하는 약 4분 동안 무중력상태였다. 2021년부터 본격적으로 시작한 블루오리진의 우주여행 상품도 이와 비슷한 높이까지 올라가 비슷한 시간 동안 무중력을 체험하는 우주여행 상품이다. 미국도 몇 차례 동물을 실은 로켓이 우주에 도달했지만 탑승 동물을 무사히 귀환시키는 데 실패하다가, 소련보다 많이 늦은 1959년 5월 28일에 두 마리의 원숭이를 실은 중거리 탄도미사일인 주피터 AM-18이 우주에 올라간 후 지상에 무사히 귀환하는 데 성공했다.
_1장 초기 우주과학에서 나치 독일의 V-2 로켓까지

소련은 2년 넘게 유인 우주선을 발사하지 않다가, 미국이 제미니 계획을 마친 지 약 5개월이 지난 1967년 4월 23일에 소유즈 1호를 발사하면서 유인 우주비행을 재개했다. 하지만 소유즈 1호는 귀환하던 중 낙하산이 펴지지 않아 추락하는 사고가 일어나면서, 탑승했던 우주인 블라디미르 코마로프가 사망했다. 우주비행에서 우주인이 사망한 첫 사고였다. 코마로프는 보스호트 1호에 탑승했던 3명의 우주인 중 1명이었다.
최초의 다인승 유인 우주비행을 소련의 보스호트 1호에 내줬던 미국은 1965년 3월 제미니 3호 발사부터 1966년 11월 제미니 12호 발사까지 1년 8개월 동안 10회의 유인 우주비행을 수행했다. 1964년 10월 12일과 1965년 3월 18일에 보스호트 1호와 2호를 발사한 후 2년 넘게 유인 우주선을 발사하지 않은 소련과는 대조적이었다. 이때부터 미국은 우주 경쟁에서 소련을 따라잡고 앞서기 시작했다. 당시 NASA를 이끌었던 사람은 제임스 웹으로, 국무부 차관을 지냈던 관료 출신이었다. 과학자 출신이 아님에도 불구하고 그의 이름은, 2021년 12월 25일에 발사되어 요즘 왕성한 관측 활동을 하고 있는 제임스웹 우주망원경 이름에 쓰였다
_4장 다인승 유인 우주비행과 무인 달 궤도선·착륙선 경쟁