화성 탐사선 스피릿(Spirit)의 발사직전에 일어난 대실패와 거기서 얻은 교훈이란?

2003년 6월에 발사되어, 2004년 1월부터 2011년 5월까지 운용되었던 화성 탐사기 "스피릿(Spirit)"은, "오퍼튜니티"와 함께, 화성에 관한 다양한 조사를 실시했지만, 스피릿 개발을 담당한 NASA의 크리스 레위키 씨가, 스피릿 발사까지 2주를 남겨두었던 날 일어난 큰 문제에 대해 되돌아보고 있는데...

 


스피릿에는 바퀴 구동 및 방향 전환, 로봇 팔과 카메라, 안테나 제어 등을 수행하기 위한 62개의 브러시가 달린 모터가 탑재되어 있었고, 가혹한 환경인 화성에서의 미션을 수행하기 위해, 스피릿에게는 다양한 테스트가 진행되었으며, 레위키 씨는 그 중에서도 로봇팔 끝단에 부착된 암석마모툴(RAT) 모터 테스트를 담당.

2003년 2월 어느 날 진행된 테스트에서는, 탐사선을 장시간 가동시켜 각종 기능이 문제없이 작동하는지 확인. 레위키씨등은, "브레이크 아웃 박스"라고 불리는 장치를 이용해, 모터를 스피릿으로부터 물리적으로 분리해, 외부 전원과 기록 장치에 모터를 접속하는 수법으로 테스트를 실시했는데, 브레이크아웃 박스를 이용하면 모터가 정상적으로 작동할 경우 전류를 나타내는 그래프가 지수함수적으로 감소하고 문제가 있을 경우 다양한 신호가 나온다.

모터로부터 적절하게 신호를 취득하기 위해서는, 모터에 과부족 없이 전력을 주는 것이 중요하며, 만약 접속처를 잘못 선택하면 시스템 전체에 괴멸적인 손상이 가해질 수 있다.

 

https://www.chrislewicki.com/articles/failurestory


레위키씨등이 테스트를 개시하면, 통상 오른쪽 어깨 아래로 내려가는 접힌 선을 나타내는 그래프가 비정상적인 값을 나타내고 있는 것을 발견. 즉시 조사를 시작한 레위키 씨 등은, 전력을 모터가 아닌 실수로 탐사기 전체에 보낸 것을 발견.

스피릿에 관한 다른 테스트를 실시하고 있던 동료 레오씨에게, 레위키씨가 현상을 보고하자 "확실히 조금 전 스피릿으로부터의 신호가 모두 손실되었습니다"라는 답변이 레오씨로부터 전해졌고, 이 자초지종을 들은 레위키 씨의 상사인 존 씨는, 즉시 스피릿을 긴급 정지하고 손상에 대한 브리핑을 하라고 레위키 씨 등에게 지시.

"이번 일로 해고된다"라고 의심을 하고있는 레위키씨에 대해, 조립 시험, 발사 오퍼레이션 매니저 맷씨는 "이번에 일어난 일에 대해 기억하고 있는 것을 모두 메모에 남기라"라고 지시. 이 메모를 바탕으로 개발팀은 스피릿의 현황에 대해 조사를 실시했다.

 

 

 


"큰 전기 펄스가 모터 이외의 의도하지 않은 장소로 흘러간 것", "탐사기로부터의 신호가 모두 상실된 것"이라고 하는 2점을 기초로 조사를 실시한 결과, 전류가 "H-Bridge 모터 드라이버 회로"라고 불리는, 여분의 에너지를 적절히 처리할 수 있는 회로에 흐르고 있던 것이 판명. 또한 대전류가 흐른 결과 시스템이 일시적으로 다운되어 버린 것으로 밝혀졌다.

그래서 개발팀은 평소와 같은 전원 투입 절차를 수행하고, 스피릿을 재부팅. 탑재된 각종 전자기기가 온라인이 되고 소프트웨어가 부팅되어 신호를 전송하는 방법이었지만 아무리 기다려도 신호가 개발팀에게 전송되지는 않았다.

 


"자신의 이름이 우주 탐사 실패의 역사의 한 페이지에 새겨진다"라는 절망 속에서 레위키 씨는, 왜 신호가 전송되지 않는지에 대해 상세한 조사를 실시. 그 결과, 스피릿 전압을 감시하고 있는 멀티미터가 분리되어 모터 테스트에 사용되고 있는 것으로 판명되었고, 이 멀티미터에 대해 당초 레위키씨는 "이번 스피릿의 테스트에는 사용되지 않았다"고 생각한 뒤 떼어냈지만, 실제로는 이 멀티미터가 스피릿으로부터의 신호를 수신하는 회로에 내장되어 있었던 것으로 밝혀졌다. 즉, 무심코 레위키 씨가 멀티미터를 분리해 버림으로써 이번 신호 두절로 이어졌다는 것.

그 후, 멀티미터를 제자리에 되돌려 테스트를 실시한 결과, 정상적으로 스피릿으로부터의 신호를 수신하는 것에 성공. 2003년 6월 스피릿 발사에도 무사히 성공한 레위키 씨는 교훈으로, "이번 실패로 인해 다음에 도움을 줍시다. 실패하는 것은 귀중한 배움의 기회이며, 자신의 능력과 실패에서 벗어날 수 있는 힘을 높여줍니다."라고...

레위키 씨는 그 후 화성 표면 탐사를 실시한 스피릿과 오퍼튜니티의 비행 디렉터로 취임하고, NASA의 특별 공로상을 수상. 레위키 씨는 "이번 실패는 저를 성장시켜 줄 뿐만 아니라, 과제를 극복하는 힘을 주었습니다"라고 회고.