설명: NASA의 Perseverance와 중국의 Tianwen-1, 화성에 대한 수많은 임무

금요일 인도 시간 초에 NASA의 Perseverance 로버가 화성에 착륙할 예정입니다. 지난 주 UAE의 Hope 임무는 화성 궤도에 진입했고 중국 임무도 바짝 뒤따랐습니다. 소함대는 일반적으로 행성 탐사, 특히 화성 탐사의 확산을 나타냅니다.

NASA의 Perseverance 로버가 화성에 착륙하는 모습. 로버가 2월 18일에 안전하게 착륙하려면 수백 가지 이벤트가 완벽하게 실행되어야 합니다. (출처: NASA/JPL-Caltech)

두 행성이 태양을 중심으로 회전하고 따라서 서로에 대해 일정한 운동을 하기 때문에 화성에 가는 것은 사소한 일이 아닙니다. 지구와 화성은 26개월마다 서로에 대해 가장 가까운 거리에 있으며, 이때 지구인이 화성에 임무를 보내려고 합니다.

1960년대 이후로 2년마다 다른 우주 기관이 화성에 임무를 보냈습니다. 1976년과 1992년 사이에 많은 출시 기간이 사용되지 않았습니다. 때때로 발사 창에 여러 임무가 있었습니다.

그러나 역사상 한 번의 발사 창에서 화성으로 향하는 3개의 우주 기관은 없었습니다. 그리고 역사상 그렇게 많은 우주 기관이 동시에 화성이나 화성 궤도에 대한 임무를 수행한 적이 없습니다. 현재 미국, 유럽연합, 인도, 중국, 아랍에미리트 등 5개 우주국의 우주선 10개가 화성 궤도를 돌거나 지상에 있습니다. 로버 2명 더 — NASA의 인내 그리고 중국의 천문-1 — 각각 2021년 2월 18일과 5월 화성에 착륙할 예정입니다.

NASA에는 착륙선(Mars Insight), 로버(Curiosity) 및 3개의 궤도선(Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN)이 있습니다. 인도에는 궤도선(Mangalyaan-1)이 있습니다. EU에는 2개의 궤도선(Mars Express 및 ExoMars Trace Gas Orbiter)이 있습니다. 그리고 중국과 UAE는 각각 궤도선을 가질 것입니다(각각 Hope와 Tianwen-1).

소함대는 일반적으로 행성 탐사, 특히 화성 탐사의 확산을 나타냅니다. 이는 발사 비용을 절감하고 우주 탐사에 필요한 기술을 더 저렴하게 이용할 수 있기 때문입니다.

Amitabha Ghosh 박사는 워싱턴 DC에 거주하는 NASA 행성 과학자입니다. 그는 1997년 Mars Pathfinder Mission을 시작으로 여러 NASA Mars Missions에서 일했습니다. 그는 Mars Exploration Rover Mission의 Science Operations Working Group 의장을 역임했으며 10년 이상 화성에서 전술 Rover Operations를 이끄는 임무를 맡았습니다. 그는 우연히 다른 행성에서 분석된 최초의 암석이었던 화성의 첫 암석 분석을 도왔습니다.

희망이라는 UAE의 사명

지난 7월 화성에 발사된 3개의 미션 중 2개는 이미 운영 중이다. 작지만 부유한 나라 UAE<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the 호프 오비터 2월 9일에 궤도에 진입했다. UAE는 화성을 향한 경쟁에서 하루 차이지만 중국을 꺾었다.

UAE 임무는 화성의 대기를 연구하고 화성이 대기를 잃어버린 방법과 이유에 대한 수십억 달러의 질문을 해결하려고 할 것입니다. 대기의 손실은 지표수의 손실과 생명체가 살기 좋은 환경의 손실을 초래했습니다.

중국 실험

중국 국가 우주국은 달에 대한 창어(Chang'e) 임무의 성공적인 연속에서 배운 교훈을 가지고 화성에 도착했습니다. 특히 Chang'e 4 탐사선은 25일 이상의 음력 밤(매일 밤은 지구의 14일) 동안 생존할 수 있었습니다. 이는 온도가 -170°C까지 내려갈 수 있기 때문에 이것은 놀라운 공학적 위업입니다. Chang'e 5 미션은 2020년 12월 암석 샘플을 성공적으로 지구로 가져올 수 있었습니다.

중국에서 화성으로 가는 첫 번째 임무인 Tianwen-1은 2월 10일 궤도 삽입에 성공했습니다. Tianwen-1은 궤도선, 착륙선 및 로버를 탑재하고 있습니다. 로버 착륙에 대한 중국의 접근 방식은 다소 다릅니다. NASA 로버와 달리 Tianwen-1은 올해 5월 착륙을 시도하기 전에 몇 달 동안 화성 궤도를 돌게 됩니다.

우주선에는 다양한 과학적 문제를 해결할 수 있는 일련의 도구가 있습니다. 흥미롭게도 화성 표면 아래의 물을 찾기 위한 지상 관통 레이더 장비가 있습니다. 탐사선은 고대 지하수가 매장되었을 가능성이 있는 위치인 Utopia Planitia에 착륙할 예정입니다.

이번주, 인내

엔지니어링 관점에서 볼 때 가장 정교한 임무인 NASA의 Perseverance Rover는 화성으로 향하는 중이며 과거에 물로 가득 찼을 가능성이 있는 Jezero Crater에 목요일에 착륙할 예정입니다. 터치다운은 동부 표준시 기준 오후 3시 55분(인도 금요일 오전 2시 25분)으로 예정되어 있습니다.

Perseverance는 1997년 Mars Pathfinder Mission의 Sojourner를 시작으로 2004년 Mars Exploration Rover Mission의 Spirit and Opportunity, 2012년 Mars Science Laboratory의 Curiosity에 이어 NASA의 4세대 화성 탐사선입니다.

목표는 Jezero Crater의 마른 호수 바닥에서 생체 신호를 찾는 것입니다. 화성의 초기 생명체는 스트로마톨라이트와 같이 지구의 초기 해양 생물과 유사했을 수 있다는 생각이 듭니다. 이것이 사실이라면 Perseverance는 화학적 측정이나 형태학적 관찰에서 화석이나 일부 생체 신호(생명의 힌트)를 찾을 것입니다.

또한 Perseverance는 화성 대기의 대기 CO2를 사용하여 화성 표면에 처음으로 산소를 생성합니다. Perseverance는 후속 유럽 우주국/NASA 임무에 의해 지구로 반환될 암석 샘플을 캐시할 것입니다.

Perseverance rover는 드릴을 사용하여 이 시대에 뒤떨어진 예술적 개념 설명 유인물에서 화성의 암석 샘플을 수집합니다. (NASA/JPL-Caltech/로이터를 통한 유인물)

머스크의 스타쉽 엔터프라이즈

화성 탐사에 혁명을 일으키기 위한 가장 멋진 준비는 주목을 받지 않고 텍사스 동부의 한 조용한 해안 마을에서 일어나고 있습니다. 이것은 정부 자금으로 재정적으로 보증되지 않는 유일한 노력입니다. Elon Musk가 추진하고 선별된 투자자들의 지원을 받는 미국 기반 민간 기업 SpaceX는 승객을 화성으로 운송하는 상용 서비스를 시작하는 장기적인 목표를 가지고 있습니다. 몇 년 전만 해도 아무도 들어본 적이 없는 이름인 보카 치카(Boca Chica)는 이제 화성에 인간을 착륙시키는 데 가장 좋은 기회를 제공하는 스타쉽(Starship)의 개발 현장이 되었습니다.

화성에 대한 인간의 임무는 우주 탐사의 성배였습니다. 닐 암스트롱이 달에 착륙한 후 50년이 지난 지금, 인간은 논리적인 다음 목적지인 화성으로 갈 수 없었습니다. 주된 이유는 인간 화성 탐사의 엄청난 가격표입니다. 불과 3일밖에 남지 않은 달에 비해 화성은 7개월 정도 떨어져 있다. 공학 용어로 사람을 운반한다는 것은 온도 제어식 가압 모듈을 유지하는 것으로 해석됩니다. 또한 약 18개월 간의 여행을 위해 물과 산소를 ​​포함하여 우주 비행사가 필요로 하는 물품을 운반해야 합니다.

또한 로봇 우주선 임무와 달리 인간 임무는 지구로 귀환해야 하며, 이는 엔지니어링 용어로 지구에서 막대한 양의 연료를 운반하는 것으로 변환되어 화성에서 귀환 여행을 시작할 수 있습니다. 달에 비해 엔지니어링 복잡성과 화성에 대한 인간 임무의 증가된 질량 요구는 비용을 2,500억 달러에서 1조 달러 사이로 증가시킵니다. Starship은 궤도에서 우주선에 연료를 보급하고 화성에서 발견되는 재료를 사용하여 화성에서 로켓 연료를 제조하는 것과 같은 여러 혁신을 사용하여 임무 비용을 >95%에서 최대 99%까지 절감할 것을 약속합니다. 지구에서 가져올 필요가 없습니다).

화성 탐사 10년

10년이 시작되면서 여러 임무가 계획판에 있습니다. 특히 화성에서 암석 샘플을 반환하기 위한 ESA ExoMars 로버 임무, Mangalyan-2에 대한 ISRO의 계획, 암석 샘플을 반환할 Tianwen-2에 대한 중국 우주국의 계획이 있습니다. 화성에서.

또한 SpaceX의 Starship은 처음에는 화물을, 마지막으로 우주 비행사를 태운 여러 번의 비행이 있을 것입니다. 인류 역사에서 2020년은 코로나19 팬데믹으로 기억될 것이지만, 2020년대는 화성에 대한 우주선 임무가 만연한 10년이 될 것이며, 화성 땅에 인간의 첫 발자취가 남게 될 것입니다.

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