글라이더는 추진력을 만들어주는 엔진 없이 자신의 무게와 바람의 힘을 이용해서 활공비행을 한다. 그렇기 때문에 일단 비행을 시작하게 되면 착륙지점을 벗어나는 것을 경계해야 한다. 왜냐하면 계획보다 낮아서 착륙 예정지까지 갈 수 없다고 하더라도 다시 떠오를 수 없기 때문이다. 그런 점에서 우주왕복선은 글라이더와 비슷하다. 그렇지만 굉장히 빠른 속도로 비행하기 때문에 글라이더와는 비교도 할 수 없이 신중해야 한다. 과연, 저 멀리 우주공간에서부터 떨어져 내리는 우주항공기는 어떻게 착륙하기로 예정된 활주로까지 가는 것일까?

우주왕복선의 귀환

우주왕복선은 궤도에서 벗어나는 순간까지는 로켓과 같은 추력발생장치를 사용해서 고도나 위치를 조정한다. 그러나 궤도에서 벗어나 대기권에 진입하게 되면 엔진은 더 이상 작동하지 않는다. 위에서 소개한 바와 같이 글라이더처럼 활공비행을 통해 인도양에서 호주 상공과 태평양을 거쳐 미국까지 지구 반 바퀴를 날아간다. 이 때 분명한 것은 끊임 없이 고도가 떨어지고 한 시간 동안 19300km 정도의 긴 거리를 날아서 5km정도의 짧은 활주로 위에 정확하게 도착해야 한다는 것이다.

착륙에 실패 했다고 다시 하늘로 떠오를 수 없으며, 활주로에 정확한 속도와 자세로 착륙하지 못하면 그대로 큰 사고가 발생하게 된다. 그야 말로 정확하게 도착해야 한다는 말 외에는 이 상황을 표현할 수 있는 말이 없다. 우주왕복선에게는 온전히 집에 돌아갈 기회가 단 한 번 밖에 주어지지 않는다.

정확한 귀환을 돕는 S자 활공

앞서 말했든 우주왕복선에게는 단 한 번의 기회 밖에 주어지지 않는다. 또한, 당초 예정해두었던 기지 부근의 기상 상황이 좋지 않으면, 계획대로 착륙하지 못하고 착륙이 가능한 다른 기지를 찾아가야 한다. 그렇기 때문에 우주왕복선은 궤도에서 벗어나는 순간부터 100km의 고도까지 내려올 때까지는 활주로까지 가는 적절한 고도보다 더 높은 고도에서 비행을 한다. 예를 들자면, 이론상으로 활주로까지 10000km 남은 상황에서는 110km의 고도에 위치해야 활주로까지 활공비행을 통해 갈 수 있다면, 실제로는 우주왕복선은 120km와 같이 더 높은 고도 상에서 활공비행을 한다.

우주왕복선이 100km의 고도까지 내려온 순간부터는 이론상으로 계산되었던 고도까지 내려가기 되는데, 이 때 고도를 확 낮추는 대신 사용 되는 것이 바로 S자 활공이다. S자 활공은 스키 선수가 경사가 너무 가파른 코스에서 속도가 너무 빨라지는 것을 막고 안전하게 내려오기 위해서 쓰는 방법과 비슷하다. 우주왕복선은 지구 귀환 비행 동안 한쪽 날개가 항상 지상을 향해서 비행하고, 왼쪽으로 몇 분 날다가 다시 오른쪽으로 몇 분 나는 방식으로 S자 활공을 한다.

S자 활공을 통해서 얻을 수 있는 이점은 비행 거리를 늘려줘서 우주왕복선이 표면온도를 적절히 유지하면서 고도도 낮출 수 있다는 점이다. 그래서 대기권의 영향으로 고도가 덜 낮아지면, 비행거리를 늘리면서 고도도 낮추는 S자 활공을 하고 고도가 낮아지면 이전까지 해왔던 진선 활공을 통해 목적지까지 날아간다. 이 때, 비행은 우주왕복선의 내장된 컴퓨터가 계산을 통해서 정확한 자세와 속도를 만들어 준다.

내장 컴퓨터가 고장난다면?

내장 컴퓨터가 고장난다면, 비행 시는 물론이고 착륙에서까지 자동 조작의 도움을 받을 수 없다. 이 때는 선장이 직접 수동 운전으로 우주왕복선을 몰아야 되는데, 이것은 굉장히 힘든 일이다. 활주로가 보이는 마지막 1분의 비행이라면 조종실의 창문을 통해서 우주왕복선의 자세와 위치를 어느 정도 판단해서 일반 항공기들처럼 착륙할 수 있다. 그러나 귀환 비행은 대부분의 시간을 바다 위를 가로지르는데 사용하기 때문에 조종사는 밖을 볼 수 있어도 목적지까지 제대로 가고 있는지 등의 사항에 대해 판단할 수 없다.