스페이스 클럽 SpaceX, NASA를 위해 수십억 달러 규모의 환경 연구 위성 발사

[우주센터]

장시간 노출을 통해 팔콘 9호가 궤도로 올라가는 모습과 1단계 진입 및 착륙 화상을 볼 수 있습니다. 이미지: Michael Cain/Spaceflight Now.
SpaceX는 목요일 초 NASA를 위한 환경 연구 위성을 발사했습니다. 이 우주선은 여러 번의 취소 위협에서 살아남았으며 이제 기후 변화와 열을 가두는 탄소, 에어로졸 및 해양 생물의 복잡한 상호 작용에 대해 전 세계적으로 새로운 빛을 발할 준비가 되어 있습니다.

플랑크톤, 에어로졸, 구름, 해양 생태계 임무인 PACE는 "에어로졸과 구름 사이의 관계와 글로벌 에너지 균형에 대한 이해를 극적으로 발전시킬 것입니다"라고 NASA의 지구 과학 부문 이사인 Karen St. Germain이 말했습니다. "이것은 기후를 모델링하는 능력에 있어 불확실성의 가장 큰 원인 중 하나입니다."

그녀는 PACE가 “Webb(제임스 웹 우주 망원경)이 우리에게 우주에 대해 가르치는 것과 같은 방식으로 우리에게 바다에 대해 가르쳐 줄 것”이라고 말했습니다. 그리고 여기에는 “해양 생물학에 관한 엄청난 양”이 포함됩니다.

"이것은 바다에 사는 매우 작은 유기체인 식물성 플랑크톤을 이해하는 데 중점을 두고 있으며, 일반적으로 바다 생물의 기초가 됩니다."

그녀는 바다가 지구 표면의 70%를 덮고 있다고 덧붙였습니다. “그러나 바다는 지구 시스템에서 가장 잘 이해되지 않은 부분 중 하나입니다. PACE는 바다가 어떻게 작동하는지, 그리고 바다 생물이 육지 생물과 어떻게 관련되어 있는지에 대한 우리의 이해를 크게 발전시킬 것입니다.”

발사 장소의 강풍으로 인해 이틀 늦게 실행된 임무는 목요일 오전 1시 33분(미국 동부 표준시 기준)에 SpaceX Falcon 9 로켓을 구동하는 9개의 1단계 엔진이 굉음을 내며 케이프 커내버럴(Cape Canaveral) 전역의 깊은 밤 하늘을 밝히면서 시작되었습니다.

화려한 쇼를 펼치는 Falcon 9는 지구의 극 주위 420마일 높이의 궤도를 향해 올라가면서 플로리다 동부 해안 바로 옆 대서양 위의 남쪽 궤적을 따라 원호를 그리며 멀어졌습니다. 도중에 로켓의 첫 번째 단계는 계획대로 떨어져 우주군 정거장에 다시 착륙했습니다.

SpaceX Falcon 9가 NASA의 PACE 우주선을 싣고 Cape Canaveral의 패드 40에서 굉음을 내며 멀어지고 있습니다. 이미지: Adam Bernstein/Spaceflight Now.
극 궤도를 사용하면 지구 관측 위성, 기상 관측소 및 정찰 플랫폼이 아래에서 회전하는 행성 전체를 볼 수 있습니다. 화요일의 발사는 1960년 냉전 시대 쿠바에 로켓이 고장 나고 잔해가 떨어져 소 한 마리가 죽은 이후 미국 정부가 동부 해안에서 처음으로 극지 발사를 한 것입니다.

그 이후 NASA와 미 국방부는 캘리포니아 반덴버그 우주군 기지에서 극지 탑재체를 발사했습니다.

그러나 SpaceX는 2020년 8월 플로리다에서 극 궤도로 Falcon 9를 성공적으로 발사했으며 이후 그러한 남쪽 궤도에서 여러 페이로드를 발사했습니다. NASA는 PACE를 통해 정부 안전 요구 사항이 충족되었다는 데 동의했습니다.

지구의 극 주위 궤도에 있는 플랑크톤, 에어로졸, 구름, 해양 생태계 위성 또는 PACE에 대한 예술가의 인상. 이미지: NASA.
궤적과 발사 장소는 제쳐두고 PACE 임무는 발사대까지 험난한 길을 걸었습니다. 트럼프 행정부는 NASA의 달 가속 프로그램에 더 많은 자원을 투자하기 위해 프로젝트를 취소하려고 여러 번 시도했습니다. 그러나 의회는 동의하지 않았고 매번 기관의 예산에 자금이 다시 추가되었습니다.

PACE 프로젝트 과학자인 Jeremy Werdell은 "정책이나 정치에 대해 자세히 다루지는 않겠지만 정말 놀라운 여정이었습니다."라고 말했습니다. 그는 프로그램을 순조롭게 진행하고 사기를 진작시킨 과학계, NASA 및 대중의 지원을 높이 평가했습니다.

메릴랜드 주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주비행 센터에 건설된 3,748파운드의 PACE 위성에는 초분광 컬러 카메라와 두 개의 광 분석 편광계 등 세 가지 장비가 장착되어 있으며, 그 중 하나는 육지에서 반사된 편광의 광각 보기를 제공합니다. , 바다와 대기가 아래에 있고 다른 하나는 좁은 각도의 시야를 제공합니다.

Werdell은 "이것은 3개의 장비 페이로드이며 솔직히 말해서 이 기술은 실제로 사람의 눈처럼 작동합니다."라고 말했습니다. “우리는 햇빛(광자, 양자)과 대기, 바다 및 땅의 상호 작용을 찾고 있습니다. 광자가 닿는 것이 무엇이든 흡수되거나 흩어지면 장비는 그것이 무엇인지 확인합니다.”

PACE를 실은 Falcon 9가 하늘로 솟아오르고 있습니다. 이미지: Michael Cain/Spaceflight Now.

이름에도 불구하고 PACE는 “해양 임무가 아닙니다. 대기 임무가 아닙니다. 그것은 육상 임무가 아닙니다. 그것은 모든 임무입니다.”라고 Werdell은 말했습니다.
“그리고 그것은 매우 중요합니다. 왜냐하면 다른 하나를 이해하지 않고는 하나도 이해할 수 없기 때문입니다. … 무엇을 배우게 될지 알 수 없는 사명입니다. 그리고 그것은 정말 흥미로운 일입니다.”

PACE는 연구원들이 컴퓨터 모델을 미세 조정할 수 있도록 고정밀 데이터를 제공하여 정책 입안자들에게 진행 중인 추세와 장기적인 위협에 대한 보다 정확한 정보를 제공할 것으로 예상됩니다. 또한 대기, 플랑크톤 건강 및 탄소 수송을 통한 에어로졸 이동에 대한 실시간 측정을 제공합니다.

NASA 부관리자인 짐 프리(Jim Free)는 “해양 생물이 대기 및 지구 기후와 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 것은 바로 여기 집에서 우주의 비밀 중 하나입니다.”라고 말했습니다.

“바다와 대기를 순환하는 에어로졸은 구름이 형성되는 방식과 기상 시스템의 작동 방식에 영향을 미치는 요소입니다. 그러나 그 과정이 정확히 어떻게 작동하는지는 과학적 미스터리입니다. 그것을 풀어내는 것이 PACE 임무의 큰 목표 중 하나입니다.”

NASA의 수석 과학자이자 선임 기후 고문인 케이트 캘빈(Kate Calvin)은 지난 10년이 기록 보관이 시작된 이후 가장 더웠던 기간으로 이산화탄소와 같은 온실가스로 인한 전반적인 온난화 추세를 반영한다고 말했습니다.

“이산화탄소가 방출되면서 그 중 일부는 육지에 흡수되고, 일부는 바다에 흡수되고, 일부는 열을 가두어 대기 중에 남아있게 됩니다.”라고 그녀는 말했습니다. “온실 가스는 온도에 영향을 미치는 유일한 요인이 아닙니다. 햇빛을 반사하거나 흡수하고 구름 형성에도 영향을 미치는 에어로졸이라는 작은 입자도 있습니다.

“PACE는 해양과 대기가 어떻게 탄소를 교환하는지 연구하는 새로운 방법을 제공하는 것을 포함하여 해양과 대기에 대한 더 많은 정보를 제공할 것입니다. 또한 에어로졸에 대한 정보, 즉 장기적인 기후를 이해하는 데 도움이 되는 정보를 제공할 것입니다.”

PACE 위성, Falcon 9 로켓 및 임무 수행에 NASA는 9억 4,800만 달러의 비용을 지출하고 있습니다. 광범위한 테스트와 장비 교정을 거친 후 약 2개월 후에 과학 관찰이 시작될 것으로 예상됩니다.

설계 수명에는 3년의 임무가 필요하지만 프로젝트 관계자는 모든 것이 최종적으로 완료되면 우주선이 10년 이상 작동할 것이라고 낙관하고 있습니다.

스페이스 클럽(Space Club)