2012년 전, NASA 제트 추진 연구소의 엔지니어들은 화성에 네 번째 로버인 큐리오시티 로버가 성공적으로 착륙한 것을 축하했습니다. 큐리오시티 로버는 화성에 생명체가 존재할 수 있었는지 확인하기 위한 여행을 년에 시작했습니다.
착륙 이후 로버는 28,1km 이상을 주행했으며 많은 과학적 발견을 했습니다. 큐리오시티는 현재 게일 분화구 중앙에 위치한 5,5km 높이의 마운트 샤프를 탐험하고 횡단하는 과정에 있습니다. 자동차 크기의 로봇에는 지구의 기후와 지질학을 연구하는 데 사용되는 과학 장비가 장착되어 있습니다. 그럼 미션은 어떻게 진행됐나요? 큐리오시티 로버는 우주 탐사의 과거와 미래에 대해 무엇을 가르쳐 줄 수 있습니까?
붉은 행성으로의 여행
큐리오시티의 여정은 26년 2011월 일 United Launch Alliance Atlas V 로켓에 실려 발사되었을 때 시작되었으며, 초기 궤도에 진입한 후 Centaur 부스터는 마지막 발사를 통해 로버를 화성으로 향하는 경로로 설정했습니다.
부스터에서 도킹을 해제한 후 우주선은 우주에서 10개월 이상을 보냈고 화성에 접근할 때 궤적을 미세 조정하기 위해 번의 궤적 수정 기동을 수행했습니다. 이 시간 동안 로버는 가속 스테이지에 부착된 에어로쉘에 배치되었습니다. 에어로쉘은 화성 대기로 진입 및 하강하는 동안 로버를 보호하고 조종하도록 설계되었으며, "윙 스테이지"는 화성으로 가는 큐리오시티에 전력, 통신 및 온도 제어를 제공했습니다. 우주선은 붉은 행성에 접근하면서 대기권에 진입하기 약 분 전에 "날개 단계"를 벗어났습니다.
대기권에 진입한 후 차량은 진입, 하강 및 착륙(EDL) 단계에 진입했으며 팀은 이를 "테러의 870분"이라고 명명했습니다. 로버가 화성 대기에 진입하자 에어로스타트는 로버를 착륙 지점으로 계속 유지하기 위해 추진기를 발사하기 시작했습니다. 재진입하는 동안 방열판은 최고 가열 동안 °C를 초과하는 온도로부터 탐사선을 보호했습니다.
안전하게 대기권에 다시 진입한 후 항공기는 낙하산을 펼쳐서 더 감속했습니다. 낙하산을 타고 분도 채 되지 않은 시간 동안 하강한 후, 장치는 에어로쉘에서 분리되어 로켓 엔진으로 구동되는 "하늘을 나는 엘리베이터"를 사용하여 하강을 계속했습니다. 엘리베이터는 로버의 하강의 마지막 단계 역할을 하여 표면에 부드러운 착륙을 보장하기 위해 속도를 늦췄습니다. 엔진에 매달린 Sky Crane은 케이블을 사용하여 Sky Crane 엔진이 표면에서 너무 많은 파편을 방출하는 것을 방지하기 위해 마지막 몇 미터를 표면으로 로버를 낮추었습니다.
이 시스템은 임무에서 사용된 최초의 시스템이며 이전 로버에 비해 장치의 엄청난 질량으로 인해 필요했습니다. 큐리오시티의 질량은 899kg인 반면 스피릿, Opportunity는 185kg으로 훨씬 작았으며 안전한 착륙을 위해 에어백 시스템을 사용했습니다.
Curiosity의 업그레이드된 쌍둥이 Perseverance도 스카이 크레인 시스템을 사용하여 2021년 월 화성에 착륙했습니다.
또한 흥미로운 점:
이 기계는 다음 몇 주 동안 모든 시스템이 제대로 작동하는지 확인하고 테스트했습니다.
10년이 지난 지금도 임무는 계속되고 있다
28,1년 동안의 연구에서 큐리오시티는 원래 년 동안만 지속되어야 했던 원래의 임무 요구 사항을 훨씬 초과했습니다. 그러나 이러한 연구는 헛되지 않았습니다. 로버의 바퀴는 km의 경로를 통과 한 후 크게 손상되었으며 대부분이 암석 지형을 통과했습니다. 그러나 큐리오시티 미션 팀은 바퀴의 파괴를 늦추는 데 성공했습니다.
더 평평한 지형을 주행하기 위한 조치가 취해지고 있으며 팀은 Curiosity가 어떤 암석을 오르내리는지에 따라 바퀴의 속도를 조정할 수 있는 알고리즘도 개발했습니다. 임무 팀은 이제 로버에게 로봇 팔에 있는 MAHLI(Mars Hand Lens Imager)를 사용하여 500m마다 바퀴의 이미지를 찍도록 지시하고 있습니다.
Curiosity 바퀴의 마모에도 불구하고 이동식 과학 연구소는 착륙 후 612m 등반을 포함하여 계속 움직입니다. 로버가 샤프 산을 계속 오르고 있기 때문입니다. 이러한 고도 변화를 통해 과학 팀은 화성의 물이 많은 과거를 밝히는 데 도움이 되는 젊은 암석과 암석층을 조사할 수 있었습니다.
연구
호기심은 화성의 과거에 대한 비밀을 드러낼 뿐만 아니라 NASA의 로버는 화성에 머무는 동안 방사선 평가 감지기(RAD)를 사용하여 지속적으로 방사선을 측정합니다. 로버가 노출되는 방사선의 양을 측정하는 것은 과학자들이 미래의 화성 탐사 임무에서 우주비행사를 보호할 최선의 방법을 찾도록 돕는 데 매우 중요합니다.
흥미로운 발견 중 하나는 2016년 9월 21일부터 4일까지 Murray Buttes 근처에 Curiosity가 주차되었을 때 이루어졌습니다. 주차 중 RAD 장치는 총 배출량에서 7,5% 감소, 중성 입자 배출량에서 % 감소를 기록했습니다. 쇠퇴의 이유는 로버가 노두 옆에 주차되어 일부 방사선이 로버를 타격하는 것을 차단했기 때문입니다.
이러한 데이터는 잠재적으로 화성 표토를 사용하여 표면의 방사선으로부터 서식지를 보호하거나 화성 용암 동굴에 서식지를 구축하여 표면 자체를 사용할 가능성을 열어줍니다.
큐리오시티는 2014년 옐로나이프 만(Yellowknife Bay)에서 채취한 샘플에서 처음으로 화성 암석의 총 유기 탄소 함량을 측정했다. 이 데이터는 2014년에 얻었지만 전체 맥락을 이해하는 데 수년의 분석이 필요했습니다.
“우리는 최소 200~273ppm의 유기 탄소를 감지했습니다. 이것은 남아메리카의 아타카마 사막과 같은 지구상의 매우 희박한 장소의 암석에서 발견되는 양과 비슷하거나 훨씬 더 크며 화성의 운석에서 발견된 것보다 더 많습니다."라고 NASA의 Jennifer Stern이 말했습니다. 우주 비행 센터 고다드 NASA.
유기 탄소는 유기 분자의 기초입니다. 이러한 유기 분자의 존재는 자연적 과정의 결과로 형성될 수 있기 때문에 반드시 생명의 존재를 나타내는 것은 아닙니다. 그러나 과거 화성에 거주했다는 이전의 증거와 함께 그들의 존재는 많은 과학자들에게 흥미를 불러일으킵니다.
로버는 장치의 로봇 팔에 있는 드릴을 사용하여 이러한 재료를 얻었습니다. 암석을 선택한 후 드릴러는 최대 2인치 깊이의 샘플을 채취할 수 있습니다. 드릴링 과정에서 암석은 가루로 부서져 화성 시료 분석(SAM) 기기로 옮겨질 수 있습니다.
그런 다음 SAM은 샘플을 약 850°C의 온도로 가열하고 산소와 결합하여 유기 탄소를 CO2로 전환합니다. 그런 다음 로버는 생성된 CO2의 양을 측정하여 샘플의 정확한 유기 탄소 양을 결정하는 데 사용됩니다.
지난 3102년 동안 NASA의 Curiosity는 35GB의 데이터를 반환하고 883개의 구멍을 뚫었습니다. 현재까지 이 데이터를 통해 개의 과학 작품을 출판할 수 있었습니다. 로버는 현재 바퀴 마모 및 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG) 전력 감소 문제를 겪고 있지만 로봇 차량은 기대치를 초과했으며 앞으로 몇 년 동안 과학적 발견을 계속할 것으로 예상됩니다.
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