NASA의 인내 화성 탐사선은 목요일 화성의 대기로 완벽하게 뛰어든 후 고대 호숫가에 내려 앉아 전례없는 정확한 착륙을 달성하면서 다른 행성으로 비행 한 가장 정교한 과학 탑재 물을 전달했습니다.
2.4 억 달러 규모의 인내 로버는 붉은 행성의 녹빛 표면으로 못을 박는 하강 후 과학자들이 한때 액체 물로 범람했다고 말하는 분지 인 Jezero Crater에 도착했습니다.
"와! 우리에게는 과학 임무가 있습니다.”NASA 제트 추진 연구소의 인내 프로젝트 과학자 인 Ken Farley가 말했습니다.
원자력으로 움직이는 이동 로봇은 Cape Canaveral의 발사대에서 12,100 개월간의 여정을 마쳤으며 화성 대기 속으로 고속 다이빙을했습니다. 열 차단막은 로버가 시속 19,500km (XNUMXmph) 이상의 속도로 희박한 공기를 뚫고 지나갈 때 누에 고치에 고정되었습니다.
화씨 2,400도 (섭씨 1,300도) 근처의 온도에서 살아남은 후 탐사선은 초음속 낙하산을 전개하여 우주선을 아음속 속도로 늦추기 위해 열렸습니다. 다음으로 인내심은 열 차폐막을 버리고 착륙 레이더와 카메라가 화성 표면을 스캔하여 안전한 착륙 지점을 찾을 수 있도록했습니다.
로버의 공기 역학적 백쉘은 착륙하기 전에 나머지 제동을 수행하기 위해 Perseverance의 로켓 구동 하강 단계를 해제했습니다. 로켓 팩에 장착 된 0 개의 스로틀 가능 엔진은 우주선의 속도를 거의 XNUMXmph로 낮추었 고 나일론 코드는 XNUMX 톤 탐사선을 수면으로 낮추었습니다.
Perseverance의 바퀴가 화성에 닿자 하강 단계는 코드를 자르고 안전한 거리를 추락하기 위해 우회하여 로버를 Jezero Crater의 지상에 안전하게 남겨 두었습니다.
캘리포니아의 NASA 팀이 Perseverance 탐사선이 화성에 성공적으로 착륙했음을 확인한 순간입니다. https://t.co/iKv65xHn6Q 트윗 담아 가기
— Spaceflight Now(@SpaceflightNow) ２０２４년 ２월 ２７일
Perseverance의 JPL 부 프로젝트 매니저 인 Matt Wallace는“우리는 대략 시속 12,000 mph로 이동하는 화성에 도착했습니다. 단 10 분만에 Jezero Crater에서 속도를 늦추고 부드럽게 인내를 내려야했습니다. “시스템은 12G 또는 XNUMXGs의 감속, 초음속 낙하산 전개, XNUMX 개의 대형 주 엔진 발사, 지형 관련 항법 위험 회피 시스템이 설계된 방식으로 작동하는 등 완벽하게 작동했습니다. 결코 쉬운 일이 아닙니다.”
몇 분 안에 탐사선은 위험 카메라에서 두 개의 저해상도 흑백 이미지를 전송하여 Jezero의 풍경을 최초로 보여주었습니다. 이 이미지는 앞으로 올 것의 맛이며 과학자들은 금요일에 시작되는 고화질 비디오, 컬러 파노라마 및 화성의 첫 번째 사운드 녹음을 기대합니다.
착륙 후 기자 회견에서 Wallace는 화성에 도착한 후 인내가 "훌륭한 상태"이며 첫 번째 임무로 가득 찬 다음 단계의 임무를 수행 할 준비가되어 있다고 말했습니다.
지상 팀은 목요일에 라이드를 위해 함께했습니다. 화성은 지구에서 약 127 억 204 만 마일 (11 억 XNUMX 만 킬로미터) 떨어진 곳에 위치했으며 목요일 무선 신호의 편도 이동 시간은 XNUMX 분 이상이었습니다.
즉, 인내가 사전 프로그래밍 된 명령을 따르고 제어 소프트웨어를 사용하여 착륙했습니다.
JPL에서 Perseverance의 진입, 하강 및 착륙 책임자 인 Allen Chen은“차량은 롤러 코스터를 타고 가고 있습니다.
첸은“원하는 방식으로 일이 작동하는 것 같고 기분이 좋아지기 시작합니다. 배가 떨어지면 상황이 다시 정상화됩니다.”라고 Chen이 말했습니다.
Chen은 11 분의 시간을 언급하며“감정적 인 롤러 코스터를 타고 끝까지 내려가는 것입니다. 여러분은 가면서 자신을 두 번째로 추측하고 있습니다. 이미 일어난 일 임에도 불구하고 말입니다.”라고 Chen은 말했습니다. "정말 미쳤어 요."
Perseverance 로버의 진입, 하강 및 착륙 책임자 인 Allen Chen은 우주선의 고정밀 지형 관련 탐색 시스템 덕분에 로버가 Jezero Crater의 안전한 착륙 지점에 도달했다고 말합니다.
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— Spaceflight Now(@SpaceflightNow) ２０２４년 ２월 ２７일
JPL의 지상 팀은 코로나 바이러스 전염병의 영향으로 여러 통제실에서 물리적으로 거리를 두었습니다. 많은 과학 팀원들이 원격으로 착륙을 모니터링했습니다.
그러나 JPL에 모인 엔지니어들은 원격 측정이 EST (3 GMT) 오후 55시 2055 분에 Perseverance의 성공적인 착륙을 확인하면서 박수와 환호를 보내고 주먹을 교환했습니다.
Perseverance는 2012 년 XNUMX 월에 화성에 착륙했을 때 NASA의 Curiosity 탐사선이 보여준 것과 동일한 착륙 아키텍처를 재사용했습니다. 그러나 Curiosity 이후 거의 XNUMX 년의 혁신을 통해 엔지니어들은 Perseverance의 탐색 알고리즘을 업그레이드하여보다 정확한 착륙을 가능하게했습니다.
탐사차는 목요일 가파른 경사와 바위가없는 안전한 착륙장으로 향했습니다. NASA에 따르면, 새로운 지형 관련 탐색 기능이 없었던 과거 화성 착륙선은 Jezero Crater의 거친 지형에 착륙을 시도조차 할 수 없었습니다.
첸은 탐사선이 착륙장 중심에서 약 1.1km 떨어진 지점에서 끝났다고 말했습니다.
조 바이든 대통령은 목요일 오후 착륙 후 인내심 팀을 축하하기 위해 NASA의 대리 관리자 인 Steve Jurczyk에게 전화를 걸었습니다. 백악관은 또한 백악관에서 상륙하는 것을 지켜 보는 바이든의 사진을 트윗했습니다.
NASA와 열심히 노력하여 Perseverance의 역사적인 착륙을 가능하게 한 모든 사람에게 축하를 보냅니다. 오늘날 과학의 힘과 미국의 독창성으로 가능성의 영역을 넘어서는 것은 없다는 것을 다시 한 번 증명했습니다. 트윗 담아 가기
— Biden 회장 (@POTUS) ２０２４년 ２월 ２７일
인내력은 1976 년 바이킹 임무 이후 성공적으로 화성에 착륙 한 아홉 번째 미국 우주선입니다. 아랍 에미리트의 호프 궤도 선과 중국의 Tianwen 1 궤도 선, 착륙선 및 탐사선이라는 두 개의 국제 화성 임무가 더 일찍 화성에 도착했습니다. 이번 달.
중국 Tianwen 1 호 임무는 착륙선과 탐사선을 XNUMX 월 또는 XNUMX 월에 화성 표면으로 내려갈 예정입니다.
그러나 화성 2020으로도 알려진 NASA의 인내 로버는 현재까지 화성 임무 중 가장 야심 찬 목표를 가지고 있습니다.
로버의 주요 목표는 과거의 삶의 흔적을 찾고 NASA와 유럽 우주국이 개발중인 미래 우주선으로 지구로 돌아 가기 위해 암석 샘플을 수집하는 것입니다.
NASA는 발사를 위해 2.4 년 화성 임무를 설계, 건설 및 준비하는 데 2020 억 달러 이상을 지출했다고 밝혔습니다. 화성으로 여행하는 동안 탐사선을 작동하는 데 예산이 책정되고 착륙 후 약 2.7 년 (화성 XNUMX 년) 동안 총 임무 비용은 약 XNUMX 억 달러에 달합니다.
2,260 파운드 (1,025kg) 인내 로버는 길이가 약 10m, 폭이 3m, 높이가 9m입니다.
Perseverance의 착륙 지점 인 Jezero Crater는 고대 강 삼각주와 약 3.5 억 ~ 3.9 억년 전에 타호 호수 크기의 호수가있는 곳이었습니다. 과학자들은 말라 버린 삼각주에 퇴적 된 암석과 퇴적물에서 고대 생명체의 흔적을 찾기를 희망합니다.
NASA의 행성 과학 부문 책임자 인 Lori Glaze는“이것은 우리의 첫 번째 이동식 우주 생물 학자입니다. "주된 목적 중 하나는 화성에서의 과거 삶의 징후를 찾는 것입니다."
인내심은 가능한 한 델타 퇴적물에 가깝게 착륙하도록 설계되었습니다. Farley는 목요일 탐사선이 두 개의 지질 단위의 교차점 근처에서 끝났으며 임무의 과학적 목표는 Perseverance의 첫 착륙 후 이미지에서 볼 수있는 암석 일 것이라고 말했습니다.
탐사선은 목요일 밤에 유럽 ExoMars Trace Gas Orbiter와의 통신 중계를 통해 위험 카메라에서 더 선명한 이미지를 다운 링크하고 우주선 하강 내내 고해상도 뷰를 기록한 카메라의 첫 번째 뷰를 다운 링크 할 것으로 예상되었습니다. 인내심은 화성에 대한 이전 임무보다 더 많은 25 대의 카메라를 화성으로 운반했습니다.
월리스는 NASA가 금요일 기자 회견에서 새로운 이미지를 공개하는 것을 목표로한다고 말했다.
“처음으로 우리는 고화질 비디오로 다른 행성에 착륙하는 모습을 볼 수있게 될 것입니다.”라고 Wallace는 목요일 말했습니다.
상업용 견고한 카메라가 로버의 초음속 낙하산을 가리키고 있었고 하강 단계에있는 카메라는 나일론 고삐 아래에 매달린 터치 다운을 준비하면서 로버를 내려다 보았습니다. 로버에 장착 된 다른 카메라는 착륙하는 동안 위아래를 바라 보는 뷰를 기록하도록 프로그래밍되었습니다.
"우리는 꽤 멋진 비디오를 캡처했다고 생각하며 마이크도 함께 제공됩니다."라고 Wallace는 말했습니다. 인내심은 화성으로 비행 한 최초의 마이크를 가지고 있습니다.
“정말 볼거리가 될 것 같아요.”그가 말했다.
지상 팀은 앞으로 몇 주 동안 인내심을 위해 신중하게 구성된 활성화 및 테스트 시퀀스를 계획했습니다. 로버는 렌즈 커버를 열고 목요일 착륙 직후 고 이득 통신 안테나를 출시했습니다. 모든 것이 잘되면 고 이득 안테나는 금요일에 NASA의 딥 스페이스 네트워크에 잠금을 설정하여 지구와 화성간에 더 빠른 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다고 JPL의 Perseverance의 부 프로젝트 관리자 인 Jennifer Trosper는 말합니다.
Trosper는 엔지니어들이 착륙 후 처음 XNUMX 일 동안 (화성의 솔이라고 함) 소프트웨어 업데이트를 우주선 컴퓨터에로드하기 전에 탐사선의 전력, 열 및 통신 시스템을 안정화 할 것이라고 말했습니다.
Trosper에 따르면 탐사차의 파노라마 카메라, 과학 기기, 화성 기상 관측소가있는 원격 감지 마스트가 토요일에 세워질 예정입니다. 로버 점검과 병행하여 컨트롤러는 건강 테스트를 통해 로버의 XNUMX 가지 과학 페이로드를 실행하고 방사성 플루토늄 전원으로 공급되는 Perseverance의 배터리를 재충전합니다.
인내심은 이번 주말에 첫 번째 컬러 파노라마를 찍을 것입니다.
다음 주 업데이트 된 소프트웨어를 업로드 한 후 JPL의 지상 팀은 로버의 로봇 팔을 풀고 Perseverance가 첫 번째 테스트 드라이브를 수행하도록 명령을 보낼 것입니다.
착륙 후 체크 아웃을 완료 한 후 Perseverance의 첫 번째 작업 중 하나는 로버의 배꼽에서 NASA의 Ingenuity 헬리콥터를 해제하기 위해 가까운 위치로 운전하는 것입니다. 로버는 헬리콥터가 처음으로 비행하기 전에 최소 330 피트 (100 미터) 거리까지 운전합니다.
그 순간은 역사적이 될 것입니다. 4kg의 작은 로봇은 다른 행성의 대기를 통과하는 최초의 항공기가 되려고합니다.
“인간은 지구 대기권 밖에서 회전익기를 비행 한 적이 없습니다. 따라서 이것은 다른 행성을 제외하고는 라이트 브라더스의 순간이 될 것입니다.”라고 인제 너티 헬리콥터 프로젝트 관리자 인 MiMi Aung은 Perseverance 's와의 인터뷰에서 말했습니다. 지난 XNUMX 월 출시되었습니다.
Trosper는 Perseverance가 약 10 주 후에 헬리콥터 테스트 사이트로 이동할 준비가 될 수 있으며 NASA 관리자가 선택한 사이트에 따라 비행 위치에 도달하는 데 약 XNUMX 일이 걸릴 수 있다고 말했습니다.
지상 관제사는 30 초 미만의 비교적 간단한 위아래 비행으로 시작하여 계획된 30 일 캠페인 동안 일련의 테스트 비행을 수행하도록 헬리콥터를 프로그래밍 할 것이라고 Aung은 말했다. 그런 다음 팀은 더 대담한 테스트 비행을 시도합니다.
헬리콥터는 수백만 마일 떨어진 지상 관제사로부터 실시간 입력없이 자율적으로 비행합니다. 드론은 두 대의 카메라를 운반하며 헬리콥터의 원격 측정은 로버의 기지국을 통해 라우팅됩니다. Perseverance 로버는 또한 비행중인 헬리콥터의 사진을 찍을 수 있습니다.
NASA 관계자는 2020 년에 화성 2018 임무에 헬리콥터를 추가하는 것을 승인했습니다. 임무는 설계 및 개발에 약 80 천만 달러가 들었고 운영에 추가로 5 만 달러가들 것입니다. 기관 관계자는 헬리콥터가 새로운 행성 간 탐사 방법으로 공중 정찰을 증명할 수 있기를 희망합니다.
Perseverance의 프로젝트 부 책임자 인 Wallace는 이번 주 Ingenuity 헬리콥터는 NASA의 Sojourner 탐사선과 매우 흡사하다고 말했습니다.이 탐사선은 1997 년 화성에서 최초의 이동식 정찰병이되어 미래 탐사선을위한 길을 닦았습니다.
“저는 Sojourner에서 작업을했는데 그 당시에 우리가이 기술을 실제로 활용할 수 있을지에 대해 많은 불확실성이있었습니다. 그리고 우리는 화성 표면에서 모바일 기능을 갖는 것이 믿을 수 없을만큼 크다는 것을 매우 빨리 발견했습니다. 가치가 있습니다.”라고 Wallace는 말했습니다. “Ingenuity를 보면 매우 비슷해 보입니다. 기술 시연입니다. 그 목적은이 임무의 과학과 관련이 없습니다. 그러나 이러한 유형의 기술을 사용하여 향후 항공 정찰 및 탐사에 대한 잠재력은 대단합니다. 화성뿐만 아니라 다른 곳에서도 마찬가지입니다.”
Trosper는 Perseverance가 이번 봄 헬리콥터 시험 비행을위한 위치에있을 수 있으며, Jezero Crater의 지질과 고대 거주 가능성을 조사하기 위해 임무의 과학 캠페인으로 이동할 것이라고 말했습니다.
그것은 여름에 암석에서 코어 샘플을 추출하기 위해 로버의 드릴을 처음으로 사용할 것이라고 그녀는 말했다.
Perseverance의 팀원들은 암석 샘플을 수집하고 초 청정 튜브 내부에 밀봉하는 데 필요한 하드웨어가 현재까지 NASA의 화성 프로그램에서 가장 복잡한 작업이라고 말했습니다. 로버에는 43 개의 샘플 튜브가 내장되어 있으며 각 튜브는 금색 원통형 인클로저로 덮여있어 추가 오염 방지 레이어를 제공합니다. 튜브는 하우징 내부의 화성으로 탔고 화성 암석 샘플로 가득 찬 덮개로 돌아갈 것입니다.
튜브는 얇은 시가의 크기와 모양에 가깝고 43 개의 실린더에는 "증인 튜브"또는 블랭크가 포함되어있어 과학자들이 오염을 위해 지구로 반환 된 암석 및 퇴적물 표본을 교차 검사 할 수 있습니다.
“이 샘플 튜브는이 임무를위한 우리의 가장 큰 엔지니어링 개발 중 하나 인 샘플 및 캐싱 시스템의 일부입니다. “우리는 주로 Curiosity 탐사선이 화성에 도착한 것처럼 화성에 도착합니다.하지만 화성에 도착하면 매우 다른 작업을해야합니다. 우리는 이러한 핵심 샘플을 채취하여 밀봉하고 멸균 한 다음 궁극적으로 지구로 돌아갈 수 있도록 샘플 캐시를 만들어야합니다.”
로버에는 끝 부분에 7 파운드 (2kg) 포탑에 코어 링 드릴이 고정 된 99 피트 (45 미터) 로봇 팔이 있습니다. 더 긴 로봇 팔은 로버의 뱃속 내부에있는 더 작은 1.6 미터 (0.5 피트) 로봇 조작기와 함께 작동하여 드릴링을 위해 메인 팔로 이동할 샘플 튜브를 픽업합니다.
Steltzner는 로버의 샘플링 시스템은 실제로 세 가지 다른 로봇으로 구성되어 있다고 말했습니다.
“로봇 팔의 끝 부분 (첫 번째 로봇)은 화성에서 유사하게 그리고 이전에 Curiosity 미션을 사용하여 화성에서 사용했던 것과 같은 회전식 타악기 동작을 사용하는 코어 링 드릴입니다. 바위와 핵심 샘플을 분리합니다.”라고 Steltzner가 말했습니다.
각 샘플 수집 중에 코어 샘플은 드릴에 부착 된 튜브로 직접 이동합니다.
“그 비트와 샘플 튜브는 로봇 팔 (첫 번째 로봇)에 의해 두 번째 로봇 인 비트 캐 러셀로 다시 들어옵니다. 두 번째 로봇은 채워진 샘플 튜브를 받아 매우 미세하고 세밀한 로봇 인 샘플 처리 암으로 전달합니다. 짐승의 뱃속 내부에서 샘플을 평가하고 부피를 측정하고 이미지를 촬영 한 다음 밀봉 한 후 다시 저장소에 넣어 결국 표면의 캐시에 보관합니다.”
로버 내부의 캐싱 시스템 부분은 적응 형 캐싱 어셈블리라고하며 3,000 개 이상의 부품으로 만 구성됩니다.
드릴 및 샘플 튜브의 설계는 화성 암석에서 코어 된 분포 광물을 보존하기위한 것입니다. 이 시스템은 또한 부드러운 토양에서 직접 샘플을 수집하기위한 것입니다.
샘플링 시스템 외에도 Perseverance에는 XNUMX 개의 과학 도구가 있습니다.
PIXL과 SHERLOC라는 두 개의 장비는 로봇 팔의 포탑에있는 코어 링 드릴 옆에 있습니다. 그들은 화성의 암석을 스캔하여 화학 성분을 결정하고 유기 물질을 검색하여 암석을 뚫을 지상 팀의 결정에 핵심 입력을 제공합니다.
Perseverance 로버는 또한 화성의 암석을 20 피트 (6 미터) 이상 떨어진 곳에서 제거하여 화학 및 광물 구성을 측정하도록 설계된 카메라, 레이저 및 분광계를 포함한 복잡한 센서 제품군 인 SuperCam 기기를 탑재하고 있습니다. 유기 분자를 식별하는 능력.
미국, 프랑스 및 스페인의 국제 팀에서 개발 한 SuperCam 기기는 현재 NASA의 Curiosity Mars 탐사선에서 작동하는 ChemCam 기기의 업그레이드 버전입니다.
탐사선의 본체 내부에 장착 된 장비에는 미래의 우주 비행사 탐험가들이 화성에서 사용할 수있는 기능인 화성 대기의 이산화탄소에서 산소 생성을 보여주는 MOXIE가 포함됩니다. 노르웨이가 개발 한 로버 탐사선 RIMFAX의 지상 관통 레이더는 행성의 지하 지질 구조를 연구하여 사람들을 화성으로 데려가도록 설계된 더 큰 착륙선의 설계자들에게 도움이 될 수있는 지하층 및 토양 강도에 대한 데이터를 산출합니다.
이 임무는 또한 기상 관측소와 줌 기능이있는 화성 최초의 카메라를 운반합니다. 이번 주말에 올려 질 Perseverance의 원격 감지 마스트 위에 위치한이 카메라 시스템은 Mastcam-Z로 명명되며 비디오와 360도 파노라마를 녹화합니다.
Perseverance와 NASA의 전임자 인 Curiosity 로버의 차이점은 과학 탑재 물이나 Ingenuity 헬리콥터에만 국한되지 않습니다.
Perseverance 로버는 또한 화성에있는 Curiosity의 바퀴에서 관찰되는 손상을 방지하기 위해 두꺼운 피부와 수정 된 트레드가있는 알루미늄 바퀴를 특징으로합니다. NASA의 새로운 화성 탐사선의 무게는 Curiosity보다 약 278 파운드 (126kg) 더 나갑니다.
Curiosity 출시 이후 XNUMX 년 동안의 기술 발전의 혜택과 NASA와 ESA와의 화성 샘플 반환 프로그램 파트너십의 결실로 과학자들은 생명체가 태양계의 다른 곳에서 자리를 잡았는지에 대한 질문에 더 가까이 다가 갈 수 있습니다.
Perseverance의 임무가 성공하고 자금 및 기술 계획이 궤도에 있다고 가정하면 NASA와 ESA는 Mars 2026 임무에서 수집 한 표본을 회수하기 위해 2020 년에 유럽에서 제작 된 화성 탐사선으로 임무를 시작할 수 있습니다. 탐사선은이 물질을 미국에서 공급하는 고체 연료 부스터에 전달하여 화성에서 우주로 샘플을 촬영할 것입니다. 이는 이전에 다른 행성에서 시도한 적이없는 업적입니다.
ESA가 제공하는 별도의 우주선은 화성 주위를 공전하는 샘플과 연결 한 다음, 화성 물질이 포함 된 NASA 재진입 캡슐을 출시하기 전에 지구로 향하여 2031 년 이전에 첫 번째 왕복 행성 간 임무를 완료합니다.
그런 다음 과학자들은 샘플 분석을 시작합니다. 그들은 한때 화성에 존재했던 생명체를 암시 할 수있는 핵심 샘플에서 화학적 특징을 찾을 것입니다.
다른 목표 중 NASA의 두 바이킹 착륙선은 1976 년 화성에 착륙했을 때 화성에 생명체의 흔적을 찾기 위해 도구를 운반했습니다. 그러나 로봇 착륙선은 생명체에 대한 확인 가능한 확인을 생성하지 않았고, 바이킹 이후 화성 임무는 흔적을 따라갔습니다. 붉은 행성이 한때 기본적인 생명체를 지원할 수있는 환경을 가지고 있었다는 증거를 찾고 있습니다.
다른 두 개의 NASA 로봇이 여전히 화성 표면을 탐험하고 있습니다. Curiosity는 2012 년부터 Gale Crater의 Mount Sharp를 조사해 왔으며, 고정식 InSight 지진 기지는 2018 년에 화성에 착륙했습니다.
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