이소연 씨(왼쪽)가 지구 귀환 하루 전인 18일 소유스호를 함께 타고 내려올 러시아 우주인 유리 말렌첸코(가운데), 미국 여성우주인 페기 윗슨 씨와 무사 귀환을 다짐하고 있다. 로이터 연합뉴스

귀환선 하강속도 초속 230m… 몸무게 7배 압력 받아

8km 상공서 낙하산… 불시착 대비 특수차량 등 배치

8일 러시아 유인 우주선 소유스호 발사와 함께 12일간의 우주비행을 마친 한국 최초 우주인 이소연 씨는 어떤 과정으로 지구에 내려올까. 이 씨는 지상 350km 상공의 국제우주정거장(ISS)까지 타고 올라갔던 소유스 TMA-12호 대신 6개월 앞서 올라간 소유스 TMA-11호를 타고 내려온다. ISS는 우주인들이 탈출해야 하는 만일의 사태에 대비해 가장 최근에 올라온 소유스 우주선을 예비용으로 두고 있다.

○ 대기권 진입 때 7도 각도 유지해야

1초에 7.4km 속도로 움직이는 ISS에 도킹했을 때처럼 이 씨의 귀환 과정에는 첨단 제어기술이 사용된다.

19일 오후(한국 시간) ISS에서 분리된 소유스호는 우주 궤도를 차츰 벗어나 약 3시간 7분 뒤 121.9km 상공의 지구 대기권에 진입한다. 그 사이 소유스호는 지구 귀환에 불필요한 추진 모듈과 기계 모듈을 떼어내고 귀환선만 남게 된다.

귀환선이 대기권에 진입할 때는 각도를 7도로 유지해야 한다. 이 각도보다 작으면 우주로 튕겨나 우주미아가 되고, 크면 우주선이 불에 타게 된다. 이때 하강 속도는 초속 230m. 우주인은 자기 몸무게의 7배의 힘에 짓눌리는 느낌을 받게 된다.

대기권에 진입하면 귀환선은 엔진을 점화해 속도를 줄이다가 여객기의 비행고도인 8km 상공에 이르면 주 낙하산을 펼친다. 착륙 직전 귀환선은 다시 한 번 엔진을 점화해 사람이 살짝 뛰었다 떨어지는 정도로 속도를 줄인다.

귀환 시작 3시간 27분 후 귀환선은 발사 기지였던 카자흐스탄 바이코누르와 북부 코스타나이 사이 초원지대에 내려앉는다.

○ 불시착 염려 없나

지난해 10월 말레이시아 우주인이 탄 귀환선은 예상 지점에서 600km 떨어진 곳에 착륙했다. 우주선이 대기권 진입 때 ‘통제 불능’ 상태에 빠져 낙하산을 펴는 시기가 늦어졌기 때문이다. 불과 10분을 허둥대는 사이 수백 km나 멀어진 것이다.

러시아 연방우주청과 한국항공우주연구원은 이런 상황에 대비해 이 씨의 예상 착륙 지점에 레이더를 실은 특수차량과 헬리콥터 10대를 배치했다.

소유스 귀환선은 평야지대에 내려오는 게 관례지만 바다나 호수에 착륙해도 아무런 문제가 없다. 불시착 때를 대비해 각종 생존용품이 실려 있으며 우주인들은 이를 활용해 2, 3일간 버틸 수 있다.

○ 과학실험-만찬 통해 한국 저력 알려

발사 후 이틀간의 비행을 거쳐 11일 오전 ISS에 도착한 이 씨는 잘 때를 빼고는 시간을 분초 단위로 나눠 쓰며 국내 과학자와 학생들이 제안한 18가지 과학실험을 수행했다.

이 씨는 매일 얼굴이 부은 정도를 확인하기 위해 ‘셀카’를 찍고, 하루 서너 차례 가동되는 13가지 실험장비를 확인했다. 또 한국에서 가져간 초파리와 각종 씨앗이 우주 환경에서 성장하는 과정을 기록했다. 콩나물은 우주에서 두 갈래로 뿌리가 났다.

이 씨는 또 미국 및 러시아 우주인들과 한국 음식을 나눠 먹고 기념품을 교환하는 등 우주 공간에서 한국 문화 알리기에도 힘썼다. 13일 열린 우주인 기념 만찬에서는 지상에서 가져간 밥과 볶은 김치, 된장, 수정과를 동료들과 나눠 먹으며 한국 음식 맛을 알렸다.