수성 우주 임무

머큐리 임무는 전력 문제가 있는 탐사선을 구출하려고 시도합니다.

알렉상드르 마르케스 아바타
유럽 ​​우주국과 일본 항공 우주 탐사국의 공동 우주 임무는 태양에 가장 가까운 행성에 도달하려고 할 때 복잡한 문제를 겪습니다.

우주 임무 베피 콜롬보 유럽 ​​우주국(European Space Agency) 간의 협력입니다.ESA) 및 일본 항공 우주 탐사국 (JAXA) 공부를 목표로 수은, 가장 가까운 행성 G. 2018년에 시작된 수성 임무는 태양계 행성의 형성과 진화를 더 잘 이해하는 것을 목표로 합니다.

최근 베피 콜롬보 기술적인 어려움에 직면했습니다. 26월 XNUMX일 비행 중에 태양 에너지로 작동하는 전기 추진 모듈이 우주선의 추진기에 충분한 전력을 공급하지 못했다고 합니다. ESA. 약 11일 후 엔지니어들은 탐사선의 추력을 거의 이전 수준으로 복원했지만 여전히 이상적인 추력보다 10% 낮았습니다. 이러한 조정은 다음을 보장하는 데 중요합니다. 베피 콜롬보 여행을 계속하고 과학적 목표를 달성하세요.

수성에 대한 BepiColombo 임무는 무엇입니까

수성 우주 임무
베피콜롬보 미션은 유럽우주국(ESA)과 일본항공우주탐사국(JAXA)의 협력으로 2018년 발사됐다. 사진 : 복제 / 인터넷.

미션 베피 콜롬보 태양계에서 가장 안쪽에 있는 행성인 수성을 탐사하는 것을 목표로 하는 가장 야심차고 복잡한 행성 간 탐험 중 하나입니다. 유럽 ​​우주국(European Space Agency) 간의 협력으로ESA) 및 일본 항공 우주 탐사국 (JAXA), 우주 임무의 주요 목표는 태양에 가장 가까운 행성에 대한 지식을 심화하는 데 중점을 둡니다. 베피 콜롬보 의 이름을 따서 명명되었습니다. 주세페 "베피" 콜롬보, 행성 궤도와 중력 상호 작용의 이해에 크게 기여한 이탈리아 과학자.

20년 2018월 XNUMX일 출시 이후, 베피 콜롬보 2025년에 행성 주위의 궤도에 진입하기 전에 XNUMX개의 행성 저공비행(지구 XNUMX개, 금성 XNUMX개, 수성 XNUMX개)을 포함하는 수성으로 가는 어려운 경로에 직면해 있습니다. 이러한 저공비행은 수성 탐사선의 속도를 늦추고 궤적을 조정하여 수성에 도달하는 데 필요합니다. 여행을 특히 복잡하게 만드는 태양의 강렬한 중력장을 고려하면 정확한 궤도 삽입이 가능합니다.

O 수성 자기권 궤도선(MMO), 개발 JAXA, 그건 수성 행성 궤도선(MPO), 개발 ESA, MMO는 행성의 자기장과 태양풍과의 상호 작용을 분석하는 데 중점을 두고 있으며, MPO는 수성의 표면과 구성, 내부 구조를 연구하는 데 중점을 두고 있습니다. 이 탐사선들은 행성을 여행하는 동안 결합되지만, 다른 조사를 수행하기 위해 수성에 도착하면 분리될 것입니다.

그때까지는 두 대의 우주선만 존재했습니다. NASA — 수성을 여행했습니다. 첫 번째는 Mariner 10는 1974년에서 1975년 사이에 행성 상공을 세 번 비행하여 표면의 최초 이미지를 제공하고 얇은 외기권을 발견했습니다. 두 번째는 미션이었어요 전령2004년에 발사되어 2011년부터 2015년까지 수성 궤도를 돌고 있는 는 행성의 지질학, 구성 및 자기장에 대한 중요한 세부 정보를 공개하여 이 수수께끼의 세계에 대한 우리의 지식을 크게 확장했습니다.

목표

수성 우주 임무
수성 표면에서 약 2km 떨어진 우주선과 함께 수성 전송 모듈의 모니터링 카메라 920로 촬영한 사진입니다. 사진 : 복제 / 인터넷.

미션 베피 콜롬보 수성의 신비를 밝히는 것을 목표로 하는 일련의 야심찬 과학적 목표를 가지고 있습니다. 주요 목표 중 하나는 지질학과 구조 역사를 더 잘 이해하기 위해 행성 표면을 고해상도로 매핑하는 것입니다. 이번 임무는 또한 행성의 형성과 진화에 대한 단서를 제공할 수 있는 휘발성 원소에 대한 검색을 포함하여 표면의 화학적 구성을 조사할 계획입니다. 뿐만 아니라, 베피 콜롬보 행성을 둘러싸고 있는 얇은 가스층인 수성의 외기권을 연구하여 수성의 역학과 태양풍과의 상호 작용을 이해합니다.

이번 임무의 또 다른 중요한 목표는 지구를 제외한 암석형 행성에서 유일하게 나타나는 수성의 자기장을 분석하고 그 기원과 구조를 조사하는 것이다. 여기에는 행성의 자기권을 측정하고 이것이 태양풍의 영향을 받는 방식이 포함됩니다. 또한 이 임무는 중력과 지형 데이터를 사용하여 핵, 맨틀, 지각을 포함한 수성의 내부 구조를 이해하려고 노력할 것입니다. 이 연구는 수성이 다른 지구 행성에 비해 밀도가 왜 그렇게 높은지 명확히하는 데 도움이 될 것입니다.

우주 기관은 이 임무에 특별한 관심을 갖고 있습니다. 로 ESA, 베피 콜롬보 복잡한 행성 간 임무에서 기술적, 과학적 능력을 입증할 수 있는 기회를 나타냅니다. 임무는 또한 허용합니다 ESA 행성 과학과 태양에 가까운 행성을 형성하는 과정을 이해하는 데 크게 기여합니다. ESA 전기 추진 시스템, 극한 환경에 대한 저항 기술 등 미래 우주 임무에 적용할 수 있는 기술 개발에 관심이 있습니다.

를 위해 JAXA, 베피 콜롬보 국제 협력을 강화하고 행성 간 임무 경험을 확장할 수 있는 기회입니다. ㅏ JAXA 특히 수성의 자기장과 태양풍과의 상호 작용을 연구하는 데 관심이 있으며, 이 분야는 강력한 연구 전통을 가지고 있습니다. 임무는 또한 허용합니다 JAXA 우주 탐사 기술을 테스트하고 개선하여 다른 행성과 천체에 대한 향후 임무 개발에 기여합니다.

수성 우주 임무
23년 2022월 XNUMX일 베피콜롬보 비행 중에 인식된 수성 분화구. 사진: ESA / BepiColombo / MTM.

두 기관은 함께 수집된 데이터가 베피 콜롬보 수성에 대한 우리의 지식을 크게 향상시키고 더 나아가 태양계에서 암석 행성의 형성과 진화를 향상시킵니다. 간의 협력은 ESA JAXA 이 임무는 우주 탐사와 행성 과학 발전에 있어서 국제 협력의 중요성을 강조합니다.

2018년 출시 이후 미션은 베피 콜롬보 수성 탐사에서 놀라운 성과를 거두었습니다. 2021년 2022월 첫 번째 접근에서 탐사선은 중력 지원을 위해 행성 상공을 비행하여 수성에 대한 새로운 관점을 제공하는 이미지를 포착했습니다. XNUMX년 XNUMX월, 베피 콜롬보 두 번째 비행을 수행하여 행성 표면에서 인상적인 200km에 도달하고 전례 없는 지질학적 세부 사항을 보여주는 고해상도 이미지를 캡처했습니다.

2023년 236월, 세 번째 비행 동안 탐사선은 수성 표면까지 XNUMXkm 가까이 접근했습니다. 이 구절 동안, 베피 콜롬보 새로 명명된 분화구와 중요한 구조 및 화산 지형이 포함된 수십 장의 사진을 찍었습니다. 그러나 탐사선은 2025년이 되어야만 수성의 궤도에 진입할 수 있으며, 이 수수께끼의 행성에 대한 훨씬 더 흥미로운 발견을 약속합니다.

임무 우주선 문제

수성 우주 임무
BepiColombo의 목표 중 하나는 수성을 탐험하여 행성이 축소되는 이유를 조사하는 것입니다. 사진: 재생산 / ESA 운영.

미션 베피 콜롬보 우주선의 궤적을 조정하는 데 필수적인 전기 추진 모듈이 우주선의 추진기에 충분한 에너지를 제공하지 못한 2023년 XNUMX월에 수행된 기동으로 인해 계획된 과학 작업에 영향을 미칠 수 있는 기술적 문제에 직면했습니다. 베피 콜롬보, 태양 에너지로 작동합니다. 엔지니어들이 추력을 거의 이전 수준으로 복원할 수 있었지만 여전히 기대치보다 10% 낮습니다.

이러한 추력 감소는 2024년 2025월부터 XNUMX년 XNUMX월 사이에 계획된 비행을 수행할 수 있는 탐사선의 능력에 대한 우려를 불러일으킵니다. 전문가들은 우주선이 향후 과학 작업을 위해 올바른 경로를 유지하도록 추력 아크의 지속 시간을 연장하기 위해 노력하고 있습니다. 가장 큰 문제는 우주선이 태양에 접근할 때 획득되는 속도로 인해 우주 진공 상태에서의 감속이 복잡한 작업이 된다는 것입니다. 행성을 순차적으로 통과하는 전략은 우주선이 발사하기에 너무 무거워지는 과도한 양의 연료를 운반하지 않고도 탐사선이 에너지를 연소할 수 있도록 하기 때문에 필수적입니다.

이러한 과제가 임무에 미치는 장기적인 영향은 여전히 ​​불확실합니다. ESA 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 노력하고 있지만 임무에 대한 장기적인 영향을 불확실한 것으로 평가하는 파트너.

수성 우주 임무
BepiColombo 우주 임무는 MMO 및 MPO 위성으로 구성됩니다. 사진: 재생산 / ESA 운영.

임무 시작 이후 좌절은 이뿐만이 아니었습니다. 작년에 탐사선은 이전의 추진기 중단을 보상하기 위해 상당한 경로 수정이 필요한 문제에 직면했습니다. 우주선이 행성의 중력에 끌려갈 수 있을 만큼 천천히 비행해야 하기 때문에 이러한 문제는 수성에 도달하는 독특한 과제의 일부입니다. 이를 위해서는 우주선의 속도를 늦추기 위해 행성 주위를 주의 깊게 조종하는 안무가 필요합니다.

머큐리에 가는 것이 왜 그렇게 어려운가요?

수성 우주 임무
수성은 태양에 가장 가까운 행성이다. 사진: NASA / JHU Applied Physics Lab / Carnegie Inst. 워싱턴.

여러 요인의 조합으로 인해 수성에 도달하는 데 어려움이 생겨 매우 어려운 작업이 되었습니다. 첫째, 이 행성은 태양과 매우 가깝기 때문에 도달하고 탐험하기 어려운 목표입니다. 태양과의 근접성은 우주 탐사선이 행성에 도달하려면 태양의 엄청난 중력을 극복해야 함을 의미합니다. 더욱이, 수성의 궤도 속도는 약 47,87km/s에 달하므로 탐사선이 행성의 중력에 포착되기 위해서는 속도를 크게 줄여야 합니다.

또 다른 과제는 수성의 극한 온도입니다. 낮에는 태양과의 근접성으로 인해 표면 온도가 약 430°C에 도달할 수 있으며, 밤에는 열을 유지할 만한 대기가 부족하여 온도가 -180°C까지 떨어질 수 있습니다. 이러한 극한 상황에서는 극한의 온도 변화를 견딜 수 있도록 설계된 우주 탐사선이 필요합니다.

또한 수성의 중력장은 지구에 비해 상대적으로 약합니다. 이는 탐사선이 감속 기동과 궤도 삽입을 위해 상당한 양의 연료가 필요하다는 것을 의미합니다. 이로 인해 임무의 병참 및 기술 과제가 증가합니다.

이러한 문제를 극복하기 위해 수성에 대한 우주 임무에는 탐사선의 속도를 늦추고 수성을 향한 올바른 궤적으로 향하게 하기 위해 금성과 지구와 같은 다른 행성 주위에서 일련의 중력 보조 기동이 포함되는 경우가 많습니다. 이러한 기동에는 탐사선이 목적지에 성공적으로 도달할 수 있도록 신중한 계획과 정확한 실행이 필요합니다.

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참조 :

출처 : Mashable, NASA e ESA.

검토자 글라우콘 바이탈 20년 5월 24일.

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