스페이스 클럽 SpaceX, Intuitive Machines의 2번째 달 착륙선, 3대의 승차 공유 우주선 발사

[발사통제동]

스페이스X의 팰컨 9 로켓이 인튜이티브 머신(Intuitive Machines)을 위한 IM-2 임무를 발사하고 노바-C 착륙선 아테나(Athena)를 달 이동 궤도로 보내는 연속 사진. 이미지: Michael Cain/Spaceflight Now

인튜이티브 머신(Intuitive Machines)은 1년 전 첫 번째 달 탐사를 마치고 다시 달로 향하고 있습니다.

텍사스 휴스턴에 본사를 둔 이 회사는 3월 6일 이전에 착륙을 시도하고 10일 동안 지구를 도는 임무를 시작하기 위해 또 다른 Nova-C급 차량을 보냈습니다. 이 임무는 2월 26일 오후 7시 16분(동부 표준시(0016 UTC)에 SpaceX Falcon 9 로켓에 실려 발사되면서 시작되었습니다.

이것은 NASA의 CLPS(Commercial Lunar Payload Services) 프로그램의 일환으로 발사되는 네 번째 임무입니다. 이는 우주국에 더 낮은 비용으로 과학과 기술을 달 표면에 가져오려는 노력입니다.

NASA는 인튜이티브 머신스(Intuitive Machines)에 6,200만 달러 이상을 지불하고 두 개의 과학 페이로드를 달 표면으로 운송했습니다.

https://youtu.be/7OapwBAVQI4

"우리는 매우 흥분됩니다. 우리는 자신감을 느끼고 있습니다"라고 인튜이티브 머신즈(Intuitive Machines)의 비즈니스 개발 이사인 저스틴 쿠글러(Justin Kugler)는 출시에 앞서 말했습니다. "우리는 IM-1에 대한 많은 교훈을 Athena에 적용했고, 우리는 그녀를 줄여서 'Addie'라고 불렀고, 팀은 준비가 되었습니다."

이 비행은 2024년 2월 22일 오디세우스(Odysseus) 또는 줄여서 "오디(Oddie)"라고 불리는 착륙선이 남극 지역 근처의 말라퍼트 A 분화구에 착륙하는 것을 본 IM의 첫 번째 임무와 유사하다. 그러나 랜딩 기어의 일부가 파손되어 착륙선은 30도 각도로 기울어졌지만 여전히 임무의 대부분을 수행할 수 있었습니다.

오디는 지상에서 6일 만에 전원을 끄면서 임무가 끝났다.

"저는 IM-1을 헛간 폭풍 비행이라고 불렀는데, 그 이유는 우리가 비행하는 동안 실제로 비행하는 방법을 배웠기 때문입니다. 그리고 우리가 취하는 빠른 운송 창구 때문에 저에너지 궤적이 조정해야 하는 몇 주에서 몇 달이 없습니다"라고 Kugler는 말했습니다. "그래서 우리는 정말 즉석에서 문제를 해결하고 있었습니다. 따라서 실제로 배운 운영상의 교훈을 발전시키고 지구에서 달로, 그리고 달 궤도로 이동하는 동안 차량을 제어하고 스테이징하는 방법을 설명합니다.

"그리고 나서 우리는 글로벌 통신 네트워크와 협력하여 모든 것이 준비되었고, 원활한 인계가 이루어졌는지 확인했으며, 전 세계 지상국 및 운영 팀과 함께 실물 크기의 실시간 시뮬레이션을 수행했으며, 모두가 준비가 되어 있다고 생각합니다."

인튜이티브 머신(Intuitive Machines)의 IM-1 미션 노바-C 착륙선인 오디세우스(Odysseus)가 2024년 2월 달 착륙을 앞두고 있다. 이미지: 직관적인 기계

이번에 애디는 달의 남극에 더 가까운 알래스카의 맥킨리 산(Mount McKinley)과 비슷한 크기의 산인 몬스 무통(Mons Mouton)이라는 곳에 착륙할 예정이다. Mons Mouton은 NASA 수학자이자 소위 "인간 컴퓨터"인 Melba Roy Mouton을 기리기 위해 2023년에 명명되었습니다.

이 산은 원래 NASA의 VIPER(Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) 임무를 수행할 예정이었던 Astrobotic의 Griffin 착륙선의 착륙 지점으로 선택되었습니다.

쿠글러는 착륙 지점에서 성공적인 착륙을 달성하는 것은 과학에 "결정적으로 중요"한 것이 아니라 "국가적, 지정학적 관점에서도 중요하다"고 말했다.

쿠글러는 "중국 정부는 자신들의 프로그램에 대한 야망이 단지 깃발과 발자국을 위한 것이 아니며 과학을 위한 것만도 아니라는 사실을 숨기지 않았다"고 말했다. "그들은 서구 시장에 의존하지 않고 산업을 구축하는 데 사용할 수 있는 귀중한 재료가 있다고 믿기 때문에 달에 갑니다.

"그리고 우리는 그들이 미국과 동맹국들에서 볼 수 있는 자유 기업과 공정 사용의 가치를 공유하지 않는다는 것을 알고 있습니다. 그리고 그들이 동남아시아에서 했던 것과 비슷한 접근법을 달에 대해 취할 것이라는 매우 실질적인 우려가 있는데, 일대일로 구상(Belt and Road Initiative)과 그들이 건설한 인공섬(artificial islands)과 같은 것들은 동맹국들이 자국의 수로를 접근하는 것을 막으려고 시도하기 위해서입니다. 그리고 우리는 달에서 그런 일이 일어나도록 내버려 둘 수 없습니다."

인튜이티브 머신즈(Intuitive Machines)의 IM-2 미션 노바-C 착륙선(아테나(Athena)이 휴스턴 시설의 성조기 앞에 서 있다. 이미지: 직관적인 기계

4.73미터(15.3피트) 높이의 착륙선의 한쪽 면에는 아폴로 프로그램의 일환으로 1970년 3월 2일 비행 인증을 받았지만 비행하지 않은 미국 국기가 있습니다. 인튜이티브 머신(Intuitive Machines)은 노바-C(그리고 결국에는 노바-D) 착륙선으로 확립하고 있는 전통이 아폴로 시대의 깃발을 달 표면에 가져오는 것이라고 말했다.

착륙선에는 아폴로 16호의 우주비행사 찰리 듀크(Charlie Duke)와 아폴로 17호의 우주비행사 해리슨 "잭" 슈미트(Harrison "Jack" Schmidt)도 서명했습니다.

Athena는 3월 6일 계획된 착륙 후 약 10일 동안 지속되는 음력 하루 내내 작동하도록 설계되었습니다. 달 표면에 머무는 동안 착륙선은 지구가 태양을 벗어나는 이미지를 촬영하려고 시도할 것입니다.

파이어플라이 에어로스페이스(Firefly Aerospace)의 블루 고스트(Blue Ghost) 달 착륙선도 성공적으로 착륙한다는 가정 하에 동일한 위업을 시도할 것입니다. 이 현상은 1967년 서베이어 3호 착륙선에 의해 처음 포착되었다.

Athena에는 무엇이 탑재되어 있나요?

노바-C 착륙선인 아테나(Athena)는 7대의 PAO(Public Affairs Office) 광학 카메라 세트를 갖추고 있으며, 이 카메라는 임무 이미지를 대중과 공유하고 탑재된 다양한 장비 및 페이로드의 이미지를 캡처하는 방법으로 사용될 것입니다. 카메라 중 5대는 착륙선에, 2대는 그레이스(Grace)라고 불리는 마이크로 노바 호퍼(Micro Nova Hopper)에 배치된다.

CLPS 프로그램의 일환으로 NASA에서 Athena의 주요 페이로드는 PRIME-1(Polar Resources Ice Mining Experiment 1)과 LRA(Laser Retro-Reflector Array)입니다.

휴스턴에 있는 NASA의 존슨 우주 센터(Johnson Space Center)와 캘리포니아 알타데나(Altadena)에 있는 허니비 로보틱스(Honeybee Robotics)의 엔지니어 팀이 통합 및 테스트 시설에 도착한 직후 TRIDENT(The Regolith Ice Drill for Exploring New Terrain의 약자)를 검사하고 있습니다. 이미지: NASA/Robert Markowitz

PRIME-1은 TRIDENT(Regolith Ice Drill for Exploring New Terrain)라는 미터 길이의 드릴과 MSolo(Mass Spectrometer Observing Lunar Operation)라는 질량 분석기의 두 가지 장비로 구성됩니다. 그들은 함께 달의 표토를 조사하여 휘발성 가스와 달 표면 아래에 얼음물이 있다는 증거를 찾을 것입니다.

NASA 우주기술임무국의 기술 성숙 담당 이사인 니키 베르크하이저(Niki Werkheiser)는 발사 전 원격 회의에서 "이번 연구는 달 표면을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 중요한 데이터를 제공하고 미래의 현장 자원 활용 임무에 대한 정보를 제공하고 위험을 최소화하는 데 도움이 될 것이기 때문에 NASA에 매우 중요한 기술 시연"이라고 말했다.

"NASA뿐만 아니라 달의 자원을 탐사하고 활용하고자 하는 전체 생태계에 중요하며, 그에 따라 우리는 그 임무의 데이터를 공유할 것입니다."

이 착륙선은 또한 달 전초기지(Lunar Outpost)의 MAPP(Mobile Autonomous Prospecting Platform) 탐사선, 론스타 데이터 홀딩스(Lonestar Data Holdings)의 프리덤 페이로드(Freedom Payload), 다이몬(Dymon Co. Ltd.)의 야오키(Yaoki) 탐사선, 노키아(Nokia)의 달 표면 통신 시스템(LSCS) 등 다수의 상용 탑재체를 탑재하고 있다.

노키아 안테나가 확장된 MAPP(Lunar Outpost Mobile Autonomous Prospecting Platform) 탐사선의 아티스트 렌더링. MAPP 탐사선이 수집한 이미지, 데이터 및 원격 측정은 Nokia 4G/LTE 네트워크를 통해 Intuitive Machines Nova-C 착륙선 Athena로 다시 전송된 다음 지구로 중계됩니다. 콜로라도의 임무 관제사는 동일한 연결을 통해 로버에 명령을 내립니다. 이미지: Intuitive Machines 및 Nokia Bell Labs

LSCS는 2020년 10월에 발행된 1,410만 달러의 NASA Tipping Point 상으로 부분적으로 지원됩니다. 이 프로젝트는 착륙선과 MAPP, 그리고 Micro Nova Hopper 사이의 셀룰러 연결성을 시연할 예정이다.

Kugler는 "목표는 이러한 심해 우주 탐사 임무를 지원하기 위해 상용 통신 기술을 채택할 수 있음을 보여주는 것입니다. "따라서 우리는 바퀴를 재발명하는 대신 Nokia와 같은 회사가 이룬 발전을 활용하여 달 탐사 환경에 적용할 수 있습니다.

"그리고 이는 우리가 NASA를 위해 구축하고 있는 오버헤드 데이터 릴레이 네트워크와의 연결성을 높일 수 있기 때문에 중요합니다."

탐험의 새로운 도약

인튜이티브 머신스(Intuitive Machines)의 마이크로 노바 호퍼 "그레이스(Grace)"는 컴퓨터 선구자이자 해군 장교였던 그레이스 호퍼(Grace Hopper) 소장의 이름을 딴 것으로, 그는 최초의 컴파일러 중 하나를 설계하고 이 용어를 만들었습니다. 높이는 약 38.4인치(~1m)이고 직경은 17.3인치(0.4m)입니다.

Micro Nova Hopper는 최대 10kg(22lbs)의 과학 페이로드를 탑재할 수 있으며 최초 착륙선의 착륙 위치에서 최대 25km(15.5마일) 떨어진 곳까지 도약할 수 있습니다.

쿠글러는 "호퍼의 기본 아이디어는 솔직히 소형 탐사 로봇으로 얻을 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 탐사 임무의 범위를 극적으로 확장할 수 있다는 것"이라며 "이는 궁극적으로 가용 동력으로 얼마나 멀리 갈 수 있는지, 얼마나 많은 데이터 포인트에 도달할 수 있는지에 따라 제한된다"고 말했다.

"호퍼는 수 킬로미터의 비행 능력을 가진 로켓 추진 드론입니다. 따라서 우리는 이 호퍼를 통해 초기 작전과 페이로드 배치를 위해 상대적으로 안전하고 평평한 지역에 착륙한 다음 호퍼를 발사하여 영구적으로 그늘진 분화구와 같은 더 까다로운 지역으로 이동하여 데이터를 수집한 다음 다시 비행할 수 있음을 보여주고 싶습니다."

인튜이티브 머신즈(Intuitive Machines)의 마이크로 노바(Micro Nova)는 달의 영구적으로 그늘진 지역에서 얼음을 찾도록 설계된 소형 노바-C 착륙선입니다. "호퍼(The Hopper)"라는 애칭으로 알려진 이 우주선은 IM-2 임무 착륙 지점에서 최대 25km까지 10kg의 페이로드를 운반할 수 있도록 설계되었습니다. 직관적인 기계

호퍼는 약 4,160만 달러 상당의 NASA 티핑 포인트(Tipping Point) 상을 통해 부분적으로 자금 지원 및 개발됩니다.

그레이스는 아테나가 달 표면에 착륙한 후 약 14시간 후에 첫 번째 도약을 수행할 것으로 예상됩니다. 약 20미터(65.6피트)의 고도에 도달하는 것을 목표로 합니다. 착륙 후 약 62 시간 후에 두 번째 홉이 있지만 이번에는 약 50 미터 (164 피트)의 고도를 목표로합니다.

착륙 후 86시간 후에 그레이스는 100미터(328피트)의 고도에 도달하기 위해 가장 높은 도약을 시도할 것입니다. 이 물체의 실험은 약 20m(65.6ft) 깊이의 그늘진 분화구로 뛰어들었다가 다시 빠져나오는 것으로 마무리될 것이다.

"우리는 노키아와의 대화를 바탕으로 그 분화구 내 20미터 깊이에서 실제로 여전히 통신을 할 수 있을 것이라고 믿습니다." 인튜이티브 머신(Intuitive Machines)의 우주 시스템 담당 수석 부사장인 트렌트 마틴(Trent Martin)이 발사 전 미디어 원격 회의에서 말했다.

"그러나 그렇지 않으면 차량이 타이머를 작동시키거나, 45분 후에 저절로 다시 출발하거나, 설정 온도에서 벗어날 것입니다. 따라서 온도가 최소에 도달하면 호퍼는 스스로 다시 뛰어내릴 것입니다."

Grace, Intuitive Machines Micro Nova Hopper의 임무 개요. 그래픽: 직관적인 기계

Martin은 극한 환경에서 비 로버 기술의 내구성을 검증하고 싶다고 말했습니다.

"탐사선으로는 갈 수 없는 일을 하려고 한다면, 로켓 추진 호퍼로 해보는 건 어떨까요?" 마틴이 말했다. "그래서 그것이 우리가 그레이시와 함께 하는 일의 의도입니다."

Micro Nova Hopper에는 한 쌍의 과학 페이로드가 탑재되어 있습니다. 그 중 하나는 DLR의 행성 연구소(Institute of Planetary Research)에서 제공하는 기기인 LRAD(Lunar Radiometer)로, "안정적인 얼음 퇴적물을 지탱할 수 있을 만큼 충분히 차가운 위치를 식별"하고 "영구적으로 그늘진 지역에서 달 표면 온도를 특성화"합니다.

다른 하나는 헝가리에 본사를 둔 Puli Space Technologies가 개발하고 NASA의 지원을 받는 중성자 분광계인 PLWS(Puli Lunar Water Snooper)입니다. 이 프로젝트는 "영구적으로 그늘진 분화구에서 사상 최초로 직접 표면 측정을 수행하여 향후 달 탐사를 위한 중요한 현장 자원 활용(ISRU) 노력을 지원"하도록 설계되었습니다.

함께 라이딩

착륙선과 모든 구성 요소 외에도 IM-2 임무는 자체 독립 임무를 수행하는 3개의 승차 공유 페이로드를 호스팅할 것입니다.

그 중 하나는 NASA의 SIMPLEx(Small Innovative Missions for Planetary Exploration) 프로그램의 일환으로 선정된 NASA의 Lunar Trailblazer입니다. NASA 과학 임무국의 탐사 부국장인 조엘 컨스(Joel Kearns)는 운영 기간(2027년 종료)까지 발사 비용이 약 8,900만 달러라고 말했다.

이 작가의 컨셉은 달 표면에서 약 60마일(100km) 떨어진 달 궤도에 있는 NASA의 Lunar Trailblazer를 묘사합니다. 우주선의 무게는 440파운드(200kg)에 불과하고 태양 전지판이 완전히 배치되었을 때 너비는 11.5피트(3.5미터)입니다. 그래픽: 록히드 마틴 스페이스

이 임무는 캘리포니아에 있는 NASA의 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory)에서 관리하며 과학 조사는 Caltech가 주도합니다. 루나 트레일블레이저(Lunar Trailblazer)는 HVM3(High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper)와 LTM(Lunar Thermal Mapper)이라는 두 가지 주요 기기를 사용하여 달 표면에 다양한 형태의 물이 존재하는 위치, "달 표면의 열적 특성이 분포에 미치는 영향, 시간이 지남에 따라 다양한 형태의 물이 어떻게 변하는지"를 파악할 것입니다.

두 번째 승차 공유는 소행성 채굴 회사인 AstroForge에서 제공합니다. 오딘 우주선은 M급 소행성으로 추정되는 소행성 2022 OB5의 비행을 수행할 예정입니다.

"저는 AstroForge 팀에게 놀라운 속도로 작업해 달라고 요청했고, 그 속도에는 대가가 따릅니다. 우리는 이 임무에서 대부분의 회사가 기꺼이 감수할 수 있는 것보다 더 많은 위험을 감수하고 있습니다." 라고 AstroForge의 CEO인 Matt Gialich는 월요일 블로그 게시물에 썼습니다. "이 임무가 실패한다면, 잘못은 오로지 나에게 있다. 나는 우리가 만든 모든 트레이드 오프의 세밀한 세부 사항에 관여했고, 우리는 많은 것을 만들었다.

"반복의 핵심 원칙은 AstroForge의 안내 등입니다. 우리는 실패를 통해 많은 것을 배웁니다. 우리는 침체로 아무것도 배우지 못한다."

왼쪽부터 Astroforge 직원 Ashton Meginnis, Wesley Tuneless 및 Ben Fields와 우주선 Odin이 최종 조립 테스트 중. 이미지: AstroForge

마지막으로, IM-2 임무는 에픽 에어로스페이스(Epic Aerospace)의 키메라 GEO 1 궤도 이동 차량을 운반할 것입니다. Odin과 Chimera는 모두 Exolaunch의 CarboNIX 분리 시스템을 사용하여 배포될 예정입니다. 엑소런치(Exolaunch)에 따르면 키메라는 "추가 페이로드"를 운반할 예정이며, 이는 EXOpod Nova 디플로이어를 사용하여 배포될 예정이다.

추가 페이로드는 아직 확인되지 않았습니다.

스페이스 클럽(Space Club)