스페이스 클럽 일본 달 착륙선, SpaceX가 발사 한 NASA 히치하이커 페이로드

[발사통제동]

SpaceX Falcon 9 로켓은 일요일 초 케이프 커 내버 럴에서 상업용 일본 로봇 달 착륙선과 NASA 히치하이커 마이크로 페이로드 인 Lunar Flashlight로 이륙하여 달의 극에있는 분화구의 영구적으로 어두운 바닥에 숨겨진 물 얼음의 흔적을 찾습니다.

229 피트 (70 미터) 높이의 Falcon 9 발사기는 SpaceX가 로켓의 지정되지 않은 문제를 해결하기위한 임무를 수행 한 지 일주일 반 후인 일요일 오전 2시 38 분 13 초 EST (0738:13 GMT) 케이프 커 내버 럴 우주군 기지의 패드 40에서 출발했습니다. SpaceX는 11월 30일 발사 시도를 취소한 후 문제 해결을 위해 로켓을 격납고로 다시 굴린 다음 일요일 카운트다운을 위해 Falcon 9를 패드로 되돌렸습니다.

ispace라는 일본 회사가 개발 한 상업용 Hakuto-R 달 착륙선은 달 표면에 연착륙을 달성 한 최초의 민간 개발 우주선이 될 것입니다. 달 손전등은 자체 궤도로 달로 날아가 결국 물 얼음의 흔적을 찾기 위해 달의 남극에서 9 마일 (15km) 떨어진 우주선을 반복적으로 데려가는 궤도에 정착합니다.

일요일 발사는 NASA의 오리온 승무원 캡슐이 달에 대한 25 일간의 무인 시험 비행을 마무리하기 위해 예정된 스플래시 다운 약 10 시간 전에 발생했으며 우주 비행사의 마지막 달 방문에서 아폴로 17 착륙 50 주년에 발생했습니다.

170만 파운드의 굉음이 나는 추력을 전달하는 9개의 등유 연료 Merlin 1D 엔진이 Falcon 9 로켓을 케이프 커내버럴 상공의 하늘 높이 솟구쳤습니다. 발사대는 대서양 상공에서 동쪽으로 향하여 1분도 채 되지 않아 음속을 넘어섰고, 비행 시작 약 2분 13초 만에 1단계 엔진을 차단했습니다. 잠시 후, 부스터 스테이지는 Falcon 9의 상단 스테이지에서 벗어나 단일 엔진에 불을 붙여 궤도로 계속 상승했습니다.

B1073으로 명명되고 우주로 다섯 번째 비행을 한 재사용 가능한 부스터는 복고풍 로켓 엔진 발사로 진로를 바꾸고 케이프 커내버럴로 다시 날아가 팰컨 9의 발사대에서 남쪽으로 약 6마일(10km) 떨어진 스페이스X의 두 해변 로켓 회수 패드 중 하나인 랜딩 존 2에서 성공적인 터치다운을 했습니다. 이번 착륙은 목요일 인터넷 위성을 OneWeb의 궤도로 운반하는 임무에서 Falcon 9 부스터를 발사 및 착륙 한 후 SpaceX가 케이프 커 내버 럴 육지에서 로켓을 회수 한 두 번째 사례였습니다.

SpaceX는 일요일 오전 2시 38 분 EST (0738 GMT) 에 일본 회사 ispace의 Hakuto-R 달 착륙선으로 Falcon 9 로켓을 발사했습니다. 크레딧: 스티븐 클라크 / 스페이스 플라이트 나우

Falcon 9의 상부 스테이지는 Hakuto-R 및 Lunar Flashlight 페이로드를 이륙 후 8분도 채 되지 않아 저고도 주차 궤도에 배치했습니다. T+plus 40분에 로켓이 아프리카 상공으로 치솟으면서 상부 스테이지는 거의 1분 동안 발사되어 지구 중력의 손아귀에서 벗어나 깊은 우주로 향하는 궤도에서 페이로드를 추진했습니다.

소형차 크기의 Hakuto-R 우주선은 임무 시작 약 47분 만에 로켓에서 먼저 배치되었습니다. 로켓에 탑재 된 카메라의 라이브 비디오는 달 착륙선이 Falcon 9에서 분리되는 것을 보여주었습니다. 6분 후, SpaceX는 NASA의 달 손전등 우주선이 상부 단계의 배치 메커니즘에서 스프링 분출되었음을 확인했습니다.

달 손전등 임무 개발을 주도한 NASA의 제트 추진 연구소는 지상 팀이 달에 묶인 우주선으로부터 첫 번째 신호를 받았다는 것을 신속하게 확인했습니다. Falcon 9의 온보드 카메라의 비디오는 ispace의 Hakuto-R 우주선이 로켓에서 분리 된 지 몇 분 후에 4 개의 착륙 다리를 확장하는 것처럼 보였지만 ispace는 회사 도쿄 본사의 임무 컨트롤러가 착륙선과 접촉했는지 여부를 즉시 확인하지 않았습니다.

Hakuto-R의 모든 것이 잘된다고 가정하면 착륙선은 임무 시작 약 하루 만에 발사 후 첫 기동을 위해 주 엔진을 발사할 것입니다. Hakuto-R은 이륙부터 달에 착륙할 때까지 4개월 반의 여정 동안 추가 엔진 화상이 예정되어 있습니다.

Hakuto-R과 Lunar Flashlight 우주선은 지구에서 백만 마일 떨어진 달을 훨씬 넘어 장기간이지만 연료 효율적인 저에너지 전달 궤적을 걷는 코스에서 발사되었습니다.

달 주위를 도는 궤도에 진입하면 ispace의 Hakuto-R 착륙선은 주 엔진을 발사하여 달 표면으로 자율적으로 하강하여 달 근처의 북반구 착륙을 목표로 합니다.

달 착륙선 임무는 12년 간의 엔지니어링 개발 및 기금 마련의 정점으로, 시작, 중지 및 범위의 전면적인 변경을 포함하는 노력입니다.

달에 착륙선을 배치한 최초의 민간 투자 팀에게 2천만 달러의 상금을 제공하는 경품 행사인 Google Lunar X Prize는 Takeshi Hakamada가 결국 ispace가 된 회사를 설립하게 된 최초의 원동력이었습니다. 하쿠토(Hakuto)라고 불리는 하카마다의 그룹은 다른 착륙선에서 달에 갈 달 탐사선을 설계하는 작업을 했습니다. 그러나 Google Lunar X Prize는 우승자 없이 2018년에 종료되어 일부 팀이 해체되거나 새로운 목적을 찾기 위해 고군분투하게 되었습니다.

Hakamada는 자체 달 착륙선을 설계하고 개발하려는 ispace의 노력을 리디렉션했으며, 회사는 Hakuto-R이라고 부르는 재부팅입니다. 하쿠토는 일본어로 "흰 토끼"를 의미합니다.

"그 이후로 우리의 임무는 Lunar X Prize에서 더 넓은 운송 사업으로 옮겨졌습니다."라고 Hakamada는 Spaceflight Now와의 인터뷰에서 말했습니다. "우리는 11월 30일에 첫 번째 임무를 시작하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이것은 달에 착륙하는 최초의 민간 임무가 될 것이며, 우리는 정부 측과 민간 부문에서도 탑재물을 가져올 것입니다. 이것은 미래의 상업 시슬루나 산업의 문을 열 것입니다."

7월 현재 회사는 Hakuto-R 달 운송 프로그램을 지불하기 위해 2억 3,700만 달러의 주식 자금 조달 및 은행 대출을 확보했지만 ispace는 첫 번째 임무의 독립 실행형 비용을 공개하지 않았습니다. 이 회사는 "달 착륙선과 로버를 설계하고 제작하는 것을 전문으로한다"고 말합니다.

회사 웹사이트에 따르면 ispace의 목표는 "달에 고주파, 저비용 운송 서비스를 제공하여 인간 삶의 영역을 우주로 확장하고 지속 가능한 세상을 만드는 것"입니다.

하카마다 (Hakamada)에 따르면 ispace가 미션 1이라고 부르는 첫 번째 Hakuto-R 착륙선은 약 24 파운드 (11kg)의 고객 페이로드를 달 표면으로 운반 할 것입니다. 지금까지 가장 큰 탑재체는 모하메드 빈 라시드 우주 센터에서 개발 한 아랍 에미리트의 로버입니다. 로버는 Hakuto-R 착륙선의 탑재량 용량의 대부분을 차지하지만 키가 21인치 x 21인치(53x53센티미터)에 불과하여 여전히 작습니다.

착륙선은 또한 일본 우주항공연구개발기구와 일본 장난감 회사 Tomy가 개발한 훨씬 더 작은 모바일 로봇을 운반하고 있습니다. 소위 변형 가능한 달 로봇은 무게가 250g(250g)에 불과하고 너비가 약 3인치(80mm)인 후 작은 바퀴를 배치하여 달 표면을 가로질러 굴러가고 데이터와 이미지를 수집하여 달에 우주 비행사를 수송하기 위한 미래의 가압 로버를 설계하는 데 도움이 됩니다.

또 다른 일본 회사 인 NGK Spark Plug의 페이로드는 전고체 배터리의 성능을 테스트합니다. 하쿠토-R 착륙정에는 캐나다 3개 회사의 탑재체도 탑재되어 있는데, 카나덴시스의 광각 카메라, 미션 컨트롤 스페이스 서비스의 인공 지능 비행 컴퓨터, NGC 에어로스페이스의 분화구 기반 자율 항법 시스템 시연.

첫째, ispace의 착륙선은 달에 도달해야합니다. 미국, 소련, 중국의 정부 주도 임무가 달에 착륙했지만 ispace는 상업적 비즈니스 모델을 사용하고 있습니다.

"우리의 임무는 민간 자금입니다."라고 Hakamada는 말했습니다. "그러나 우리는 UAE 우주국 및 MBRSC의 페이로드와 같은 정부와 일부 관계를 맺고 있으며 JAXA 페이로드도 보유하고 있습니다. 그러나 이러한 페이로드조차도 정부의 R & D 자금이없는 상업 계약이므로 정부와의 과거 계약과는 완전히 다릅니다. "

Hakamada의 투자자에는 스즈키, 일본 항공, 일본 개발 은행, 코니카 미놀타, 덴츠 및 수많은 벤처 캐피탈 및 주식 펀드가 포함됩니다.

이 기금 마련을 통해 ispace는 전 세계 공급 업체로부터 Hakuto-R 착륙선 부품을 구매할 수있었습니다. 히드라진 연료 추진 시스템은 ArianeGroup에서 생산되며, ispace는 독일에서 착륙선의 최종 조립을 수행하는 데 도움을 주었습니다. 매사추세츠에 본사를 둔 Draper는 착륙을 위한 안내, 항법 및 제어 소프트웨어를 제공하고 있으며, 이는 Draper가 NASA의 아폴로 임무에서 수행한 것과 유사한 역할입니다. 태양 전지판은 시에라 스페이스에서 공급했습니다.

"우리의 첫 번째 임무로서, 나의 전략은 시장에 진출하는 속도를 가속화하는 것이 었습니다."라고 Hakamada는 말했습니다. "이를 위해 우리는 시스템 통합자가 되는 것이 개발 속도를 가속화하는 열쇠라는 것을 인식했습니다. 각 구성 요소를 개발하면 시간이 걸립니다. 이를 위한 기술이 있으며 중요한 점은 충분한 자금으로 기술을 하나의 시스템에 통합하는 방법입니다."

시리즈 1 설계로 알려진 최초의 Hakuto-R 착륙선의 무게는 발사를 위해 완전히 연료를 공급받은 약 2,200파운드(1미터톤)입니다. 발사 질량의 약 3분의 2는 착륙선의 엔진에 공급하기 위한 히드라진과 사산화질소 추진제입니다. 다리를 뻗은 착륙선은 높이 7.5피트(2.3미터), 너비 8.5피트(2.6미터)입니다.

일본 회사 ispace가 개발 한 Hakuto-R 착륙선은 케이프 커 내버 럴에있는 SpaceX Falcon 9 발사기의 코 콘 안에 들어 있습니다. 크레딧: 스페이스X

Hakuto-R은 중력이 달을 향해 다시 끌어당기기 전에 지구에서 백만 마일 또는 150만 킬로미터 떨어진 최대 거리에 도달합니다. 하쿠토-R 착륙선은 추진기를 발사하여 달 궤도에 포착한 다음 4월 말경에 표면으로 최종 하강할 예정입니다.

Hakamada는 "태양의 중력으로부터 도움을 받아 이 궤도를 사용하여 추진제 소비를 줄일 수 있기 때문에 저에너지 궤도라고 부릅니다." 라고 말했습니다. "발사 질량을 줄이고 발사 비용을 줄이기 위해 우리는이 궤도를 선택했습니다. 그러나 이 궤도는 NASA의 CAPSTONE 임무나 한국의 달 궤도선과 같이 유사한 궤적을 사용하는 최근의 여러 임무와 유사합니다. 그래서 우리는 이 궤도에 많은 위험이 있다고 생각하지 않습니다."

목표 착륙 지점은 아틀라스 분화구로, 달 근처의 Mare Frigoris 또는 추위의 바다라고 불리는 지역에 있습니다. 도쿄의 임무 운영 센터의 엔지니어들은 Hakuto-R의 달 비행을 감독 할 것입니다.

ispace의 최고 기술 책임자 인 Ryo Ujiie는 회사가 첫 번째 달 착륙 임무를위한 10 가지 주요 이정표를 확인했다고 밝혔다. 첫 번째 이정표는 이미 출시 준비가 완료되면서 달성되었습니다. 그 다음에는 Hakuto-R 우주선의 발사 및 배치, 정상 상태 작전의 수립, 이륙 후 하루나 이틀 이내에 첫 번째 궤도 제어 기동이 이어집니다.

다른 이정표에는 깊은 우주에서 한 달간의 작전 완료, 추가 경로 수정 화상 실행, 달 궤도 진입, 착륙 지점과 일치하도록 조정 및 착륙 자체가 포함되었습니다. 최종 목표는 달 표면에서 페이로드 작업을 완료하는 것입니다.

두바이의 모하메드 빈 라시드 우주 센터의 엔지니어들이 ispace의 Hakuto-R 착륙선에 라시드 로버를 통합할 준비를 하고 있습니다. 크레딧: MBRSC

착륙이 성공적이라고 가정하면 우주선은 착륙 후 약 10 일 동안 작동하도록 설계되었습니다. UAE의 달 탐사선과 JAXA의 모바일 로봇을 배치하기에 충분합니다. 고정식 착륙정은 배치 가능한 페이로드의 통신 신호를 지구로 다시 전달합니다. 임무는 착륙 지점에 해가 지면 종료되어 2주간의 음력 밤을 시작합니다.

착륙선에 탑재된 페이로드 외에도 ispace는 첫 번째 Hakuto-R 임무로 NASA와 계약을 이행하는 것을 목표로 합니다. NASA는 2020년 ispace에 대한 5,000달러 거래를 포함하여 상업 회사로부터 달 표석을 구매하는 계약을 체결했습니다. 모든 계약은 금전적 가치가 상대적으로 낮았습니다.

이 이니셔티브는 NASA의 아르테미스 달 프로그램의 일부입니다. NASA는 궁극적으로 미래의 달 기지를 유지할 수있는 광물 및 물과 같은 자원을 확보하기 위해 상업 회사와 계약하기를 원합니다. 달 토양의 소유권을 민간 회사에서 NASA로 이전하면 거래의 양측 공무원이 법적 및 규제 문제를 해결하는 데 도움이 될 것입니다.

"그것은 단지 소유권의 개념적 이전일 뿐입니다," 하카마다가 말했다. 착륙 엔진에 의해 걷어차인 먼지 조각은 착륙선의 다리 발판에 정착할 것으로 예상됩니다.

"레골리스가 들어와 패드를 덮을 것이고, 우리는 달 레골리스의 포획을 선언한 다음 이 패드에 있는 레골리스의 소유권을 이전합니다. 우리는 이 레골리스를 다른 곳으로 옮기지 않고, 이 첫 번째 임무에서 그것을 기대하지 않습니다."

ispace의 첫 번째 달 착륙선의 주요 착륙 지점은 달의 가까운 Mare Frigoris 또는 추위의 바다의 남동쪽 가장자리에 위치한 아틀라스 분화구입니다. 이 지역은 이 지도의 상단 중앙에 있습니다. 백업 착륙 지역에도 레이블이 지정됩니다. 크레딧: 아이스페이스

Hakamada는 ispace가 2024 년으로 예정된 회사의 다음 달 착륙 임무에서 NASA에 달 표석을 판매하는 두 번째 계약을 맺었다 고 말했다. 그 임무에서 ispace는 달 표면에서 일부 토양을 퍼내려고 시도할 수 있습니다.

최초의 Hakuto-R 시리즈 1 착륙선은 순전히 상업적인 임무이지만 ispace는 Draper 및 기타 우주 회사와 협력하여 NASA를 위해 최대 1/2톤의 화물을 달로 운송할 수 있는 더 큰 로봇 달 착륙선을 개발하고 있습니다. 드레이퍼와 아이스페이스는 올해 초 NASA 상업용 달 탑재체 서비스(CLPS) 계약을 체결하여 2025년에 여러 NASA 과학 장비를 달 표면에 납품했습니다.

NASA의 처음 두 CLPS 임무는 Astrobotic 및 Intuitive Machines에 의해 비행됩니다. 두 회사는 내년에 처음으로 민간 개발 한 달 착륙선을 발사 할 계획입니다.

아르테미스 1호를 놓친 후 달로 가는 길에 있는 NASA의 달 손전등

NASA의 달 손전등 임무는 작년 오리온 우주선과 10개의 소형 큐브샛 보조 페이로드를 탑재한 아르테미스 1호 달 시험 비행에서 폭발한 NASA의 우주 발사 시스템 달 로켓에 대한 통합 기한을 놓친 후 Hakuto-R 착륙선과 함께 승차 공유 페이로드로 우주로 탑승했습니다.

31 파운드 (14 킬로그램) 큐브샛은 자체 소형 추진 시스템을 사용하여 가장 가까운 접근에서 달의 남극에서 불과 9 마일 (15km) 떨어진 타원형 직선형 헤일로 궤도로 기동하고 가장 먼 지점에서 달에서 43,000 마일 (70,000km)까지 호를 그리며 이동합니다.

달 손전등이 Hakuto-R 착륙선과 유사하지만 독립적인 저에너지 전달 궤적을 비행한 후 과학 궤도에 도달하는 데 약 4개월이 걸립니다.

NASA의 제트 추진 연구소가 이끄는 달 손전등 임무는 달 궤도를 돌고 적외선 레이저를 달 극 근처의 영구적으로 그림자가 드리워진 분화구에 비추도록 설계되었습니다. 달 손전등의 장비는 달 표면에서 반사된 빛을 측정하여 어두운 분화구 바닥에 숨겨진 물 얼음 및 기타 분자의 구성과 양을 드러냅니다.

달 표면을 향해 레이저를 발사하는 달 손전등 우주선의 작가의 그림. 크레딧: NASA

"작은 우주선에 대한 야심 찬 일입니다."라고 NASA의 고다드 우주 비행 센터에서 달 손전등의 수석 연구원 인 바바라 코헨 (Barbara Cohen)은 말했다. "우리가하고있는 일은 물 얼음의 확실한 마커를 찾기 위해 서로 다른 적외선 파장의 4 개의 적외선 레이저를 사용하는 것입니다. 우리는 레이저를 사용하여 달 표면에 비춥니다. 특정 파장에서는 얼음이 그 파장을 흡수하지만 암석이나 표석은 그 파장을 반사합니다."

과학자들은 극지방 분화구의 영구적으로 어두운 바닥에서 반사되는 레이저 광의 양에 따라 물 얼음의 존재를 결정할 수 있으며, 얼마나 많은지에 대한 힌트를 얻을 수 있습니다. 다른 임무는 반사된 햇빛을 사용하여 물의 흔적을 찾습니다.

"영구적으로 그림자가 드리워진 분화구에서 태양이 비치지 않는다면 자신의 조명을 가져와야하며 그것이 Lunar Flashlight가하는 일입니다."라고 Cohen은 말했습니다.

다른 임무에서는 지하 얼음의 증거와 분화구 바닥의 표면에 물 얼음 퇴적물의 힌트를 발견했습니다. 달 손전등은 표면에 얼음이 있는지 확인하려고 시도합니다. 표면 얼음 퇴적물은 미래의 우주 비행사가 식수와 로켓 추진제를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

NASA는 아르테미스 1로 알려진 첫 번째 SLS 비행에 탑승하기 위해 달 손전등을 포함한 13개의 CubeSat 임무를 선택했습니다.

달 손전등은 아르테미스 1 시험 발사를 위해 폐쇄되기 전에 SLS 달 로켓에 통합될 준비가 되지 않은 세 가지 CubeSat 임무 중 하나였습니다.

NASA의 달 손전등 우주선. 크레딧: NASA

NASA 대변인은 작년에 태양 돛 인 달 손전등 우주선의 원래 추진 시스템 문제로 인해 관리자가 무독성 "녹색"추진제를 사용하는 대체 설계로 전환해야한다고 말했다. 이로 인해 임무 개발이 느려지고 COVID-19 전염병의 영향으로 우주선이 아르테미스 1 로켓과 통합 될 준비가되지 않았습니다.

아르테미스 1호를 타지 못한 달 손전등은 휴스턴에 기반을 둔 인튜이티브 머신이 소유한 상업용 달 착륙선과 함께 스페이스X 로켓을 발사하도록 지정되었습니다. 이 발사는 인튜이티브 머신의 착륙선 개발 지연으로 인해 2023년으로 연기되었으므로 NASA는 달 손전등을 Hakuto-R 임무로 전환할 수 있었습니다.

Cohen은 달 손전등이 Artemis 1에서 발사된 것보다 더 나은 상황에 처했다고 말했습니다. Artemis 1 달 로켓의 일부 CubeSat 라이드 쉐어 페이로드는 2021 년 발사기에 통합 된 시점부터 1 년 후 발사 될 때까지 배터리를 재충전 할 수 없었습니다.

Cohen은 "우리는 완전히 충전되어 있고 1 년 동안 패드에 앉아있을 필요가 없었기 때문에 조금 더 나은 상황에 처해 있습니다.

로켓: 팔콘 9 (B1073.5)

페이로드: 아이스페이스의 하쿠토-R 미션 1

발사 장소: SLC-40, 케이프 커내버럴 우주군 기지, 플로리다

출시일: 2022년 12월 11일

발사 시간: 오전 2:38 EST (0738 GMT)

일기예보: 미정

부스터 회복: 착륙 구역 1, 케이프 커내버럴 우주군 기지, 플로리다

지무트 실행: 동쪽

표적 궤도: 저에너지 달 이동 궤도

출시 일정:

• T+00:00: 이륙
• T+01:12: 최대 공기역학적 압력(Max-Q)
• T+02:13: 1단계 주 엔진 차단(MECO)
• T+02:17: 스테이지 분리
• T+02:24: 2단계 엔진 점화
• T+02:29: 1단계 부스트 백 번 점화(엔진 3개)
• T+03:06: 페이로드 페어링 분사
• T+03:26: 1단계 부스트 백 번 컷오프
• T+06:33: 1단계 진입 연소 점화(엔진 3개)
• T+06:53: 1단계 진입 화상 컷오프
• T+07:44: 1단계 착륙 연소 점화(엔진 1개)
• T+07:52: 2단계 엔진 차단(SECO 1)
• T+08:16: 1단계 착륙
• T+40:02: 2단계 엔진 재시동
• T+40:58: 2단계 엔진 차단(SECO 2)
• T+46:59: 하쿠토-R 우주선 분리
• T+53:09: 달 손전등 우주선 분리

임무 통계:

• 189 이후 Falcon 9 로켓의 2010 번째 발사
• 2006 년 이후 팔콘 로켓 제품군의 198 번째 발사
• 팔콘 5 부스터 B1073 출시
• 플로리다 스페이스 코스트에서 162번째 Falcon 9 발사
• 105번째 팔콘 9 패드 40에서 발사
• 패드 160에서 전체 40번째 발사
• 재사용 된 Falcon 129 부스터의 9 번째 비행
• 스페이스피를 위한 1차 스페이스X 발사
• 3번째 스페이스X, 달 임무 발사
• 55년 9번째 팔콘 2022 출시
• 2022년 스페이스X의 56번째 발사
• 2022년 케이프 커내버럴을 기반으로 한 54번째 궤도 발사 시도

스페이스 클럽(Space Club)