수성 탐사

Exploration of Mercury
가장 안쪽 행성을 방문한 첫 번째 탐사선은 마리너 10호였다.
1975년 3월 마리너 10호에서 본 수성의 모습.

수성 탐사는 세계의 우주 이익에 작은 역할을 한다.그것은 가장 덜 탐험된 내적 [1]행성이다.2015년 현재, 수성을 면밀히 관찰한 미션은 마리너 10호와 메신저호가 유일하다.MESSENGER는 [2]수성 궤도에 진입하기 전에 세 번의 플라이바이 비행을 했다.일본항공우주연구개발기구(JAXA)와 유럽우주기구(EPA)의 공동 임무인 베피콜롬보(BepiColombo)는 두 개의 탐사선을 포함시키는 것이다.MESSENGER와 BepiColombo는 과학자들이 마리너 10호의 비행에 의해 발견된 많은 미스터리를 이해하는 데 도움이 되는 보완적인 데이터를 수집하기 위한 것이다.

다른 행성에 비해 수성은 탐사하기 어렵다.이 행성에 도달하는 데 필요한 속도는 비교적 높고, 태양에 가깝기 때문에 우주선을 안정적인 [3]궤도로 이동시키는 것이 어렵습니다.MESSENGER는 수성 궤도를 도는 최초의 탐사선이었다.

수성에 대한 관심

수은은 많은 우주 프로그램에서 주된 초점이 되어 있지 않았다.이 행성은 태양에 매우 가깝고 자전 속도가 매우 느리기 때문에 표면 온도는 427°C(801°F)에서 -173°C(-279°F)[4]까지 다양합니다.현재 수성에 대한 관심은 마리너 10호의 예상치 못한 관측에서 비롯되었다.Mariner 10 이전, 천문학자들은 이 행성이 단순히 태양 주위를 매우 타원형 [4]궤도로 돌고 있다고 생각했다.이 행성은 지상 망원경을 통해 관측되었으며, Mariner 10은 많은 [2]추론을 명확히 하거나 반박하는 데이터를 제공했다.

수성 주위를 도는 위성 궤도를 얻는 것이 매우 어렵기 때문에 수성을 목표로 한 임무는 거의 없다.수성은 태양 주위를 매우 빠르게 돌기 때문에, 우주선은 수성에 도달하기 위해 매우 빠르게 이동해야 한다.수성이 태양에 가깝다는 것은 우주선이 태양의 중력에 의해 더욱 가속된다는 것을 의미하며, 궤도 [5]삽입을 위해 감속하기 위해서는 상당한 연료비가 필요하다.수성의 대기[4] 부족은 에어로브레이킹을 방해하기 때문에 더 큰 문제를 제기한다.따라서 착륙 임무에는 훨씬 더 까다로운 연료 [6]요건이 있을 것이다.

미션

과거의 미션

마리너 10

주요 기사:마리너 10

마리너 10호는 수성과 금성의 대기, 표면, 물리적 특성을 관찰하는 것이 주된 목표였다.그것은 9천8백만 [7]달러 미만으로 완료된 저비용 임무였다.마리너 10호는 1973년 11월 3일 오전 12시 45분에 케이프 커내버럴에서 [8]발사되었다.수성이 태양에 매우 가깝기 때문에, 그 경로에 수성 주위를 도는 것을 포함시키는 것은 너무 어려웠기 때문에, Mariner 10은 태양의 궤도를 돌았다.목적지에 도달하기 위해 위성은 금성의 중력장과 함께 가속되었다.그리고 1974년 3월 29일 수성 근처를 지나 태양을 향해 날아갔다.이것은 가까운 거리에서 수성을 관측한 첫 번째 사례였다.조우 후, 마리너 10호는 각각의 궤도마다 수성이 2개씩을 만들도록 태양 주위를 도는 궤도에 있었고, 우주선과 행성은 다시 만날 수 있을 것이다.이것은 탐사선이 임무를 완료하기 전에 두 번 더 수성을 통과할 수 있게 해주었다; 이러한 만남은 1974년 9월 21일과 1975년 3월 16일에 이루어졌다.하지만 수성의 같은 면이 각각의 플라이바이에서 빛을 발했기 때문에, 임무가 끝날 때 마리너 10호는 수성 표면의 45%만을 촬영했다.이 임무는 1975년 3월 24일 탐사선의 자세 제어 가스가 고갈되면서 종료되었다.우주선이 질소 가스 추진기 없이는 더 이상 조종할 수 없게 되자, 탐사선에 송신기를 [9]정지하라는 명령이 내려졌다.

근접 관찰 결과 두 가지 중요한 데이터가 수집되었습니다.탐사선은 지구와 매우 유사한 수성의 자기장을 검출했다.이것은 과학자들에게 놀라운 일이었다. 왜냐하면 수성은 그것의 축에서 매우 느리게 회전하기 때문이다.두 번째로,[10] 행성 표면에 크레이터의 수가 많은 것을 보여주는 시각적 데이터가 제공되었다.이 시각 자료를 통해 과학자들은 수성이 "크러스트릭이 크게 변화하지 않았다"[11]고 판단할 수 있었다.이전에는 자기장이 녹은 발전기 효과에 의해 발생한다고 믿었지만 지각변경이 거의 없었기 때문에 이것은 또한 자기장의 신비를 더했다.이 시각 자료는 또한 과학자들이 [12]행성의 구성과 나이를 조사할 수 있게 해주었다.

메신저

주요 기사 : MESSENGER
2011년 3월 15일부터 2014년 12월 30일까지의 MESSENGER의 수성 궤도 애니메이션
메신저· 수성.
Mercury from MESSENGER's first flyby
MESSENGER의 첫 번째 행성 근접 비행에서 수성 사진, 이전에는 알려지지 않았던 많은 특징들을 보여줍니다.

메신저(MESSENGER, MERCURY Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging)는 NASA의 수성 궤도 탐사선이었다.그것은 [13][14]악천후로 인해 하루 연기된 후 2004년 8월 3일 케이프 커내버럴에서 발사되었다.탐사선이 수성 궤도에 진입하기까지 약 6년 반이 걸렸다.위성의 속도를 보정하기 위해, 그것은 지구, 금성, 수성의 중력 새총 비행을 여러 차례 실시했다.그것은 2005년 2월에 지구를 지나 2006년 10월과[2] 2007년 10월에 금성을 지나갔습니다.게다가, 탐사선은 2011년 궤도에 진입하기 전에 2008년 1월, 2008년 10월, 2009년 9월 등 세 차례 수성을 통과했다.이러한 수성의 플라이바이 기간 동안 표면의 95% 이상의 이미지를 생성하기에 충분한 데이터가 수집되었습니다.

MESSENGER는 수성에 도달하고 [15]궤도에 도달하기 위해 화학적 이중 추진 시스템을 사용했다.MESSENGER의 예정된 궤도 삽입은 2011년 3월 18일에 성공적으로 이루어졌다.이 임무는 탐사선의 [16]궤도를 유지하기 위한 연료가 더 이상 충분하지 않을 것으로 추정된 2012년 중에 종료될 예정이었다.1차 미션은 2012년 3월 17일에 완료되어 약 10만 장의 [17]이미지를 수집했습니다.MESSENGER는 2013년 3월 6일 수성 100% 매핑을 달성했으며 2013년 [18]3월 17일 첫 1년간의 연장 임무를 완수했다.탐사선은 2015년 4월 30일 붕괴 궤도에서 [19][20]수성 표면에 충돌할 때까지 과학 데이터를 계속 수집했다.

MESSENGER 미션은 궤도에서 수성의 특성과 환경을 연구하기 위해 고안되었습니다.특히, 이 임무의 과학적 목표는 다음과 같습니다.[21][22]

  • 수성 표면의 화학적 조성을 분석한다.
  • 지질사를 연구하다
  • 수성 자기장(자기권)의 성질을 해명하다
  • 코어의 크기와 상태를 결정합니다.
  • 극지방의 휘발성 재고를 결정한다.
  • 수성 외기권의 성질을 연구하다

진행 중인 임무

베피콜롬보

주요 기사:베피콜롬보

수성에 대한 이번 임무는 두 개의 위성, 즉 MPO와 Mio를 포함하는 것이다.각각의 궤도선은 뚜렷한 목적을 가지고 있다: MPO는 수성의 표면과 외기권 구성을 지도화하기 위해 여러 파장의 이미지를 획득하는 것이고, Mio는 자기권을 연구하는 것이다.유럽우주기구와 일본항공우주연구개발기구는 베피콜롬보와 협력하여 두 개의 궤도 중 하나를 제공하고 있다.ESA가 MPO를 제공하고 JAXA가 Mio를 [3]제공했습니다.BepiColombo 미션은 다음 질문에 답하기 위한 충분한 정보를 수집하려고 합니다.

  1. 수성으로부터 태양 성운의 구성과 행성계의 형성에 대해 무엇을 배울 수 있을까요?
  2. 왜 수성의 정규화된 밀도는 달뿐만 아니라 다른 모든 지구 행성보다 현저히 높은가?
  3. 수성의 핵은 액체인가요, 아니면 고체인가요?
  4. 수성은 오늘날 구조적으로 활동적인가요?
  5. 금성, 화성, 달에는 없는 반면 왜 이렇게 작은 행성은 고유의 자기장을 가지고 있을까?
  6. 이 원소가 수성의 주요 성분인 반면 분광학적 관찰을 통해 철의 존재를 알 수 없는 이유는 무엇입니까?
  7. 극지방의 영구 그늘진 크레이터에는 유황이나 물얼음이 들어있나요?
  8. 외기권의 생성 메커니즘은 무엇입니까?
  9. 전리층이 없을 때, 자기장은 태양풍과 어떻게 상호작용하나요?
  10. 수성의 자화 환경은 지구에서 관찰된 오로라, 방사선 벨트 및 자기권 서브스톰을 연상시키는 특징을 가지고 있는가?
  11. 수성의 근일점의 진전은 시공간 곡률의 관점에서 설명되었으므로, 우리는 태양의 근접성을 이용하여 더 나은 [3]정확도로 일반 상대성을 시험할 수 있을까?

마리너 10, 메신저처럼 베피콜롬보는 금성과 지구의 중력 새총을 사용할 것이다.베피콜롬보는 태양전기추진기(이온엔진)를 사용하고 달, 금성, 수성에서도 비슷한 기술을 사용할 예정이다.이 기술들은 궤도선이 수성에 접근할 때 속도를 늦출 것이다.태양의 [2]중력 영향을 최소화하기 위해 궤도가 태양에 가까워질수록 속도를 늦추기 위해 연료를 사용하는 것을 피하는 것이 필수적이다.

베피콜롬보 미션은 2009년 [23]11월에 승인되어 2018년 10월 20일에 성공적으로 발사되었습니다.그것은 2025년 12월에 수성 궤도에 진입할 예정이다.주요 임무는 2027년 5월까지 지속되며, [24]2028년 5월까지 연장될 수도 있다.

제안된 미션

수은-P

주요 기사:수은-P

Mercury-P는 러시아 우주국이 제안한 수성 탐사 임무이다.현재[when?] 출시 예정일은 2031년입니다.착륙선이 [citation needed]될 예정입니다.

취소된 미션

머큐리 옵서버

주요 기사:머큐리 옵서버

Mercury Observer는 Planetary Observer 프로그램에서 취소된 제안이었다.

MESSENGER와 BepiColombo의 비교

베피콜롬보는 MESSENGER의 연구결과를 보완하기 위해 설계되었으며, MESSENGER보다 훨씬 더 많은 측정 장비를 갖추고 있어 더 넓은 범위의 데이터를 얻을 수 있다.BepiColombo와 MESSENGER의 궤도 패턴은 크게 다릅니다.[15]

베피콜롬보 미션은 함께 발사된 두 개의 위성, 즉 수성 행성 궤도선(MPO)과 Mio(Mercury Magnetosphere Orbiter, MMO)로 구성되어 있습니다.MPO는 수성에 훨씬 더 가까운 원형 궤도를 가질 것이다.이 궤도의 이유는 MPO가 표면과 외기권의 구성을 측정하고 근접 궤도가 데이터 품질에 도움이 되기 때문입니다.반면 미오(MMO)와 메신저(MESSENGER)는 대부분 타원궤도를 달렸다.이는 궤도의 안정성과 궤도를 [25]얻고 유지하는 데 필요한 연료의 양이 적기 때문입니다.Mio와 MESSENGER의 궤도가 다른 또 다른 이유는 보완 데이터를 제공하기 위해서였다.두 위성의 데이터는 더 정확한 측정을 [15]제공할 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ JHU/APL(2006)메신저: 2007년 1월 27일 MERCury Surface, Space Environment, Geochemistry, Ranging Retrived
  2. ^ a b c d Munsell Kirk-editor (2006년 11월 6일)NASA: 태양계 탐사: 2006년 9월 29일 Wayback Machine에서 Mercury로의 미션 아카이브.2007년 1월 27일에 취득.
  3. ^ a b c ESA(2007)베피콜롬보2007-02-01 취득.
  4. ^ a b c Munsell Kirk-editor (2006년 11월 6일)NASA: 태양계 탐사: 행성 수성 2006년 9월 29일 웨이백 머신에 보관.2007년 1월 27일에 취득.
  5. ^ Ley, Willy (July 1968). "Interplanetary Communications". For Your Information. Galaxy Science Fiction. pp. 116–124.
  6. ^ "Critical decisions on Cosmic Vision".
  7. ^ 셜리, 2003
  8. ^ 던, 제임스 A.(1978)항해 10: 금성과 수성을 향한 미션 (NASA SP-424).미국 정부 인쇄국 45. ASIN B000C19QHA.
  9. ^ Murray, Bruce; Burgess, Eric (1977). Flight to Mercury. New York: Columbia University Press. p. 138. ISBN 9780231039963.
  10. ^ 던, 1978, 74페이지
  11. ^ 던, 1978, 페이지 101
  12. ^ 던, 1978, 페이지 103
  13. ^ 말릭, T. (2004년)머큐리 메신저 발사 연기.2015-07-18 취득.
  14. ^ NBC 뉴스 (2004).나사는 수성에 우주선을 발사한다.2015-07-18 취득.
  15. ^ a b c McNutt, Ralph L.; Solomon, Sean C.; Grard, Réjean; Novara, Mauro; Mukai, Toshifumi (2004). "An international program for Mercury exploration: Synergy of MESSENGER and Bepi Colombo". Advances in Space Research. 33 (12): 2126–2132. doi:10.1016/S0273-1177(03)00439-3.
  16. ^ Planetary Society (2007) 스페이스 토픽: 메신저.2010년 9월 11일 취득
  17. ^ "MESSENGER Provides New Look at Mercury's Landscape, Metallic Core, and Polar Shadows" (Press release). Johns Hopkins University. March 21, 2012. Archived from the original on May 13, 2013. Retrieved March 22, 2012.
  18. ^ "MESSENGER Completes Its First Extended Mission at Mercury". JHU–APL. March 17, 2013. Archived from the original on July 29, 2013. Retrieved July 8, 2013.
  19. ^ Wu, Brian (April 3, 2014). "NASA Set to Extend Mercury Mission for Another Month". Johns Hopkins University APL. The Science Times. Retrieved April 4, 2015.
  20. ^ "MESSENGER's Operations at Mercury Extended". Johns Hopkins University APL. Space Ref. April 3, 2014. Retrieved April 4, 2015.
  21. ^ "MESSENGER - Mission description". NASA. Retrieved July 8, 2013.
  22. ^ "Discovery Program: MESSENGER". NASA. Archived from the original on June 3, 2013. Retrieved July 8, 2013.
  23. ^ "BepiColombo Overview". European Space Agency. September 5, 2016. Retrieved March 13, 2017.
  24. ^ "BepiColombo: Fact Sheet". European Space Agency. September 1, 2019. Retrieved March 9, 2020.
  25. ^ Mukai, T.; Yamakawa, H.; Hayakawa, H.; Kasaba, Y.; Ogawa, H. (2006). "Present status of the Bepi Colombo/Mercury magnetospheric orbiter". Advances in Space Research. 38 (4): 578–582. doi:10.1016/j.asr.2005.09.038.

외부 링크

  • 마리너 10
  • 메신저 프로브
  • 셜리, 도나 L. (2003년 8월)금성과 수성으로 가는 마리너 10호의 임무.악타 우주 비행사, 2003년 8월, 제53권, 제4-10호, p375, 11p;(AN 11471527).