Cassini 1997-2017: 끝없는 발견의 항해, 10억 킬로미터 이상 떨어진 신비한 바다에서의 삶에 대한 희망
IST 오늘 오후 5시 30분경, NASA의 카시니 우주선은 13년 전 토성 세계에 도착한 이래로 사랑했던 행성의 마지막 포옹의 압력과 온도에 의해 부서질 것입니다. 인류의 거대한 행성간 도약은 천문학의 가장 위대한 발견의 문을 열었습니다.
카시니(NASA)가 본 토성 1997년 NASA는 화성 패스파인더 미션의 완벽한 착륙으로 붉은 행성으로의 귀환을 축하했습니다. Mars Pathfinder는 2년 전 Kevin Costner의 영화인 Waterworld보다 비용이 적게 드는 매우 검소한 임무였습니다. 그러나 10배 이상 비싸고 약 10년 동안 개발 중인 훨씬 더 큰 임무도 언론이나 대중의 큰 관심 없이 1997년에 시작되었습니다.
NASA의 주력 임무인 유럽 우주국(European Space Agency)과 협력한 카시니 호이겐스(Cassini Huygens)는 행성과 위성을 연구하기 위해 토성으로 향했습니다. 보이저 1호와 보이저 2호, 그리고 파이오니어가 여러 차례 비행한 결과 NASA가 주도하는 우주 기관 컨소시엄이 토성에 대한 주요 임무를 수행할 시간이 도래했다고 확신시키기에 충분한 흥미로운 데이터가 나왔다. 토성은 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 임무는 플루토늄 연료 방사성 열 발생기로 구동됩니다. 임무에 필요한 전력은 실내 에어컨에 필요한 전력보다 적으며 100와트 전구 8개와 같습니다. 카시니는 태양계에서 가장 흥미롭고 지구와 유사한 위성 중 하나인 타이탄에 착륙을 시도하는 호이겐스 탐사선을 운반할 것입니다.
카시니호는 토성에 가는 경치 좋은 길을 택했습니다. 금성, 지구, 목성을 지나 7년 만에 목적지에 도달하기 위해 20억 마일을 날아갔습니다. Cassini가 토성 주위에 궤도를 삽입할 준비가 되었을 때 NASA의 차세대 화성 탐사선인 Spirit과 Opportunity는 이미 지상에 착륙했습니다.
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지구와 화성은 유사점을 공유합니다. 둘 다 규산염으로 만들어진 지구형 행성이며 둘 다 지표수가 있습니다. 그러나 토성은 완전히 다릅니다.
토성에 착륙한다고 상상해보십시오. 걸을 수 있는 단단한 표면이 없습니다. 토성은 금속성 핵과 액체 수소로 덮인 금속성 핵을 가지고 있습니다. 그것은 가스로 구성되어 있으며 이론적으로 물 위에 뜰 수 있습니다. 토성의 밀도는 물의 밀도보다 30% 낮습니다. 행성의 부피는 지구보다 약 700배 더 크지만 밀도는 지구의 1/8입니다.
지구에서 단 하나의 달만 보는 것이 지겹습니까? 토성에는 62개가 있습니다. 그 중 가장 큰 타이탄은 행성 수성보다 큽니다.
허리케인 어마가 나쁘다고 생각했다면 이것에 대해 생각해 보십시오. 토성의 폭풍은 시속 1,200마일로 약 10배 강하고 수년에서 수십 년 동안 지속됩니다.
지구에 번개가 치는 것이 두렵습니까? 토성의 폭풍은 때때로 1/10초마다 번개를 생성합니다.
지구에서 늙어가는 느낌? 토성의 1년은 지구의 29년입니다!
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그렇다면 카시니의 14년 임무 동안의 과학 성과는 무엇이었습니까? 우주선은 위성의 150개 이상의 플라이바이를 포함하여 토성 주위를 약 300회 공전했습니다. 그것은 6개의 새로운 위성과 다른 위성에서 2개의 지하 바다를 발견했습니다. 지구와 마찬가지로 토성에도 사계절이 있습니다. Cassini는 그 중 세 가지를 샘플링할 수 있었습니다.
Huygens 탐사선은 수많은 장비를 탑재했으며 토성의 대기를 통해 약 3시간 동안 강하하여 생존하고 해상 착륙에서도 생존하도록 설계되었습니다. 그것은 NASA가 우주선을 착륙시킨 가장 먼 천체인 타이탄에 성공적으로 착륙했습니다.
지구와 마찬가지로 타이탄의 대기는 주로 질소이며 미량의 메탄이 있습니다. 지구의 메탄에는 생물학적 원천이 있기 때문에 타이탄의 메탄이 생명과 관련이 있는지 여부가 문제입니다. Huygens 탐사선은 Titan의 매혹적인 세계를 보여주었습니다. 온도는 약 -180C 또는 남극 대륙보다 낮고 대기압은 지구 표면보다 약 50% 높습니다. 메탄은 지표면에 더 가깝고 지표면 근처에 액체 메탄 공급원이 있을 수 있습니다.
지구에 있는 화산의 사진은 뜨거운 화산 마그마와 가스의 이미지를 떠올리게 합니다. 차가운 화산을 상상해보십시오. Cassini-Huygens 탐사선은 물 얼음과 탄화수소 혼합물이 Titan의 두꺼운 대기로 분출되는 화산인 극저온 화산 활동의 강력한 증거를 발견했습니다. 사실, 극저온 화산 활동은 이제 외부 행성의 위성에서 상당히 흔한 것으로 생각됩니다.
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태양계의 어디에서 생명체를 찾을 수 있습니까? 이것은 아마도 카시니의 가장 위대한 발견일 것입니다. 우주선의 데이터에 따르면 토성의 위성 엔셀라두스의 얼음 지각 아래에는 태평양보다 깊은 큰 바다가 있습니다. 어떤 곳에서는 지각의 두께가 약 1마일에 불과합니다. 더군다나 엔셀라두스의 내부에 열원이 있을 가능성이 있어 바다의 물이 표면에서 분출하게 됩니다. Enceladus의 바다는 어둡고 태평양의 평균 깊이보다 8배 더 깊습니다.
이 생태 환경은 지구와 소름 끼치도록 유사하며 지구에서는 그러한 서식지가 생명을 지원합니다. 대부분의 지구의 바다는 어둡습니다. 햇빛이 스며들지 않는 무극성 지대는 표면에서 불과 1km 떨어진 곳에서 시작하는 반면 바다는 마리아나 해구와 같은 곳에서 11km까지 깊을 수 있습니다. 지구에는 해저에서 화산 활동이나 열수 활동을 일으키는 열원이 있습니다. 이 열수 분출구는 한때 생명체가 살기 힘든 곳으로 여겨졌습니다. 결국 어떤 유기체가 얼음처럼 차가운 물, 칠흑 같은 어둠, 고압의 해저, 유황이 풍부한 산성 조건에서 살까요? 그러나 NASA의 지원을 받은 최근 연구에 따르면 수중 화산 분출구에서 생명체가 번성하는 것으로 나타났습니다. 빛이 없기 때문에 일부 미시적 유기체는 화학독립영양(chemoautotrophic)으로 화학 반응에서 에너지를 얻습니다. 지구 표면의 유기체는 광독립영양(빛으로부터 에너지를 얻음)인 것과는 대조적입니다.
***수십억 달러짜리 질문은 다음과 같습니다. 만약 생명체가 지구 해양 아래 열수 분출구에서 발견된다면 생명체는 Enceladus의 거대한 지하 바다의 어두운 깊이에 숨어 있습니까? 그렇다면 이러한 생명체의 속성은 무엇입니까? 그들은 현미경입니까? 그들은 화학 독립 영양입니까? 바라건대, 앞으로 수십 년 동안 Cassini에 대한 후속 임무가 답을 제공할 것입니다.
이 세상 밖의 삶 (출처: 나사)
1997년 10월 15일, 리프트오프: Titan IVB/Centaur는 Cassini 궤도선과 ESA의 Huygens 탐사선을 싣고 이륙했습니다.
1998년 4월 25일, 첫 번째 금성 비행: Cassini-Huygens는 금성 표면에서 284km(176마일) 이내로 금성을 비행했습니다. Gravity Assist는 우주선을 약 7km/s로 가속시켜 토성에 도달하도록 도왔습니다.
1999년 6월 24일, 두 번째 금성 비행: 태양 주위를 다시 한 번 여행한 후 카시니-호이겐스는 또 다른 중력 지원을 위해 금성의 두 번째 비행을 수행했으며 이번에는 행성에서 600km 이내에 도달했습니다.
1999년 8월 17일, 지구-달 비행: 발사 후 거의 2년 후 Cassini-Huygens는 지구에서 1,100km 이내를 비행하여 5.5km/s의 속도 향상을 얻었습니다.
1999년 12월-2000년 4월, 소행성대 통과: Cassini-Huygens는 벨트를 협상한 7번째 우주선이 되었습니다.
2000년 12월 29일, 목성 탐사: Cassini-Huygens는 12월 30일에 1000만km의 목성에 가장 가깝게 접근하여 이미 목성을 도는 갈릴레오 우주선과 함께 목성 시스템에 대한 독특한 통찰력을 제공했습니다.
2002년 10월 31일, 카메라 테스트 확인: 카시니는 토성에 도달하기 20개월 전에 카메라 테스트를 하는 동안 토성의 이미지를 캡처했습니다. 당시 토성에서 2억 8,500만 km 떨어져 있었고, 지구와 태양 사이 거리의 거의 두 배였습니다.
2004년 4월 7일, 토성 폭풍 관찰: 토성에 도착한 지 3개월 후 카시니는 두 개의 폭풍이 합쳐져 더 큰 폭풍이 되는 것을 관찰했습니다. 이 현상은 토성에서 두 번째로 관찰되었습니다.
2004년 5월 31일, 두 개의 초승달: 카시니는 이전에 알려지지 않은 두 개의 위성인 지름 3km와 5km의 메톤과 팔레네를 발견하여 토성의 알려진 위성의 수를 60개로 늘렸습니다.
2004년 6월 10일, 우선 피비: Phoebe는 Cassini의 많은 달 플라이 바이 중 첫 번째였습니다. 우주선은 1981년 피비에서 220만km 이내에 도달한 보이저 2호보다 1,000배 가까이 어두운 달에서 2,000km 이내를 비행했습니다.
2004년 6월 30일, 토성 궤도 삽입: 호이겐스 탐사선을 여전히 들고 있는 카시니는 토성을 도는 최초의 우주선이 되었습니다.
2004년 10월 24일, 타이탄과의 첫 만남: 우주선은 타이탄 표면 위 1,200km에서 토성의 위성 타이탄의 흐릿한 대기를 성공적으로 훑어본 후 정보와 사진을 다시 전송했습니다.
2004년 12월 23일, Huygens 탐사선 분리: 호이겐스 탐사선이 카시니 궤도선에서 분리되어 타이탄으로의 3주 여행 시작
2005년 1월 13일, 타이탄으로의 하강: Huygens는 외부 태양계의 모든 세계에 처음이자 유일한 착륙인 Titan에 착륙했습니다. 하강은 2시간 27분 동안 지속되었으며 배터리로 구동되는 탐사선은 타이탄 표면에서 72분을 더 살았으며 지구의 기상과 지질학을 비정상적으로 보여주는 장엄한 이미지를 전송했습니다.
2006년 3월 8일, 달의 액체 물: 과학자들은 토성의 작은 위성인 엔셀라두스의 남극 지역에 거대한 증기 구름을 공급하는 액체 저수지의 증거를 발표했습니다. 2월 초 카시니는 엔셀라두스에서 대기와 같은 것을 발견했습니다.
2008년 5월 31일, 초등회 임무 종료: 토성에서 4년 동안 카시니는 행성, 고리, 위성에 대한 풍부한 새로운 지식을 밝혀냈습니다.
2010년 2월 2일, 임무가 2017년으로 연장됨: 확장을 통해 카시니는 태양 주위를 도는 행성의 30년 공전 궤도의 거의 절반에 걸쳐 토성 시스템의 계절적 변화를 관찰할 수 있었습니다.
2011년 6월 21일, Enceladus의 숨겨진 바다: Cassini는 Enceladus의 얼음 지각 아래에서 대규모 염수 저장소에 대한 더 많은 증거를 발견했습니다.
2012년 3월 1일 Dione의 신선한 공기 힌트: 카시니는 토성의 위성 디오네 주변에서 분자 산소 이온의 냄새를 맡았습니다. 이온은 희박합니다 — 11 입방 cm마다 하나씩
2014년 3월 5일, 100번째 타이탄 비행: 각 비행은 타이탄과 지구와의 놀라운 유사성에 대해 조금 더 많은 지식을 제공했습니다. 타이탄은 정말 초기에 얼어붙은 지구입니다.
2014년 7월 27일, Enceladus의 간헐천 101개: 101개의 뚜렷한 간헐천이 액체 상태의 물이 달의 지하 바다에서 지표면까지 도달할 수 있다고 제안했습니다.
2017년 4월 12일, 생명을 위한 에너지? 과학자들은 엔셀라두스(Enceladus)의 지하 바다에서 잠재적으로 생명의 화학 에너지원을 제공할 수 있는 수소 가스의 표시를 발표했습니다.
2017년 4월 23일, Final Titan 비행: 카시니는 127번째이자 마지막 접근에서 타이탄 표면 위 979km를 통과했습니다.
2017년 4월 26일, 그랜드 피날레 시작: Cassini는 토성과 가장 안쪽 고리 사이의 간격을 통해 22개의 대담한 루프를 통해 역사적인 임무의 끝을 알렸습니다.
2017년 9월 15일, 그랜드 피날레: 우주에서 20년이 채 안 되는 한 달 동안 카시니는 토성의 대기에 마지막으로 뛰어들 것입니다. 토성의 마지막 포옹의 압력과 온도에 의해 부서지고 기화됩니다.
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