놀라운 기술: 로봇 우주선이 궤도에서 화성을 염탐하는 방법

화성 허블 사진

NASA의 허블 우주 망원경은 화성이 지구에서 3,470만 마일 떨어진 2003년 8월 26일 이 사진을 촬영했습니다. 이 사진은 화성이 60,000년 만에 우리에게 가장 가까이 접근하기 불과 11시간 전에 찍은 것입니다. (이미지 제공: NASA/ESA)



편집자 주: 이번 주간 시리즈에서는 , guesswhozoo.com은 기술이 어떻게 우주 탐사와 발견을 주도합니다.



NASA는 오늘(11월 18일) 다음 화성 궤도선을 발사할 계획이며, 이는 우주국의 많은 이전 Red Planet 노력과 현저하게 다른 임무를 시작합니다.

NASA가 지난 40년 동안 화성을 향해 발사한 다른 9개의 다른 궤도선과 달리 MAVEN 우주선(Mars Atmosphere and Volatile Evolution의 줄임말)은 화성의 건조하고 추운 표면 위로 소용돌이치는 얇은 공기 껍질에 초점을 맞춥니다. 우주선은 오후 1시 28분에 이륙한다. EST(1828 GMT) 및 다음을 수행할 수 있습니다. guesswhozoo.com에서 실시간으로 출시를 시청하세요. NASA TV를 통해 오전 11시 EST(1600 GMT)에 시작합니다.



우주선을 제작한 록히드 마틴 스페이스 시스템즈(Lockheed Martin Space Systems)의 MAVEN 프로젝트 매니저인 Guy Beutelschies는 '우리는 대기 모니터링 임무인 반면 우리 앞에 오는 모든 궤도선은 실제로 표면 매핑, 표면 관찰 유형 임무였습니다. 기자 금요일(11월 15일). [ NASA의 MAVEN 화성 탐사선: 놀라운 사실 10가지 ]

1960년대부터 인간은 우주선 떼를 이끌고 이웃 행성인 화성을 침공했습니다. 시도의 약 절반만 성공했습니다. 이 guesswhozoo.com 인포그래픽에서 화성에 얼마나 많은 로봇 임무가 착수되었는지 확인하십시오. [화성 전체 점령 인포그래픽 보기]

1960년대부터 인간은 우주선 떼를 이끌고 이웃 행성인 화성을 침공했습니다. 시도의 약 절반만 성공했습니다. 이 guesswhozoo.com 인포그래픽에서 화성에 얼마나 많은 로봇 임무가 착수되었는지 확인하십시오. [ 화성 전체 점령 인포그래픽 보기 ](이미지 크레디트: Karl Tate, guesswhozoo.com 기고자)



신비한 행성이 초점을 맞춥니다.

NASA는 1964년 11월 화성에 탐사선을 보내고 있는데, 이때 화성 탐사선이 화성 비행을 시도하면서 매리너 3호를 발사했습니다. 그 임무는 실패했지만 불과 3주 후 발사된 마리너 4호는 화성의 근접 사진 21장을 집으로 보낼 수 있었습니다.

화성 궤도선에 대한 NASA의 첫 시도 역시 1971년 5월 이륙 직후 대서양에 추락한 마리너 8호로 실패했습니다. 그러나 우주국은 화성에 도착했을 때 다른 행성 궤도를 도는 최초의 탐사선이 된 마리너 9호로 역사를 썼습니다. 1971년 11월.



이것은 화성을 근접 촬영한 최초의 사진입니다. 37 N, 187 W를 중심으로 프레임의 다리에서 바닥까지 약 330km x 1200km(205마일 x 745마일)의 영역을 보여줍니다. 이 영역은 서쪽으로 Elysium Planitia, 서쪽으로 Arcadia Planitia 경계 근처에 있습니다. 동쪽.

이것은 화성을 근접 촬영한 최초의 사진입니다. 37 N, 187 W를 중심으로 프레임의 다리에서 바닥까지 약 330km x 1200km(205마일 x 745마일)의 영역을 보여줍니다. 이 영역은 서쪽으로 Elysium Planitia, 서쪽으로 Arcadia Planitia 경계 근처에 있습니다. 동쪽.(이미지 제공: NASA)

Mariner 9호는 7,300개 이상의 이미지를 지구로 보내 연구원들이 화성 표면의 글로벌 지도를 만들 수 있도록 했습니다. 이 사진들은 붉은 행성을 완전히 새로운 빛으로 그렸고, 거대한 화산, 거대한 협곡, 고대 강바닥의 잔해로 보이는 것을 드러냈습니다. NASA 관계자에 따르면 탐사선은 화성의 두 개의 작은 위성인 포보스와 데이모스의 근접 사진도 처음으로 찍었다.

다음은 쌍둥이 바이킹 궤도선으로 1975년에 몇 주 간격으로 발사되었습니다. 바이킹 1호와 2호는 화성 생활 , 그래서 궤도선의 임무의 일부는 이러한 수상 우주선을 지원하는 것이었습니다. 그러나 두 개의 궤도선은 자체적으로 풍부한 과학적 데이터를 반환하여 연구원들이 붉은 행성의 지형에 대한 이해를 높이고 오래전에 많은 양의 물이 붉은 행성의 표면을 가로질러 흘렀다는 증거를 발견했습니다.

마리너 9호 우주선.

마리너 9호 우주선.(이미지 제공: NASA)

NASA 관계자는 바이킹 임무 요약에서 '화산, 용암 평야, 거대한 협곡, 분화구 지역, 바람에 의해 형성된 특징 및 지표수의 증거가 궤도선 이미지에서 분명합니다. '행성은 북부 저평원과 남부 분화구 고원의 두 가지 주요 지역으로 나눌 수 있는 것으로 보입니다.'

한편 바이킹 착륙선은 화성 유기체에 대한 확실한 증거를 찾지 못했지만 연구자들은 오늘날 실험 결과에 대해 여전히 논쟁하고 있습니다. [ 화성에서 생명체 찾기 (포토 타임라인) ]

원래

자세히 살펴보면

바이킹 임무에는 긴 잠잠함이 있었습니다. NASA는 1992년 화성 관측기(Mars Observer)라는 궤도선인 다음 붉은 행성 탐사선을 발사했습니다. 탐사선은 화성에 도달하기 직전에 실패했습니다. 이 탐사선은 1998년 12월에 발사된 NASA의 화성 기후 궤도선이 공유한 운명이었습니다.

1976년에 착륙한 바이킹 1호와 2호는 행성에서 처음으로 사용 가능한 데이터를 반환했습니다.

1976년에 착륙한 바이킹 1호와 2호는 행성 표면에서 처음으로 사용 가능한 데이터를 반환했으며 각각의 궤도선에서 추가 매핑을 제공했습니다. 이 이미지는 몇 년 전 마리너 9호가 발견한 에베레스트 산보다 높이가 두 배 이상 높은 사화산인 아스크레우스 몬스(Ascraeus Mons)를 보여줍니다.(이미지 제공: UCL 수리 및 물리 과학 학부)

그러나 이 두 가지 불운한 임무 사이에 1997년 9월 궤도에 도착한 후 9년 이상 동안 화성을 연구한 화성 글로벌 서베이어(MGS)가 있었습니다.

탐사선은 다섯 가지 다른 도구를 사용하여 붉은 행성에 대한 많은 발견을 했습니다. 예를 들어, 두 개의 다른 협곡에 대한 MGS 전후의 이미지는 액체 상태의 물이 지난 10년 정도 이내에 화성에 흘렀을 수 있음을 시사한다고 NASA 관계자가 말했습니다.

또한, 궤도선의 레이저 고도계는 과학자들이 붉은 행성의 최고의 지형도를 만드는 데 도움이 되었으며, 자력계의 판독값은 화성에 지구와 마찬가지로 한때 지구 자기장이 있었음을 나타냅니다. (지구는 필드를 유지했지만 화성은 그렇지 않습니다.)

NASA의 다음 붉은 행성 궤도선인 화성 오디세이(Mars Odyssey)는 결국 MGS로부터 수명 기록을 빼앗았습니다. Odyssey는 2001년 10월 화성 궤도에 도착했으며 현재까지 계속해서 화성에 대한 연구를 진행하고 있습니다. [ 역사상 가장 대담한 화성 임무 ]

Odyssey는 세 가지 주요 과학 도구를 사용하여 화성 표면에 걸친 많은 미네랄과 화학 원소의 전 세계 분포를 매핑하고 행성의 극 근처에 묻힌 많은 양의 얼음의 증거를 발견했으며 화성 저궤도에서 방사선 환경을 측정하여 도움이 될 수 있습니다. NASA의 계획 미래의 유인 임무 붉은 행성으로.

이 탐사선은 또한 NASA의 화성 탐사선이 수집한 데이터를 지구로 귀환시키는 중요한 통신 링크 역할을 합니다. (이 기관은 현재 2004년 1월에 착륙한 Opportunity와 2012년 8월에 착륙한 Curiosity라는 두 개의 탐사선이 Red Planet의 표면을 탐사하고 있습니다.)

NASA의 그림

NASA의 강력한 화성 정찰 궤도선의 그림.(이미지 제공: NASA)

NASA의 다음 화성 선회 우주선인 화성 정찰 궤도선(Mars Reconnaissance Orbiter)도 길고 성공적인 임무를 수행했습니다.

MRO는 2006년 3월 궤도에 도착한 이후 6개의 다른 기기로 붉은 행성을 연구해 왔습니다. 이 장비를 사용하면 탐사선이 지표 광물을 분석하고 지하수를 사냥하며 화성의 날씨를 모니터링하고 행성 표면의 멋진 클로즈업 이미지를 촬영할 수 있습니다.

MRO의 HiRISE 카메라(High Resolution Imaging Science Experiment의 줄임말)는 식탁만큼 작은 화성의 물체를 구별할 수 있어 연구자들이 그 어느 때보다 완벽하게 화성의 표면 특징을 연구할 수 있습니다. 이 기능은 또한 NASA가 피닉스 착륙선 및 큐리오시티 로버와 같은 수상 탐사선에 적합한 착륙 지점을 선택하는 데 도움이 되었습니다.

Odyssey와 마찬가지로 MRO는 Opportunity 및 Curiosity에서 정보를 지구에 있는 로봇 핸들러에게 다시 보내는 데 도움이 되는 중요한 중계 기능도 제공합니다.

Maven은 화성 궤도를 돌며 행성에 무슨 일이 일어났는지에 대한 단서를 찾습니다.

메이븐은 화성의 궤도를 돌면서 한때 두꺼운 대기에 무슨 일이 일어났는지에 대한 단서를 찾을 것입니다.(이미지 크레디트: 칼 테이트, 인포그래픽 아티스트)

MAVEN이 대열에 합류했습니다.

위의 임무 중 일부는 다음과 같은 데이터를 수집했습니다. 화성의 분위기 , 붉은 행성이 상대적으로 따뜻하고 습했던 오래 전에 두꺼웠지만 영겁의 시간 동안 우주로 크게 사라졌습니다. 그러나 붉은 행성의 공기는 그들의 주요 초점이 아니었습니다.

메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 MAVEN 프로젝트 매니저인 데이비드 미첼(David Mitchell)은 '다른 임무에서는 화성 표면에서 무슨 일이 일어나고 있는지, 물에 무슨 일이 일어나고 지형을 이해하는지 등을 강조했습니다.'라고 말했습니다. , 11월 15일 기자 회견에서 말했다.

이 아티스트

이 아티스트의 컨셉은 배경에 그녀의 고향 행성의 환상적인 이미지와 함께 붉은 행성 주위를 도는 MAVEN 우주선을 보여줍니다.(이미지 제공: NASA/고다드)

반면에 MAVEN의 주요 목표는 Red Planet의 대기에 무슨 일이 일어났는지 알아내는 것입니다. 탐사선은 8개의 과학 장비를 사용하여 태양풍과 화성의 상층 대기를 연구하고 그 구성과 휘발성 화합물이 우주로 얼마나 빨리 탈출하는지 식별합니다.

'우리는 팀으로서 공동으로, 궁극적으로 우리가 하고 있는 질문, 즉 기후가 무엇인지, 화성의 역사에서 무슨 일이 일어났는지에 대한 궁극적인 질문을 쫓는 장비를 고안했습니다.' 미첼이 말했다. '왜 더 습하고 더 두꺼운 대기를 가진 지구와 같은 환경에서 오늘날의 위치로 이동했을까요?'

NASA 뿐만 아니라

물론 화성 궤도를 도는 모든 우주선이 수년 동안 미국 국기를 게양한 것은 아닙니다. 소련은 1960년대와 1970년대에 매우 활발한 화성 계획을 가지고 있었고 1971년과 1974년 사이에 붉은 행성 주위의 궤도에 3개의 우주선을 배치하는 데 성공했습니다.

화성 2, 화성 3, 화성 5로 알려진 이 탐사선은 총 120개의 화성 이미지를 반환하고 화성의 중력과 자기장에 대한 데이터를 수집했습니다. (많은 소련/러시아 화성의 노력이 수년 동안 실패했으며, 가장 최근에는 2011년 포보스에 대한 포보스-그런트 임무가 지구 궤도를 벗어나지 못했습니다.)

유럽에는 붉은 행성을 도는 로봇 대사도 있습니다. 유럽우주국의 마스 익스프레스 탐사선 화성 주위를 도는 궤도에 도착한 지 거의 10년이 지난 지금도 계속해서 화성 표면을 촬영하고 연구하며 화성 대기에 대한 데이터를 수집하고 있습니다.

11월 5일, 인도는 화성 탐사 임무를 수행하기 위해 최초의 행성간 탐사선인 화성 궤도선을 발사했습니다. MAVEN과 마찬가지로 인도의 화성 탐사선은 모든 것이 순조롭게 진행된다면 2014년 9월에 화성에 도착할 것입니다.

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