스페이스 클럽 유럽 최초의 목성 탐사선이 남아메리카에서 발사될 예정입니다.

[스페이스클럽]

유럽 우주국의 Jupiter Icy Moons Explorer 또는 JUICE 우주선이 Ariane 5 로켓의 페이로드 페어링 내부에서 발사를 위해 단추를 채우고 있습니다. Ariane 5 페이로드 페어링의 일러스트레이션은 우크라이나의 8세 Yaryna가 그린 어린이 미술 대회에서 우승작이었습니다. 신용 거래:
ESA-마누엘 페두소
유럽우주국(ESA)의 17억 달러 규모의 로봇 목성 얼음 달 탐사선(Jupiter Icy Moons Explorer) 임무는 목요일 프랑스령 기아나에서 이륙할 준비가 되어 있으며, 2030년대에 목성의 위성 중 하나를 공전하는 최초의 우주선이 되기 전에 태양계에서 가장 큰 행성으로 8년간의 순항을 시작합니다.

약어 JUICE로 알려진 이 임무는 목성의 가장 큰 위성 3개(가니메데, 칼리스토, 유로파)의 얼어붙은 풍경을 매핑하기 위한 고해상도 카메라와 지상 관통 레이더, 그리고 그들의 구성을 측정하기 위한 분광계 제품군을 운반합니다. 얼음 껍질. 발사 후 JUICE 우주선은 목성과 위성 주변의 입자와 동적 플라즈마 장을 연구하기 위해 곤충과 같은 안테나 배열과 센서가 있는 붐을 배치할 것입니다.

“우리는 태양계의 독특한 물체이자 자기장을 가진 유일한 달이자 태양계에서 가장 큰 달인 가니메데에 특히 초점을 두고 목성과 얼음 위성인 유로파, 가니메데, 칼리스토를 탐험할 것입니다. 시스템"이라고 유럽 우주국의 JUICE 미션 프로젝트 과학자인 Olivier Witasse가 말했습니다. "주요 목표는 목성과 같은 거대한 행성 주변의 얼음 위성 사이에 거주 가능한 환경이 있는지 이해하는 것입니다."

과학자들은 유로파, 가니메데, 칼리스토가 얼음 지각 아래 액체 상태의 바다를 품고 있다고 믿고 있습니다.

Witasse는 "우리는 특히 얼음 달 안에 있는 액체 상태의 바다를 특성화할 것"이라고 말했습니다. “그래서 문제는 그 바다가 어디에 있고, 달 표면 아래 어느 정도 거리에 있으며, 이 바다의 깊이는 얼마인가 하는 것입니다. 우리는 얼마나 많은 물을 가지고 있습니까? 이 물의 성분은 무엇입니까?”

JUICE에는 유럽, 미국 및 일본의 연구팀이 개발한 10가지 과학 기기가 있습니다. ESA에 따르면 이 임무에는 "가장 강력한 원격 감지, 지구물리학 및 외부 태양계로 비행한 현장 페이로드 보완물"이 장착되어 있습니다.

이탈리아 주도의 레이더 사운더는 목성의 위성을 덮고 있는 얼음 지각을 탐사하여 표면 아래 6마일(9km) 깊이의 구조를 드러낼 것입니다. JUICE의 메인 카메라는 목성의 구름 패턴, 고리, 유로파, 칼리스토, 가니메데의 혼란스럽고 분화구가 있는 지형을 촬영합니다.

Witasse는 "거주 가능성에 대한 이 질문을 이해하려면 전 세계적으로 목성 시스템을 탐색해야 합니다."라고 말했습니다. "그래서 목성, 대기, 날씨, 강한 회전 자기장, 화산 위성 이오, 시스템의 다른 위성, 그리고 이 모든 천체가 서로 어떻게 연결되어 있는지 연구하기 위해."

에어버스가 제작한 JUICE 우주선은 프랑스 쿠루에 있는 유럽인이 운영하는 우주기지인 기아나 우주 센터에서 오전 8시 15분 1초 EDT(12시 15분 1초 UTC)에 이륙하기 위해 Arianespace Ariane 5 발사기의 노즈콘 안에 둘러싸여 있습니다. 기아나. Ariane 5는 수소 연료 메인 엔진과 2개의 측면 장착 고체 로켓 부스터에서 나오는 290만 파운드의 추력으로 발사대를 뛰어넘을 것입니다.

유럽 로켓은 JUICE 우주선과 함께 두 번째 비행을 하고 있습니다. 두 개의 통신 위성을 이용한 최종 아리안 5 발사는 6월로 예정되어 있으며, 아직 개발 중인 유럽의 차세대 아리안 6 로켓을 위해 주력 로켓은 퇴역할 것입니다.

Ariane 5는 2021년 크리스마스에 제임스 웹 우주 망원경의 역사적인 발사를 포함하여 115개의 임무를 수행하는 세계에서 가장 강력한 작전용 로켓 중 하나입니다.

기아나 우주 센터의 청정실 내부에 있는 JUICE 우주선. 크레딧: ESA/CNES/Arianespace/P. 보동
13,141파운드(5,961kg)의 JUICE 우주선은 거의 28분 동안 Ariane 5 로켓을 타고 지구의 중력을 벗어나 태양계로 향할 수 있는 충분한 속도 향상을 얻을 것입니다. Ariane 5의 상부 단계에서 분리된 후 JUICE는 지상국과 접촉하고 각각 독특한 십자가 모양으로 배열된 두 개의 발전 태양 전지판 날개를 펼칠 것입니다.

태양 전지판은 행성 간 우주선을 위해 제작된 것 중 가장 큰 것으로, 면적이 915평방피트(85평방미터)에 끝에서 끝까지 거의 89피트(27.1m)에 이릅니다. 그들의 큰 크기는 JUICE가 지구보다 태양에서 약 5배 더 멀리 있는 목성에 있는 우주선과 과학 장비에 충분한 전력을 생성할 수 있게 합니다. 우주선의 23,560개의 태양 전지는 850와트의 전력을 생성합니다.

ESA 관계자는 JUICE 프레스 키트에서 "지구에서 그러한 (태양 전지판) 표면적은 전체 주택 도로에 전력을 공급할 수 있지만 Jupiter에서는 단일 마이크로웨이브에 단 한 번 전력을 공급할 수 있습니다."라고 썼습니다.

독일 다름슈타트에 있는 ESA 우주선 운영 센터의 지상 관제사는 JUICE의 목성 순항을 감독할 것입니다. 발사 후 처음 17일 동안 일련의 계기, 안테나 및 붐 배치가 포함됩니다.

ESA의 JUICE 미션 페이로드 시스템 엔지니어인 Alessandro Atzei는 "JUICE는 지난 10년 동안 설계 및 개발에 더 많은 시간을 투자한 우주선이며 이제 Ariane 5 발사대 위에서 발사할 준비가 되었습니다."라고 말했습니다. “그래서 우리는 정말 눈에 띄는 많은 주요 기능을 가진 다소 큰 우주선에 대해 이야기하고 있습니다. 매우 큰 고이득 안테나, 거대한 태양 전지판, 85제곱미터, 전개 가능한 수많은 붐. 따라서 출시 직후 임무를 시작할 수 있도록 모든 것이 제대로 배포되었는지 확인하는 데 많은 작업이 필요할 것입니다.”

ESA는 2012년 개발을 위해 JUICE 임무를 선택하여 ESA의 Cosmic Vision 우주 과학 프로그램 자금 조달 경쟁에서 X선 천체물리학 관측소와 중력파 탐지기 임무에 대한 제안을 물리쳤습니다.

Ariane 5 로켓의 큰 부스트에도 불구하고 JUICE 우주선은 목성으로 직접 이동하지 않습니다. 그것은 2024년 8월에 지구와 달의 저공비행을 위해 돌아오기 전에 태양 주위를 한 바퀴 돌며, 중력을 사용하여 탐사선의 궤도를 재구성하기 시작합니다. 비행은 우주선이 지구와 달 모두에서 중력 보조 기동을 수행하는 최초의 사례가 될 것입니다.

2025년 8월에 금성과 유사한 중력 지원 비행이 예정되어 있으며, 2026년과 2029년에 두 번 더 지구 비행이 예정되어 있습니다. 임무의 성패를 좌우하는 순간에 JUICE는 주 엔진을 발사하여 목성의 중력에 의해 궤도에 진입할 것입니다. 2031년 7월. 그 이정표는 가니메데, 칼리스토, 유로파의 35회 연속 비행을 시작하여 유로파의 글로벌 빙상 두께를 정밀하게 측정하고 유기 분자를 검색합니다.

"목성은 정말 소형화된 태양계입니다." Witasse가 말했습니다.

그런 다음 2034년에 JUICE는 상세한 조사를 위해 가니메데 주변을 공전할 것입니다.

우주선은 가니메데에 깊은 지하 바다가 존재하는지 확인하려고 시도할 것입니다. 주로 독일이 자금을 지원하는 레이저 고도계 장비는 조석 변형을 측정하여 과학자들이 가니메데의 가정된 내부 해양에 대해 더 많이 배우고 태양계에서 가장 큰 달의 세계 지형도를 위한 데이터를 수집하는 데 도움을 줄 것입니다.

JUICE의 장비는 얼음 표면의 고해상도 지도를 만들고 가니메데의 자기장을 조사합니다. JUICE의 연료가 부족해지면 지상 관제사는 가니메데와의 충돌 경로에서 우주선을 안내하여 목성계의 다른 위성을 오염시키지 않도록 합니다. 이는 미래의 생명을 찾는 임무를 방해할 수 있습니다.

JUICE의 많은 목표는 1995년부터 2003년까지 목성계를 순회한 NASA의 갈릴레오 임무에서 발견한 발견에 뒤이은 것입니다.

JUICE 임무는 목성에서 혼자가 아닙니다. NASA는 2024년 10월 플로리다의 케네디 우주 센터에서 수십억 달러 규모의 목성 탐사선 유로파 클리퍼를 발사할 계획입니다.

Europa Clipper는 더 강력한 로켓인 SpaceX의 Falcon Heavy에서 발사되어 JUICE보다 1년 앞선 2030년 4월 목성 궤도에 도착합니다. JUICE는 가니메데에 초점을 맞추고 유로파 클리퍼는 태양계 다른 곳에서 거주 가능한 세계에 대한 최고의 후보 중 하나인 유로파를 연구할 준비가 되어 있습니다.

"목성은 정말 소형화된 태양계입니다." Witasse가 말했습니다.

태양 전지판, 안테나, 과학 장비가 목성의 위성 유로파를 비행하는 동안 지연되는 JUICE 우주선의 아티스트 일러스트레이션. 신용: 유럽 우주국
미국과 유럽의 과학자들은 Europa Clipper와 JUICE 우주선 간의 공동 관측 기회를 조사하고 있습니다.

"우리는 시스템의 두 궤적을 연구했으며 두 우주선이 이 달을 함께 관찰할 수 있을 때 유로파에서 훌륭한 과학을 할 수 있다는 것을 알 수 있습니다."라고 Witasse는 말했습니다. "한 가지 예는 Clipper의 저공비행과 불과 4시간 후에 JUICE의 저공비행이 뒤따를 것입니다."

현재 목성을 공전하는 또 다른 로봇 임무는 NASA의 Juno 우주선으로, 2016년에 거대 가스 행성에 도착하여 현재 목성 주위를 50번 공전했습니다. Juno의 과학 페이로드는 목성의 대기와 내부 구조를 연구하도록 설계되었지만 과학자들은 최근 목성의 가장 큰 위성을 이미지화하는 임무 범위를 확장했습니다.

Europa Clipper와 JUICE는 1973년과 1974년 NASA의 Pioneer 10 및 11 탐사선으로 시작된 일련의 원샷 플라이바이에 이어 목성 궤도를 도는 세 번째 및 네 번째 우주선이 될 것입니다.

JUICE 우주선의 민감한 항공 전자 공학은 목성 주변의 가혹한 방사선으로부터 보호하기 위해 납으로 된 금고 안에 보관되어 있습니다.

우주선 제작업체인 에어버스 디펜스 앤 스페이스(Airbus Defence and Space)의 과학 프로그램 책임자인 저스틴 번(Justin Byrne)은 "질량, 전력, 모든 것이 이러한 종류의 임무에 최적화되어 있습니다."라고 말했습니다. “방사선은 전자 장치에 치명적이며 보호하지 않으면 전자 장치가 고장나기 시작합니다. 우리는 메모리 손상을 겪게 될 것이고 결국에는 컴퓨터의 치명적인 오류를 겪게 될 것입니다.”

JUICE는 그 어떤 유럽 우주선보다 더 깊은 우주로 향할 것입니다. 토성의 위성 타이탄에 착륙한 ESA의 호이겐스 탐사선은 NASA의 카시니 우주선과 함께 토성으로 향했습니다.

JUICE 우주선이 목성에 도달하려면 8년 이상이 걸릴 것입니다. 신용: 유럽 우주국
Byrne에 따르면 JUICE 우주선은 두 대의 컴퓨터와 대부분의 주요 시스템을 위한 백업으로 이중화되도록 설계되었습니다.

"또한 목성은 멀리 떨어져 있기 때문에 직접 제어할 수 없습니다."라고 Byrne은 말했습니다.

무선 신호가 지구와 목성 사이를 왕복하는 데 약 1시간 30분이 걸립니다. 이를 위해 엔지니어는 자율 소프트웨어로 JUICE 우주선을 설계하여 문제를 감지하고 지구에 있는 컨트롤러의 명령을 기다릴 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 안전한 구성을 유지해야 했습니다.

JUICE의 폭 8.2피트(2.5미터) 고이득 안테나는 이미지와 과학 데이터를 다시 지구로 전송합니다. 전 세계 연구 기관의 과학자들이 측정값을 분석할 것입니다.

"우리는 JUICE로 생명을 감지하지 않을 것입니다."라고 Witasse는 말했습니다. "그러나 그럼에도 불구하고 우리는 삶과 거주 가능성과 관련된 흥미로운 측면을 연구할 것입니다."

JUICE의 이온 질량 분광계는 얼음 달의 미약한 대기에서 수증기와 기타 분자를 측정합니다. 또 다른 장비는 달 대기의 수직 프로파일을 측정할 것입니다.

"정말로, 이 물이 어디에 있는지 알아내는 임무의 가장 흥미로운 부분은?" 위타세는 말했다. “소금의 구성은 무엇입니까? 그것이 그 위성의 거주 가능성과 어떤 관련이 있습니까?”

스페이스 클럽(Space Club)