우주정거장(프리덤)

자유 우주정거장(영어: Space Station Freedom)은 980년대~1990년대 초반에 미국 NASA가 지구 궤도에 건설하려 하였던 항구적인 유인 우주정거장이다.
우주왕복선의 완성에 힘입어 NASA는 대형 영구 유인 우주정거장 건설을 위해 소리쳤다. 당시 NASA 국장이었던 제임스 벡스는 "이것은 우주 개발의 다음 필연적인 단계"라고 말했다. 그리고 새로운 우주정거장은 소련의 미르 우주정거장에 대한 미국의 대항책이 될 것이었다. 그 당시 미국 대통령 로널드 레이건의 허가를 받아 1984년 국정 연설에서 공표되었다. 하지만, 1986년 챌린저 우주 개발에 필요한 건설비의 상승과 우주왕복선 폭발 사고로 이 계획은 재평가받게 되었고, 결국 너무 우람한 이 우주정거장은 건설에 필요한 엄청난 비용과 시간을 견디지 못하고 계획이 취소되었고, 이 계획은 셔틀-미르재단 계획과 국제우주정거장(ISS)으로 연결된다.
NASA에서는 나중에 '자유(자유)'라고 명명된 이 우주정거장의 기능 중 중력 연구 시설, 인공위성의 수리 시설, 천문 관측 시설, 우주선 조립 시설, 기업을 위한 극미중력 실험 시설의 기능이 요구되었다.
미국 대통령은 1984년에 자유 우주정거장 건설 계획을 발표하면서, "우리는 모두 먼 우주를 향한 우리의 꿈을 추구하고 평화와 경제와 과학의 발전을 위해 우주에서 일하고 우주에서 거주할 수 있다"라고 말했다. 이후, 미국은 자유를 유럽 우주국(ESA), 캐나다, 일본 등과 공동으로 건설하기로 하였다.
대통령의 발표에 이어, NASA는 우주정거장이 잠재적으로 어떤 종류의 이용 가능성을 가졌는지와 과학 연구 및 산업 이용에 대해 미국뿐만 아니라 국외에 대해서도 검토를 시작했다. 이에 따라 가능성이 있는 수천 건의 임무와 탑재 장비의 데이터베이스가 작성되었다. 지구 저궤도에서 실행할 수 있는 임무뿐만 아니라, 행성 탐사 계획에 이용할 가능성도 검토되었다. 1980년대 초반, 1990년대 초반, 여러 차례의 우주 왕복선의 비행으로 임무를 시험하고 우주정거장에서의 우주 유영을 행하기 위한 선외 활동을 시험했다. 초기 디자인의 설립 후 계획의 범위 및 비용이 광범하게 성장, 발전했다.
NASA는 검토 작업과 예비 디자인을 주문했고, 건설 비용의 증가로 장기적인 운영 비용 절감을 비교하고 교환이 이루어졌다.
NASA는 조립 초기 단계에서 승무원이 계류할 수 있다는 보호가 없는 상태의 우주정거장을, 우주 왕복선의 도킹 중에 작업을 실시하는 방향으로 연구 활동에 이용할 수 있도록 하는 설계 계획을 작성했다. 이 계획은 '방문 우주정거장'이라고 지칭되었다.
챌린저 우주왕복선 폭발 사고 이후, 우주정거장의 유효성과 안전성이 재평가되었고, 설계를 재검토하기 위해서 평가 결정 작업팀이 편성되었다. 존슨 우주 센터 내에 신설된 우주정거장 계획 사무소는 향후 계획의 기본으로 사용되는 첫 번째 대조 구성안을 결정했다. 여기서 구상된 것 중에는 중앙 용골(기본 뼈대) 하단의 5개의 모듈 위쪽에 관절로 연결된 태양 전지 패널을 설치하는 것과 더불어, 서비스 베이(위성 등의 조립 및 정비를 하는 시설)의 설치도 계획되었다. 소위 "파워 타워"라고 하는 구상안이었다.
시스템 요구 검토 회의에서 보다 괜찮은 극미중력 환경을 얻을 수 있도록 모듈을 트러스 중앙의 중심에 가까운 장소로 옮겨, 2개의 큰 용골 트러스 구조를 증가시킨 2중 용골 설계 방안으로 구성을 수정했다. 국제 협력 체제가 성립됨으로, 미국의 연구 모듈은 2개에서 1개로 줄여졌고, 대신 유럽과 일본 모듈의 설치 장소가 추가되었다. 또한 설계의 결함을 보완하기 위해 전반적인 개조 작업을 행한 결과 많은 시스템이 수정 또는 삭제되었다. 우주정거장에 비치할 예정이었던 궤도 간 수송기는 계획이 지연되어 거주 모듈은 8명의 승무원이 이용하는 모듈을 1개만 설치하게 되었다.
챌린저 우주왕복선 폭발 사고 이후에 검토된 안전 대책을 근거로 해 세부 설계나 조립 순서의 변경을 고려하면서, 2중 용골 설계 방안을 그대로 사용할지가 논의되었다. 존슨 우주 센터는, 우주정거장의 조립에 필요한 선외 활동의 양과 챌린저 우주왕복선 폭발 사고 후의 안전을 위해서 셔틀의 수송 능력이 저하된 것에 대해 우려를 분명하게 드러냈다.
챌린저 사고 이후의 기본 계획을 밟은 계획 비용 재검토 보고서가 작성되었다. 이 보고서는 NASA가 확실한 근거와 함께 비용과 스케줄을 확정하는 것을 목적으로 하고 있었다. 보고서에서는 2중 용골 설계 구성의 비용은 182억 달러(1989년 가치)로, 첫 발사 시기가 당초의 1993년 1월에서 1994년 1월로 늦춰졌다.
이 계획은 1987년 9월에 국가 과학 연구 위원회에서 승인되어 2단계의 설계를 결정하기 전에 장기적인 국가적 목표를 수립하도록 권고되었다.
2중 용골 구조의 재검토와 병행해 NASA는 보다 비용이 저렴한 새로운 기본 구성안의 검토를 실시했다. 이 구성안은, 우선 모듈을 중심으로 한 스카이랩과 같은 우주정거장을 건설해 단계적으로 2중 용골 구성으로 조립해 나간다는 것이었다. 이 계획은 2개의 단계로 나뉘어 있었다. 제1단계에서는 중앙부의 모듈과 횡 방향인 트러스를 설치하지만, 테두리와 같은 용골은 설치하지 않는다. 태양 전지 패널은 75kW 이상의 전력을 확보할 수 있도록 설계되지만, 극궤도 플랫폼과 궤도 상품 업장의 설치는 더 연기되었다. 보고서는 비용을 억제해 부정적 영향을 최소화하면 계획 실행이 가능하다고 결론지었고, 이 새로운 계획을 수정 기본 구성이라고 이름 붙였다. 새로운 계획의 개발비는 153억 달러(1989년 가치)로, 첫 발사는 1994년의 4분기로 계획되었다.