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유나이티드 발사 얼라이언스 아틀라스 5 로켓은 NASA의 루시 소행성 탐사선을 위한 우주로 의한 차량 서비스를 제공했습니다. 신용: 유나이티드 런칭 얼라이언스
고대 소행성의 깨끗한 인구에 바인딩, 루시라는 NASA 과학 프로브는 새벽 토요일 전에 케이프 커내버럴에서 이륙하고 아틀라스 의 상단에 공간으로 로켓 5 발사기 12 년, $981,000 임무 초기 태양계에 대한 단서를 찾는.
이 임무는 지구와 트로이 소행성 사이의 독특한 정렬을 활용, 태양 주위의 궤도에서 목성을 선도하고 후행 개체의 그룹. 이 궤도는 2025년부터 2033년까지 8개의 소행성 근처에서 루시 우주선을 점령할 예정이며, 이는 다른 어떤 임무보다도 더 많은 것입니다.
목성은 태양 주위의 현재 궤도에 정착으로 두 무리에 갇혀 트로이 소행성을 방문하는 첫 번째가 될 것입니다. 과학자들은 트로이 소행성이 초기 태양계의 원시 남은 것이라고 믿습니다. 비슷한 물체가 충돌하거나 함께 뭉쳐 외부 태양계의 거대한 행성을 형성했다.
콜로라도 볼더사우스웨스트 연구소의 루시 선교부 수석 연구원인 할 리바이슨(Hal Levison)은 "우리가 화석이라고 생각하는 방식은 화석으로, 루시로 알려진 인간 조상 화석의 이름을 따서 루시 우주선을 명명했다"고 말했다. "이것은 거대한 행성이 어떻게 형성되었고 어떻게 움직였는지 말해 줄 것입니다."
루시는 1마일 미만에서 60마일 이상크기의 트로이 목마 떼에서 소행성을 표적으로 삼을 것입니다. 우주선은 또한 지상 관측에 색 차이가있는 것처럼 보이는 소행성에 의해 비행할 것입니다.
문제없는 하룻밤 카운트 다운 후, 로봇 탐험가는 5:34 a.m. EDT (0934 GMT) 토요일에 유나이티드 발사 얼라이언스 아틀라스 5 로켓의 상단에 케이프 커내버럴 우주 포스 스테이션에서 패드 41에서 폭발했다.
루시는 23일 간의 행성 발사 기간 의 오프닝 두 번째에서 이륙하여 거의 반 년 전에 설정된 일정을 타격했습니다.
러시아 RD-180 엔진을 타고 있는 188피트 높이의 57미터 짜리 발사기는 케이프 커내버럴에서 동쪽으로 대서양을 가로질었습니다. 아틀라스 5는 스트랩온 솔리드 로켓 부스터 없이 로켓의 기본 구성으로 토요일을 날아갔다.
로켓의 등유 연료 첫 번째 단계는 종료하고 임무에 약 4 분 대서양에 떨어질 분, 에어로젯 로켓 다인에 의해 공급 되는 미국제 RL10 엔진을 사용하여 화상의 쌍을 완료 하는 켄타우로스 상부 단계를 떠나.
첫 번째 RL10 발사는 루시 우주선을 지구 주변의 주차 궤도에 배치했다. 미션에 들어서면 엔진이 6분 동안 재점화되어 지구의 중력 을 피하기 위해 필요한 속도에 대한 프로브를 가속화했습니다.
아틀라스 5의 비행 순서는 차질없이 꺼진 것처럼 보였고, 로켓은 이륙 후 약 58 분 루시 우주선을 발사했다. 약 반 시간 후, 지상 팀은 프로브가 직경약 24피트(7.3미터)의 쌍둥이 팬 모양의 태양 열배열을 배치했다고 발표했습니다.
호주 NASA의 딥 스페이스 네트워크 스테이션은 루시 우주선에서 첫 번째 신호를 동시에 획득하여 아틀라스 5 로켓의 우주로 이동한 후 프로브가 작동했음을 확인했습니다.
토요일의 발사는 아틀라스 5 로켓의 89 번째 비행, 올해의 세 번째 아틀라스 5 비행을 표시했다.
"지금, 우주선은 좋아 찾고 있다," 리바이슨은 발사 토요일 후 지금 우주 비행 말했다. "태양 열배열, 그건 우리의 큰 관심사였다. 그들은 생산해야 할 힘을 생산하고 있습니다. 그래서 건강 해 보인다. 그것은 그것의 방법에 있다."
태양열 어레이는 약 548평방피트 또는 51평방미터의 면적을 커버하여 루시의 태양날개를 깊은 공간으로 보낸 것 중 가장 큰 날개입니다. 구조물은 루시 우주선에게 52피트 또는 16미터 이상의 날개 길이를 제공합니다.
발사 토요일 은 설계, 개발, 건설 및 테스트의 7 년 후 루시 임무의 전환점이었다. 그러나 과학자들은 여전히 루시가 표적 소행성을 모두 방문하기까지 12년을 기다려야 합니다.
"나는 이메일의 주제에 루시라는 단어의 첫 번째 인스턴스에 대한, 너무 오래 전에 보았다, 그것은 3 월이었다 2014,"리바이슨은 말했다.
엔지니어와 과학자들은 코로나바이러스 전염병의 위협을 받고 있는 루시 임무의 개발을 마쳤습니다. 어려움에도 불구하고 그들은 선교부의 일정과 예산을 유지했습니다.
"제가 사용해 온 비유는 아이를 키우는 것과 비슷합니다. "그리고 이것은 어려운 임신이었습니다. 이제 그녀는 태어났고, 이제 그녀는 성장할 것입니다."
콜로라도의 록히드 마틴(Lockheed Martin)이 제작한 3,300파운드(1,500킬로그램)의 루시 우주선은 수드라진과 질소 테트옥사이드로 가득 차서 소행성 비행 목표물로 안내하는 데 도움이 되는 일련의 심층 우주 기동을 수행합니다.
탐사선의 질량의 절반은 추진제이며, 루시는 임무를 통해 태양 주위의 궤도를 극적으로 재구성할 수 있는 능력을 제공합니다.
그러나 루시가 지구와 세 번의 가까운 만남을 위해 돌아와 속도를 얻고 태양으로부터 더 멀리 가속하여 결국 2027년 목성의 거리에 도달할 때, 임무의 한 종류의 궤도는 자연세력에 의해 구동될 것이다. 그런 다음 임무는 태양 주위에 또 다른 무릎을 복용하기 전에 15 개월 에 다섯 소행성에 의해 비행, 2033 년에 소행성의 흥미로운 바이너리 쌍의 최종 비행을 설정합니다.
과학자들은 1974년 에티오피아에서 그녀를 발견한 과학자들에 의해 루시라고 불리는 인간 조상의 화석화된 유해를 따서 루시 임무를 지명했다.
루시 임무를 위한 다이아몬드 모양패치. 신용: NASA/SWRI
과학자들은 트로이 소행성이 태양계가 45억 년 전에 형성된 후 남겨진 작은 행성 빌딩 블록의 종류에 대한 다양한 샘플을 나타낸다고 믿습니다.
SWRI의 루시 임무 담당 부국장캐시 올킨(Cathy Olkin)은 "이러한 물체는 태양계 형성의 잔해이기 때문에 흥미롭다"고 말했다. "우리는 이 인구의 다양성을 조사하기 위해 우리의 사명을 설계했습니다. 우리는 한 임무로 가장 많은 소행성을 방문할 것입니다. 우리는 거의 40 억 마일의이 서사시 여행에서 일곱 트로이 소행성을 지나 비행 할 거야. 우리는 지질학, 표면 구성을 연구 할 것입니다 ... 그리고 우리는 이 물체 주변의 위성을 검색할 것입니다."
과학자들에게 인간의 진화에 대해 알린 화석 발견과 마찬가지로 트로이 목마 소행성은 태양계의 고대 역사에 대한 단서를 제공할 수 있습니다. 목성은 현재 궤도에 정착한 후, 소행성은 각각 태양계의 가장 큰 행성 앞과 뒤에 중력이 안정된 해방 지점을 중심으로 무리에 갇혀되었다.
"그 화석은 루시 우주선이 태양계에 대한 우리의 이해를 변화시킬 수 있기를 바라는 것처럼, 우리의 이해가 강화된 진화에 대한 우리의 이해를 변화시켰습니다." 올킨은 말했다.
NASA는 루시 임무를 선택, 또 다른 소행성 탐사와 함께 정신이라는 이름의, 개발을 위해 2017. 정신은 금속이 풍부한 소행성을 궤도에 내년에 발사 할 예정이다.
루시와 정신, 때로는 자매 임무라고, 개체의 다른 유형을 방문합니다. 그러나 둘 다 과학자들에게 태양계의 진화에 대해 많은 것을 알 수 있었다.
두 개의 깊은 우주 탐사선은 NASA의 비용 덮인 디스커버리 임무, 화성 패스파인더 로버, 수성 궤도를 도는 메신저 임무, 거대한 소행성 베스타와 난쟁이 행성 세레스를 도는 새벽 우주선을 포함하는 프로그램에 합류한다.
2015년 NASA에 제출된 28건의 제안에서 포착된 루시와 사이치는 과학자들이 태양계의 폭력적인 초기 역사를 정리하려 할 때, 프로토 행성이 태양 주위의 바위와 바위 사이의 합병과 충돌로 합쳐진 것을 결코 가까이에서 볼 수 없었던 세계를 방문할 것입니다.
규모를 확장한 이 그림에는 루시 미션의 소행성 목표물에 대한 작가의 개념이 포함되어 있습니다. 신용: NASA
루시의 비행 표적을 포함한 트로이 목마 소행성은 40억 여 년 전과 동일하게 보일 수 있으며, 과학자들은 목성의 중력의 엄청난 당기는 것이 외계 행성이 위치를 이동함에 따라 현재 위치에 갇혀 있다고 믿기 전에 여전히 동일하게 보일 수 있습니다. 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 : 트로이 목마는 거대한 행성을 만들기 위해 함께 온 개체의 유형의 유물이다.
"이 모든 이야기가 사실이라면 ... 이러한 물체는 실제로 외부 태양계 전체에 걸쳐 형성된 물체를 나타내며, 루시와 같은 임무가 가서 연구할 수 있는 트로이 목마 무리에 있습니다."
과학자들은 트로이 소행성에 대해 거의 알지 못하고 있습니다. 지구와 의 거리 때문에 목성 트로이 목마의 파편은 운석으로 땅에 떨어 지지 않았으며 과학자들의 역사와 메이크업에 대한 통찰력을 강탈했습니다.
천문학자들은 트로이 목마 무리에서 7,000개 이상의 물체를 발견했습니다. 대형 망원경을 사용하여 수천 명이 더 발견을 기다리고 있을 수 있습니다.
그러나 허블 우주 망원경조차도 트로이 소행성의 구성과 모양에 대한 세부 사항을 해결할 수 없습니다. 과학자들은 루시가 방문할 각 물체의 크기에 대해 대략적인 근사치를 가지고 있으며, 그들의 색깔에 대해 조금 알고 있습니다. 일부는 회색이며, 일부는 외관에 더 붉은.
"이것은 탐험의 사명입니다." 올킨이 말했다. "우리는 전에 트로이 소행성을 본 적이 없다. 우리가 보고 있는 한 가지는 구성입니다. 그래서 많은 것들이 단서이지만, 우리는 우리가 전에 이러한 개체에 가본 적이 없기 때문에, 예 또는 아니오, 내가 당신을 말할 수있는 테스트하고 있다는 특정 가설이 없습니다. 우리가 가진 질문이 많으며, 우리는 다음 차원의 질문을 할 수 있도록 계속 배워야 합니다.
Olkin은 "다양한 크기의 개체, 다양한 스펙트럼 유형, 두 개의 서로 다른 군단을 샘플링하고 있으므로 우리가 생각할 수 있는 모든 다른 축에서 다양성을 찾고 있습니다." "그래서 우리는 이 임무를 수행하고, 지금까지 가장 많은 소행성을 방문하고, 이 물체를 실제로 비교할 수 있습니다."
루시의 소행성 목표물 중 가장 큰 인 파트로클루스와 메노에티우스는 선교 기간 동안 방문한 마지막 세계가 될 것입니다. 지상 기반 관측은 그 소행성이 대략 구형 모양임을 나타냅니다.
루시 우주선의 예술가의 개념은 트로이 소행성을 지나 비행. 신용: 사우스웨스트 연구소
동시에 팀은 발사루시 우주선을 준비하고 있으며, 천문학자들은 임무의 다른 목표물의 모양에 대해 자세히 알아내려고 노력하고 있습니다. 과학자들은 지구와 먼 별 사이를 직접 통과할 때 별의 직업을 사용하여 먼 물체의 크기와 모양을 근사화합니다.
천문학자들은 소행성이 별의 빛을 비추는 패턴을 측정함으로써 물체의 모양을 추정할 수 있다. 이번 달에 과학자들은 루시의 두 목표인 폴리멜과 유레이베이트의 두 가지 목표에 대해 자세히 알아보기 위해 두 개의 별의 신비화 캠페인을 계획했습니다.
토요일 발사 후 루시 우주선은 지구와 유사한 태양 주위 의 궤도에서 1 년을 보내고, 중력 지원 새총 기동을 위해 내년 10 월 고향 행성으로 돌아와 태양계로 향하기 시작합니다.
"실제로 우리가 이러한 유형의 물체를 모두 방문할 수 있는 궤적을 찾는 것은 루시에게 정말 집안일 뿐입니다." 리바이슨은 말했다. "우리는 지구 중력을 사용하여 내부 태양계 주위를 흔들어 서서히 우주선의 궤도를 펌핑하여 결국 목성의 궤도를 교차합니다."
키넷X 항공우주의 네비게이션 팀 부국장인 코랄리 아담(Coralie Adam)에 따르면, 지구 중력의 어시스트가 없다면 루시는 임무를 실현할 수 없을 정도로 5배 더 많은 연료를 운반해야 할 것이라고 말했다.
지금과 첫 번째 소행성 만남 사이에 과학자들은 루시스 장비를 교정할 것입니다. 지구와 비행 악기 체크 아웃에 도움이 될 것입니다.
"우리는 실제로 (소행성 표적의) 모양을 얻기 위해 매우 적극적인 지상 기반 관찰 캠페인을 가지고, 그래서 우리는 실제로 그들이 얻을 수있는 과학을 생산할 거야 있는지 확인하기 위해 만남의 우리의 시뮬레이션에서 그 모양을 사용할 수 있습니다,"Levison는 말했다.
"그래서 할 일이 많습니다."
이 그림은 루시 우주선이 태양계를 통과하는 독특한 궤적을 보여주며, 탐사선을 트로이 소행성 무리로 가져가는 모습을 보여줍니다. 신용: NASA/SWRI
2024년 12월, 루시가 첫 소행성 을 만날 예정이다. 우주선은 2025년 4월 루시 화석을 발견한 과학자의 이름을 딴 소행성 도널드요한슨을 지나 속도를 낼 것입니다.
그런 다음 루시는 2027년 8월부터 2028년 11월까지 불과 15개월 만에 물체 중 하나의 작은 달을 포함하여 다섯 개의 소행성을 방문하는 최초의 트로이 목마 무리로 날아갈 것입니다. 그 다섯 소행성은 소위 L4, 또는 그리스어, 무리에 있습니다.
가장 먼 아크에서 루시는 태양으로부터 5억 마일(8억 킬로미터) 이상 떨어져 있습니다. 우주선은 태양으로부터 태양에서 가장 먼 우주선이 되어 태양열발전에 의존하게 될 것입니다.
2030년 지구의 마지막 스윙은 루시가 12년 의 임무, 2033년 3월 3일, L5, 또는 트로이 목마, 군단에 있는 Patroclus와 Menoetius라는 이진 쌍의 비행의 마지막 만남을 위해 루시를 설치합니다. 두 물체의 각각은 약 같은 크기이며 직경은 60마일(100킬로미터)이 넘으며 루시의 태양계의 가장 큰 표적이 되었습니다.
각 소행성에서 루시는 최고의 사진을 찍고 가장 유용한 데이터를 수집하는 데 몇 시간밖에 걸리지 않습니다. 프로브는 초당 몇 마일의 상대 속도로 소행성에 의해 지퍼, 카메라와 과학 악기를 가리키는 회전 플랫폼을 사용하여.
"루시는 비행 임무이므로, 우리의 목표에 도착하기 위해 10 억 마일 이상을 여행 한 후, 우리는 거의 직접 그들을 목표로, 600 마일 (1,000 킬로미터) 표면의 비행,"키스 놀, 루시 임무에 대한 NASA의 프로젝트 과학자말했다. "그리고 루시는 이 비행을 위해 속도를 늦추지 않습니다."
우주선은 13,000 mph (시속 21,000 킬로미터)에서 20,000 mph (시속 32,000 킬로미터)에 이르는 상대 속도로 각 소행성 표적을 지퍼로 지퍼로 지퍼로 합니다.
"이 만화 지도를 보면 트로이 목마를 나타내는 점이 서로 매우 가깝습니다." 놀이 말했다. "하지만 사실, 우리가 (방문할) 가장 가까운 쌍은 1천만 마일 이상 떨어져 있으며, 다른 한 쌍은 그보다 훨씬 더 멀리 떨어져 있습니다."
임무 의 과정에서, 루시는 여섯 목성 트로이 목마에 의해 비행합니다. 이 시간이 경과한 애니메이션은 내부 행성의 움직임을 보여줍니다 (수은, 갈색; 금성, 화이트; 지구, 파란색; 화성, 빨간색), 목성 (주황색), 루시 임무의 과정에서 두 트로이 목마 떼 (녹색) . 신용: CAS/페트르 샤이리히 천문학 연구소
루시의 세 가지 과학 장비는 이전 NASA 임무에 비행 페이로드의 각각 업그레이드 버전입니다.
악기 중 하나인 루시 장거리 정찰 이미저(Lucy Long Range 정찰 이미저)는 NASA의 뉴 호라이즌스 우주선에 장착된 유사한 장비를 기반으로 한 흑백 이미징 망원경으로, 2015년 명왕성의 첫 번째 클로즈업 뷰를 캡처했습니다.
존스 홉킨스 대학 응용 물리학 연구소에서 제공하는 L'LORRI 악기는 트로이 소행성의 가장 상세한 이미지를 생성합니다, 자신의 표면을 매핑, 분화구를 조사, 작은 동반자 소행성과 먼지 구름을 검색.
우주선의 또 다른 탑재하중은 NASA의 고다드 우주 비행 센터에서 나옵니다. L'Ralph라는 이름의 악기는 두 개의 악기입니다.
악기의 한 요소는 본질적으로 컬러 카메라로, 인간의 눈이 볼 수있는 것과 유사한 모양을 가진 이미지를 생성합니다. 적외선 이미징 분광기는 과학자들이 각 소행성의 얼음, 미네랄 및 유기 분자를 식별하는 데 도움이 됩니다.
루시의 열 방출 분광계(L'TES)는 각 소행성 표면의 온도를 측정합니다.
"온도는 표면의 물리적 특성에 관하여 저희에게 엄청난 양을 알려줍니다," 말했습니다 필 크리스텐슨, 애리조나 주립 대학에서 L'TES 계기에 대한 수석 조사자. "낮과 밤의 측정값을 비교하여 조밀한 볼더링 재료, 미세 곡물 먼지와 모래로 만든 표면을 확인할 수 있습니다."
루시의 임무의 일부이지만 페이로드로 간주되지 않는 다른 과학적 조사는 연구원들이 물체의 밀도를 추정할 수 있는 각 소행성의 질량을 결정하는 데 도움이 될 것입니다.
"트로이 소행성을 지나가면서 트로이 소행성의 중력당이 가속화되면 우주선의 속도가 조금바뀔 것입니다." 올킨이 말했다. "우리는 우리의 물체를 지나 거의 15,000 mph로 비행하고 있으며, 트로이 소행성의 중력은 시간당 약 100 마일의 속도로 변할 것이지만, 통신 하위 시스템과 도플러 주파수의 변화로 이를 감지 할 수 있습니다."
그 속도 변화는 각 소행성이 얼마나 많은 질량을 과학자들에게 말할 것이다.
루시의 사명은 몇 가지 심각한 과학적 질문에 대답하기위한 것이지만, 임무 기획자는 대중 문화에 면역되지 않습니다.
과학자들은 비틀즈의 노래 "루시 인 더 다이아몬드"를 들었을 때 발견을 축하하는 동안 루시라는 화석이라고 불렀습니다. 트로이 소행성 탐험가를 개발하는 과학자들은 연결을 보았다.
"이 소행성은 거대한 행성이 형성되고 태양계가 어떻게 진화했는지 이해하기 위한 과학적 가치면에서 하늘의 다이아몬드와 정말 비슷합니다."
L'TES 분광기 깊숙이 묻혀 있는 작은 다이아몬드는 빔 스플리터 역할을 하며, 이는 빛을 분해하고 악기의 초점 평면 내에서 빔을 다른 방향으로 보냅니다.
크리스텐슨은 "우리는 루시와 함께 다이아몬드를 하늘로 보내고 있다" 고 말했다. "그것은 악기의 기본 부분뿐만 아니라 임무의 재미있는 요소입니다."
과학자들은 2033년 1차 임무의 마지막 만남 이후 루시에게 더 많은 소행성을 방문하는 것을 배제하지 않았다. 마지막 지구 비행은 유지 보수를 거의 추진제를 필요로 태양 주위 안정적인 궤도에 우주선을 떠날 것이다.
비록 연장된 선교 사업이 없어도 루시는 기록책에 들어갈 것입니다.
"우리는 역사상 다른 어떤 우주선보다 더 많은 소행성을 방문하고 있습니다." 리바이슨이 말했다. "그것은 또한 12 년 임무, 오랜 기간.
"이 모든 것이 끝나고 끝나면 75명이 될 거라고 말해야 합니다." 리바이슨이 말했다. "하지만 초등학교와 중학교에 다니던 젊은이들이 선교 사업이 끝날 때까지 루시에서 일할 것이라고 상상할 수도 있습니다."
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