대한민국 최초의 우주인 이소연씨(29)는 8일 오후 8시16분(한국시간) 카자흐스탄의 바이코누르 우주기지에서 '소유즈 TMA-12' 우주선에 탑승，12일간 우주비행에 나서게 된다. 이로써 한국은 세계 36번째로 우주인을 배출한 나라가 되며,아시아에서는 일본에 이어 2번째로 여성 우주인이 나오게 된다. 우주공간에서 과학실험을 수행한 12번째 국가로도 이름을 올리게 될 예정이다. 이에 앞서 이씨는 지난 4일 가족들과의 통화에서 '컨디션이 아주 좋다'고 밝혔다.'소유즈 TMA-12' 우주선과 비행 과정 등을 오승협 항공우주연구원 발사체팀장의 도움으로 알아본다.

◆진화를 거듭해온 소유즈 우주선

'소유즈 TMA-12'는 소유즈 우주선의 최신버전인 TMA 시리즈 중에서 12번째로 제작됐다. 러시아로선 103번째 우주선이다. 러시아는 1967년 4월23일 최초 비행 이후 4차례의 발사 실패를 계기로 우주선의 기능을 보완해왔다.

소유즈 1~9호는 단순 우주비행용이었으며 소유즈 10호(1971년)부터 궤도스테이션(초기 형태의 우주정거장)인 '살류트' 등과 도킹한 뒤 40호(1981년)까지는 페리(ferry) 버전이 이용됐다. 승무원 수송기능을 보완한 T(transport)시리즈는 소유즈 T-1(1979년)에서 T-15(1986년)까지 사용됐다. TM 시리즈(M은 modification을 의미)는 우주정거장 '미르'에 우주인을 본격 도킹시키기 시작한 1986년(TM-1)부터 2002년(TM-34)까지 활약했다. 현재의 TMA 버전은 사람의 생리조건에 보다 최적화한 우주선이라는 의미로 A(anthropometric.인체측정학의)가 추가됐으며 2002년부터 비행을 시작했다.


◆발사에서 귀환까지,절묘한 우주콘서트

'소유즈 TMA-12'는 러시아 모스크바에서 남동쪽으로 2100㎞ 떨어진 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 이륙한다. 바이코누르는 1957년 사상 최초로 '스푸트니크' 인공위성을 쏘아올리고 1961년 유리 가가린이 '보스토크 1호'를 타고 인류 최초의 우주비행에 성공했던 곳으로 전세계에서 가장 큰 우주기지이기도 하다.

소유즈 우주선을 실은 '소유즈 FG'로켓은 지상을 떠난 뒤 118초(지상 49㎞ 상공)에 1단 로켓을 분리한다. 226초 후엔 성층권을 벗어난 지점(지상 84㎞ 상공)에서 그동안 고열과 중력에 의한 손상으로부터 비행체의 앞부분을 보호해왔던 페어링을 이탈시킨다. 이어 2단 로켓이 분리된 다음 2단과 3단의 연결부위이자 우주선 본체를 고열로부터 차단하는 후부선체가 떨어져 나가고 마지막으로 발사 후 528초 만에 3단 로켓을 벗어버린다.

이후 소유즈 TMA-12는 자체 엔진으로 비행한다. 이틀 동안 지구를 33~34바퀴 돌면서 고도를 지상 220㎞에서 우주정거장이 있는 지상 350㎞로 높여 도킹하기에 가장 적합한 위치를 맞춘다. 10일 오후 10시에 도킹에 들어간 뒤 3시간여 만에 도킹을 마치게 된다.

이씨는 9박10일간 ISS에 머물며 △차세대 메모리소자 실증 실험 △우주 공간에서 식물의 발아 및 생장의 변화 △초파리를 이용한 중력반응 인자와 노화 촉진 과정 등 18가지 우주과학 실험 임무를 수행한 뒤 19일 낮 12시31분 ISS와의 도킹을 풀고 약 3시간20분 후인 오후 3시52분께 카자흐스탄 초원지대에 착륙하게 된다. 귀환 과정에서 비행방향을 조정하는 우주선 앞부분의 궤도선과 엔진이 장착된 뒷부분의 기계추진선을 버리고 우주인들이 탑승하는 귀환선만 성층권에 진입하게 된다. 귀환선은 외부가 특수 세라믹으로 처리돼 있어 대기권과의 마찰에서 발생하는 1500도의 고열을 견딜 수 있다.

정종호 기자 rumba@hankyung.com