우주 유영

개념과 용어

우주 유영은 우주비행사가 우주선 밖 진공에서 수행하는 활동을 가리킨다. 여기에는 선체 밖으로 완전히 나가는 유영, 해치에 걸터앉아 상반신만 내미는 스탠드업 EVA(SEVA), 달·행성 표면 활동이 모두 포함된다. 영어권의 '선외 활동'(extravehicular activity, EVA)이 이 넓은 범주를 가리키는 표준 용어이며, 소련·러시아와 유럽에서는 같은 뜻으로 '선외 활동'(внекорабельная деятельность, ВКД)을 쓴다. 소련은 자국 우주선 밖으로 나가는 일을 '열린 우주로의 진출'(выход в открытый космос)이라고 불렀고, 러시아어권에서는 이 말이 선체 밖 작업 전반을 가리키는 용어로 남았다. 우주 유영은 선외 활동의 한 형태일 뿐 그 전부는 아니다.

EVA는 우주선과 연결된 안전 밧줄과 산소 공급선에 묶인 계류식과 완전히 자유 비행하는 무계류식으로 나뉜다. 무계류 유영은 1984년 유인 기동 장치(MMU)를 사용한 세 차례 임무에서 처음 수행되었다.

기산점의 차이

미국과 소련은 EVA의 시작과 끝을 다르게 정의했다. 소련 우주선은 처음부터 별도의 감압 가능한 에어록을 갖추었기 때문에, 우주비행사가 에어록을 감압해 진공에 들어서는 순간을 시작으로, 해치를 닫는 순간을 끝으로 보았다. 초기 미국 우주선에는 에어록이 없어 선실 전체를 감압해야 했고, 그래서 우주비행사의 머리가 선체 밖으로 나오는 순간을 시작으로 계산했다. 오늘날 미국 기준은 우주복을 자체 전원으로 전환하는 시점을 시작으로, 가압을 시작하는 시점을 끝으로 삼는다. 같은 비행을 두고도 어느 쪽 기준을 적용하느냐에 따라 기록되는 활동 시간이 달라지는 이유가 여기에 있다.

최초의 우주 유영과 미·소 경쟁

보스호트 1·2호는 미국의 제미니·아폴로 계획에 맞서 소련의 우주 선도를 지키기 위해 단좌 보스토크를 개조해 급히 만들어진 기체였다. 에어록을 갖춘 보스호트 2호는 1965년 3월 18일 알렉세이 레오노프와 파벨 벨랴예프를 태우고 발사되었다. 레오노프는 5.35미터의 계류줄 끝까지 나아가 지구를 관측했고, 진공 속에서 부풀어 오른 우주복은 관절을 뻣뻣하게 만들어 가슴에 단 사진기의 셔터까지 손이 닿지 않게 했다. 에어록으로 돌아온 뒤에는 머리부터 들어간 탓에 몸이 옆으로 걸려 빠져나오지 못했고, 안전 한도를 밑도는 수준까지 우주복의 압력을 빼내고서야 겨우 몸을 움직일 수 있었다. 20분 만에 체온이 1.8도 올라 열사병 직전까지 갔으며, 그는 이 조치를 무선으로 보고하지 않았다. 소련 국영 라디오와 텔레비전은 임무에 문제가 생기자 우주선 중계를 중단했다. 타스는 그가 건강하다고 보도했고, 우주복과 관련한 구체적인 경위는 임무 종료 뒤에야 드러났다. 소련이 다음 EVA를 시도하기까지는 거의 4년이 걸렸다.

미국은 1965년 6월 3일 제미니 4호에서 에드워드 화이트가 21분간 선외 활동을 수행하면서 뒤따랐다. 소련은 1969년 1월 소유스 4·5호 사이의 최초 승무원 이동 EVA를 수행했지만, 세 번째 EVA까지 다시 9년 가까이 걸렸다. 미국은 1969년 7월 20일 아폴로 11호의 월면 활동으로 지상 EVA를 처음 수행했고, 1971년 8월 5일 아폴로 15호의 앨프레드 워든은 달에서 지구로 돌아오는 길에 최초의 심우주 EVA를 수행했다.

기술의 확장

1973년 스카이랩 2호 승무원은 발사 중 파손된 태양전지판과 열차단막을 우주 유영으로 복구해 우주선 최초의 궤도 수리를 수행했다. 소련은 1977년부터 1982년까지 살류트 6·7호에서 EVA를 재개했고, 1984년 7월 25일 살류트 7호에서 스베틀라나 사비츠카야와 블라디미르 자니베코프가 우주 최초의 금속 용접 작업을 수행했으며, 사비츠카야는 우주 유영을 한 최초의 여성이 되었다.

1980년대 셔틀 시대에 이르러 선체와 독립된 생명유지 장치를 갖춘 선외 활동 장치(EMU)가 도입되면서 우주 유영의 성격도 바뀌었다. 1990년대에는 허블 우주망원경 수리와 국제우주정거장 조립이 EVA로 수행되었고, 2008년 중국이 선저우 7호로 미국·소련에 이어 세 번째로 독자적 EVA를 수행했다. 2024년 9월에는 민간 자금으로 수행된 최초의 EVA가 폴라리스 던 임무에서 이루어졌다. 한국어권에서는 우주선 밖 활동 전반을 선외활동, 그중에서도 완전히 선체를 떠나 떠다니는 활동을 우주유영이라 구분해 부르기도 한다.

위험과 안전

우주 유영은 여러 이유로 위험하다. 궤도 속도에서는 작은 도료 조각이나 모래알의 운동 에너지도 총알에 맞먹기 때문에 우주 파편과의 충돌이 치명적일 수 있다. 우주선에서 떨어져 나가 호흡 혼합기를 모두 소진하면 사망에 이르고, 우주복이 찢어져 감압되면 저산소증으로 빠르게 사망할 수 있다. 지금까지 우주 유영으로 인한 사망 사고는 알려져 있지 않지만, 그만큼 위험이 현실적이어서 우주선 설계자들은 원격 조종 로봇으로 선외 작업 필요 자체를 줄이려 애써 왔다.