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토성의 달 Titan에 잠자리 임무의 예술가의 개념. 크레딧 : NASA
미 항공 우주국 (NASA) 관계자는 목요일이 기관이 플루토늄 동력의 로봇 쿼드 코프 무인기의 개발을 추진해 토성의 달인 타이탄 탐사선을 탐사 할 것이라고 발표했다. 타이탄은 과학자들이 고대 지구를 연상케하는 듄과 메탄 호수로 덮인 흐릿한 세계이다.
Dragonfly 임무는 2026 년에 시작되어 2034 년에 Titan에 도착할 예정이며 두꺼운 대기에서 내려와 2.7 년의 임무를 수행하면서 달의 외계인을 가로 지르는 여러 홉을 만들기 위해 회전익을 배치하여 사구 지대와 크레이터를 측량합니다.
"타이탄은 매우 저온에서 물질이 매우 다르다는 것과, 암반이 물의 얼음이고 모래 언덕이 유기 모래 입자로 이루어져 있고 표면의 액체가 액체라는 사실에도 불구하고 지구와 매우 흡사합니다. 메탄 "이라고 존스 홉킨스 대학 응용 물리 연구소의 드래곤 플라이 임무 연구 책임자 인 엘리자베스 터틀 (Elizabeth Turtle)이 말했다.
과학자들이 타이탄에 대해 알고있는 대부분의 것은 NASA의 카시니 (Cassini) 우주선과 2005 년에 토성의 가장 큰 달에 처음으로 착륙 한 호이겐스 (Huygens)라는 유럽 우주국 (European Space Agency)의 탐사선에서 나왔다.
카시니 (Cassini)는 2017 년 9 월에 임무가 끝나기 전에 13 년 동안 토성을 탐사 한 127 대의 타이탄 비행선을 만들었습니다. 달의 표면을 처음으로 공개하여 거친 해안선, 시내 및 사구가있는 메탄 호수를 볼 수있었습니다. NASA의 보이저 탐사선은 1980 년과 1981 년에 토성에 의해 날아간 타이탄의 흐릿한 베니어를 볼 수 없었습니다.
"잠자리에 대한 위대한 업적 중 하나는 잠자리가 표면 위로 날아오고 있기 때문에 사진을 앞으로 가져 오는 것입니다."NASA의 수석 프로그램 과학자 인 커트 니버 (Curt Niebur)는 말했다. 뉴 프론티어 미션 라인. "그래서 우리는 실제로이 외계인을 내려다 보면서 잠자리와 함께 비행하는 경험을 얻게 될 것입니다. 그러나이 강과 산을 가진 표면은 매우 친숙합니다.
"대중에게 엄청난 경험이 될 것 같아요. 모두들 정말로 즐길 것 같아요."니버가 말했다.
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토성의 가장 큰 달인 Titan의 화려한 지구본이 NASA의 카시니 (Cassini) 우주선의이 트루 컬러 스냅 샷에서 행성과 그 반지 앞에 나옵니다. 크레디트 : NASA / JPL-Caltech / 우주 과학 연구소
타이탄의 두꺼운 대기는 땅에 떨어지는 것을 어렵게 만들지 만 일단 타이탄의 수분이 많은 대기 환경이 훌륭한 비행 환경을 만들 것이라고 과학자들은 말했다.
"대륙간 비행은 실제로 지구를 비행하는 것보다 쉽습니다."거북이가 말했다. "대기는 지구 표면의 대기보다 표면에서 4 배 더 밀도가 높습니다. (타이탄의) 중력은 지구상에서 중력의 약 7 분의 1입니다. 따라서 Titan에서 비행하는 것이 실제로 쉽습니다. 날개를 낀다면 타이탄으로 날아갈 수 있습니다. "
카시니는 메탄 호수에서 파도를 일으키는 것처럼 보이는 비가 오는 폭풍과 바람을 포함하여 타이탄의 기상 시스템을 발견했습니다.
"당신은 비가 내리고, 지구의 5 대호의 크기 인 이보다 큰 호수로 모여이 액체 메탄으로 가득 차 있습니다. 그것은 우리가 지구상에 가지고있는 것처럼 액체 물이없는 일종의 기상주기를 만들어냅니다. "라고 니버는 말했다.
그러나 타이탄에 관한 많은 질문에는 답이 없습니다. 주로 질소로 만든 밀집된 분위기의 태양계의 유일한 달입니다. 그러나 Titan의 오렌지색 연무는 기존의 카메라에서 그 표면을 숨 깁니다. 카시니 (Cassini)는 거대한 육지, 대양 및 기타 표면 특징을 드러내 기 위해 이미징 레이더로 대기권을 들여다 보았다.
타이탄의 표면 온도는 화씨 영하 300도 (섭씨 영하 184도)이며, 표면의 액체 수분이 너무 차갑습니다. 그러나 Titan이 액체의 지하수를 항해한다는 증거가 있습니다.
Dragonfly 무인 항공기는 카메라, 훈련, 지진 및 기상 센서 및 분광계를 탑재하여 Titan의 암석 및 토양 성분을 조사하여 네 가지 기본 유형의 측정을 수집합니다. 선박 착륙 스키드에있는 진공 식 흡입 장치는 온보드 소형 오븐에서 분석을 위해 표면 물질을 빨아 들여 토양의 유기 화합물이나 생체 신호를 감지합니다.
다중 임무 방사성 동위 원소 열전기 발전기 (MMRTG)로 알려진 플루토늄 전력 공급원은 장비에 전원을 공급하고 전기 구동 식 로터 8 개와 고 이득 안테나를 사용하여 지구에 직접 데이터를 전송합니다.
NASA의 과학 임무 담당관 인 Thomas Zurbuchen은 "Titan이 삶에 필요한 핵심 요소를 모두 가지고 있다는 사실은이 임무에 대해 정말 흥분되는 것입니다. "액체 물과 액체 메탄, 우리는 복잡한 유기 탄소 기반의 분자를 가지고 있으며 우리는 생명을 구하는 데 필요한 에너지를 가지고 있습니다.
"우리는 타이탄에서 생명체가 형성되기 시작한 초기 지구와 현재 생명체가 존재할 수있는 조건을 관찰 할 수있는 기회를 얻었습니다."라고 즈 부첸은 말했다. "우리는 오늘날 바이오 인식을 찾을 수 있을지 모른다."
잠자리의 이동성으로 20 홉 이상의 궤도에서 타이탄을 가로 질러 110 마일 (180 킬로미터)까지 이동할 수 있습니다.
화성 탐사선의 크기에 관해서, 비행 무인기는 과학자들이 표면에 제한된 임무보다 타이탄에서 더 넓은 범위를 탐험 할 수있게 해줄 것입니다. 잠자리는 타이탄의 적도 사구에서 먼저 만지고, 카시니 (Cassini)에서 원격 탐사 관측을 통해 물의 얼음이 노출되어있는 지역을 조사하기 위해 분화구로 이동합니다.
그리고 표면의 탐사선과는 달리, 계측 된 무인 항공기는 바위와 가파른 경사면과 같은 장애물에 의해 멈추거나 지연되지 않습니다.
NASA는 기관의 뉴 프론티어 프로그램에서 네 번째 임무가되기 위해 혜성 Astrobiology Exploration Sample Return 또는 CAESAR 임무라는 경쟁 제안에 Dragonfly를 선택했습니다. CAESAR는 유럽의 Rosetta 사명에 의해 처음 탐사 된 동일한 혜성 인 혜성 67P / Churyumov-Gerasimenko에게 우주선을 비행했을 것이고, 지구로 돌아 가기 위해 핵에서 샘플을 수집했다.
미 항공 우주국 (NASA)에 의해 개발 된 3 개의 이전 뉴 프론티어 미션은 현재 우주에서 모두 작동하고 있습니다.
뉴 호라이즌 (New Horizons) 우주선은 2006 년에 시작되어 2015 년에 명왕성의 첫 번째 클로즈 업 비행을 수행 한 후, 외부 태양계로 더 멀리 이동하여 쿠이퍼 벨트에서 울리마 툴레라는 이름의 22 마일 길이의 세계를 만난다. 1 월 1 일.
NASA의 Juno 인공위성은 2011 년에 시작되어 거대한 행성의 대기와 자기권을 연구하기 위해 2016 년에 목성에 도착했으며 OSIRIX-Rex 사명은 2016 년에 해제되었고 작년 말 소행성 Bennu에 도착했으며 우주선은 돌아 오는 샘플을 회수합니다. 지구.
기관 당국자는 2017 년 12 월 네 번째 뉴 프론티어 임무를위한 12 개의 선교 계획 제안서에서 Dragonfly와 CAESAR를 최종 후보로 발표했습니다. NASA는 발사 및 운영 비용을 제외하고 잠자리 사명을 설계하고 개발하기 위해 최대 8 억 5 천만 달러를 투입했습니다.
그 비용이 완전히 설명 될 때, 선교 사역비는 약 10 억 달러가 될 것으로 예상된다.
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타이탄에서 잠자리 차량의 아티스트 개념. 크레디트 : NASA / JHUAPL
"잠자리는 타이탄의 두꺼운 대기를 통해 100 마일 이상 비행 할 수있는 최초의 무인 항공기 착륙선이 될 것"이라고 NASA 관리자 인 짐 브리 덴스틴 (Jim Bridenstine)이 말했다. "타이탄은 태양계의 다른 어떤 장소와도 다르며 초기 지구와 가장 유사합니다.
"이 혁명적 인 임무는 불과 몇 년 전만해도 상상도 할 수 없었을 것"이라고 Bridenstine은 말했다. "위대한 국가는 위대한 일을합니다. 우리는 모든 인류의 이익을 위해 인간 지식의 국경을 탐험하기 위해 잠자리를 시작할 것입니다. "
그러나 잠자리는 위험한 임무입니다.
"이 임무는 대담합니다."라고 Zurbuchen이 말했다. "우리는 우리가 알고있는 것뿐만 아니라 어떻게 우리가 할 수있는 일이 가능한지 생각하는 이러한 대담한 임무를 수행합니다."
Dragonfly는 작년에 시작되어 태양에 가장 가까운 우주선에 대한 기록을 이미 세운 New Horizons 탐사선과 NASA의 Parker Solar Probe의 개발을 감독 한 APL에서 건설되고 관리 될 것입니다.
"우리가이 사명, 첫 번째 제안에 대한 제안을 받았을 때, 과학은 매우 강했기 때문에 거기에 있었던 모든 위험을 살펴 보았습니다. 그리고 그 중 상당수가있었습니다. 우리는 기본적으로 우리가 그들에게 기회 "라고 말했다.
목요일 기자들과의 전화 회의에서 NASA 관계자는 탄화수소가 탐사선의 과학 장비를 막을 가능성과 같은 초창기 드래곤 플라이 개념으로 밝혀진 초기 위험에 대해 논의했다.
"Titan은 탄화수소가 풍부합니다."Niebur가 말했다. "NASA의 임무를 수행 할 때 우리는 이러한 것들의 극미량을 찾기 위해 고심하고 있습니다. 그리고 Titan은 너무 많아서 샘플을 빨아 들여 그것을 장비에 전달하는 진공 청소기 시스템이 막힐 수 있습니다 또는 오염. "
Dragonfly 팀은 NASA가 자금을 조달 한 예비 "Phase A"연구에서 지난 1 년 반 동안 샘플 전달 시스템을 재 설계했습니다.
"이러한 모든 위험, 즉 10 가지 위험 요소가 제거되었습니다."라고 Zurbuchen은 말했습니다. "따라서 모든 차원에서 매우 다양하고 혁신적이고 강력한 교장 연구원이 한 팀이라는 사실이 증명 된 팀입니다."
"터프 츠에 관한 것들 중 하나는 첫 번째 시야에서 반드시 분명하지 않다는 것입니다. 다른 행성을 탐사하는 새로운 방법 인 반면 실제로 이것은 지구상에서 매우 성숙한 기술입니다. "자율 비행의 관점에서 볼 때 지구상의 회전익 기술에 대한 기술 개발이 너무 많습니다. 실제로 Dragonfly에서 비행 할 도구의 대부분은 현재 화성 표면에 앉아있는 계기를 기반으로합니다. 우주에서 전에 비행했다. 그래서 우리가 잠자리로하는 일은 발명이 아닌 혁신입니다. "
Turtle 팀은 원래 2025 년에 Dragonfly를 출시 할 것을 제안했지만 NASA는 발사 준비를 위해 추가 임무를 부여하고 있습니다.
NASA의 행성 과학 부문 책임자 인 Lori Glaze는 "우리는 NASA에서 느낀 점은 몇 가지 문제를 해결하기 위해 추가 시간을 투자하면 큰 도움이 될 것"이라고 말했다. "일정이 너무 빡빡했기 때문에 시간이 좀 더 필요하다고 생각했습니다."
최초의 잠자리 탄도는 2025 년에 발사 된 지 1 년 후에 2026 년에 지구의 파리 비가 나타 났고, 2034 년에 타이탄의 대기로 직접 들어가는 것을 목표로 토성쪽으로 새총에 금성과 지구가있는 중력 보조 flybys가 뒤 따랐다.
2026 년에 발사 된 엔지니어들은 궤도에서 첫 번째 어스 플라이 비를 삭제했으며 드래곤 플라이는 2034 년에도 타이탄에 도달합니다.
이 우주선은 타이탄의 대기로 뛰어 들어 2 시간 동안 내려갈 것이며 마찰과 낙하산을 사용하여 우주선이 에어로 셀에서 벗어나기 전에 감속하고 표면 위로 날아 올라 스키드에 직접 착륙 할 것입니다.
잠자리의 탐사는 타이탄의 적도 지역으로 제한 될 것이며 메탄 바다와 떨어져있을 것입니다. 타이탄의 가장 큰 바다가있는 북반구는 우주선이 도착하면 겨울과 태양과 지구가 수평선 아래에 위치합니다.
"Titan의 표면에있는 물질에 관한 중요한 질문은 고체 물질의 조성입니다."라고 Turtle은 말했습니다.
카시니 (Cassini) 우주선의 레이더는 타이탄의 메탄 해를 해독하고 화학 성분을 밝혀 낼 수 있었다.
"거대한 현저한 의문은 이러한 고체 표면 물질의 성질이 무엇인지에 관한 것이며, 고체 표면 물질에서 타이탄에 너무 많이 존재하는 프리 바이오틱 화학을 이해하는 열쇠가 될 것"이라고 거북이는 말했다.
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