마젤란 (우주선)

Magellan (spacecraft)
마젤란
Magellan - artist depiction.png
화가의 금성 마젤란 묘사
미션 타입금성 궤도선
교환입니다.NASA/JPL
COSPAR ID1989-033B Edit this at Wikidata
새캣19969
웹 사이트www2.jpl.nasa.gov/magellan/
미션 기간4년 5개월 8일 13시간 18분
우주선 속성
제조원마르틴 마리에타
휴즈 항공기
발사 질량3,449kg (7,604파운드)
건조 질량1,035kg (2,282파운드)
힘약 1,030 와트
임무 개시
발매일1989년 5월 4일 18:47:00 (1989-05-04)UTC 18:47Z) UTC
로켓우주왕복선 아틀란티스
STS-30 / IUS
발사장소케네디 LC-39B
임무 종료
처리.금성 진입 통제
붕괴일자1994년 10월 13일 10:05:00 (1994-10-13)UTC10:06Z) UTC
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템시트로센셜
반장축10,510 km (6,510 mi)
편심0.39177
주변 고도295km (140mi)
아포시테리온 고도7,762km(4,823mi)
기울기85.5°
기간3.26 시간
금성 궤도선
궤도 삽입1990년 8월 10일 17:00 UTC
Mgnlogo3 small.gif
1994년 우주선의 데오빗을 기념하는 마젤란 임무의 유산 휘장.

마젤란 우주선은 1989년 5월 4일 미국 나사가 합성 발사 레이더를 사용하여 금성 표면을 지도화하고 행성 중력장을 측정하기 위해 발사한 1,035 kg의 로봇 우주 탐사선이다.

마젤란 탐사선은 우주왕복선으로부터 발사된 최초의 행성간 임무였고, 관성 상부 스테이지 부스터를 사용한 최초의 임무였으며, 궤도를 순환시키기 위한 방법으로 에어로브레이킹을 시험한 최초의 우주선이었다.마젤란은 NASA의 다섯 번째 금성 탐사 임무에 성공했고, 이로써 미국 행성간 탐사선 발사에 있어 11년간의 공백이 해소되었다.

역사

1970년대 후반부터 과학자들은 금성에 대한 레이더 지도 제작 임무를 지지했다.그들은 처음에 금성 궤도 이미징 레이더(VOIR)라는 이름의 우주선을 만들려 했지만, 이후 몇 년 동안 그 임무가 예산 제한을 벗어날 것이라는 것이 분명해졌다.VOIR 임무는 1982년에 취소되었다.

단순화된 레이더 임무 제안은 태양계 탐사 위원회에 의해 추천되었고, 이것은 1983년에 금성 레이더 매퍼 프로그램으로 제출되어 받아들여졌다.그 제안에는 제한된 초점과 단일 주요 과학적 도구가 포함되어 있었다.1985년,[1][2][3] 이 임무는 지구 탐험, 지도 제작, 그리고 세계 일주 여행으로 알려진 16세기 포르투갈 탐험가 페르디난드 마젤란을 기리기 위해 마젤란으로 이름이 바뀌었다.

임무의 목표는 다음과 같습니다.[4]

  • 선 쌍당 1.0km의 광학 이미징에 해당하는 해상도로 금성 표면의 근지구 레이더 이미지를 획득합니다.(프라이머리)
  • 50km 공간 분해능과 100m 수직 분해능을 가진 근지구 지형도를 얻습니다.
  • 분해능 700km, 정확도 2~3mg의 지구 중력장 데이터를 얻습니다.
  • 밀도 분포와 역학을 포함한 행성의 지질 구조에 대한 이해를 발전시킨다.

우주선 설계

마젤란의 본체를 형성한 보이저 탐사 우주선 버스

이 우주선은 마틴 마리에타 [5]컴퍼니에 의해 설계되고 만들어졌으며 제트 추진 연구소가 나사의 임무를 관리했다.엘리자베스 베이어는 프로그램 매니저였고 조셉 보이스는 NASA 본부의 프로그램 과학자로 일했다.JPL에서는 Douglas Griffith가 마젤란 프로젝트 매니저와 R을 역임했습니다.Stephen Saunders는 프로젝트 과학자로 [1]일했습니다.휴즈 항공사의 우주 통신 그룹은 우주선의 합성 개구 [6]레이더를 설계하고 제작했다.

비용 절감을 위해, 대부분의 마젤란 탐사선은 비행 스페어 부품과 다른 [7]우주선의 재사용 설계 요소로 구성되었습니다.

재사용 유형 범례
비행 스페어
설계의 재사용
요소 기원.
자세 제어 컴퓨터 갈릴레오
버스 보이저 프로그램
명령어 및 데이터 서브시스템 갈릴레오
고이득 및 저이득 안테나 보이저 프로그램
중게인 안테나 매리너 9호
배전 유닛 갈릴레오
추진제 탱크 우주왕복선 보조 동력 장치
폭약식 제어 갈릴레오
무선 주파수 이동파관 조립체 율리시스
고체 로켓 모터 우주왕복선 페이로드 어시스트 모듈
스타 스캐너 관성 상부 스테이지
스러스터 보이저 프로그램

보이저호의 예비 우주선인 이 우주선의 본체는 컴퓨터, 데이터 기록 장치, 그리고 다른 하부 시스템을 포함하는 10면 알루미늄 버스였다.이 우주선은 높이 6.4미터, 직경 4.6미터로 측정되었다.전체적으로, 우주선은 1,035 킬로그램의 무게와 2,141 킬로그램의 추진제를 실었고, 총 질량은 3,[2][8]449 킬로그램이었다.

자세 제어 및 추진

스러스터, 스타 48 부스터 및 전방 장비 모듈의 내부 구성 요소

이 우주선의 자세 제어(방향)는 금성 궤도에 진입하는 데 사용되는 스타 48B 고체 로켓 모터(SRM)의 발사 시기를 포함해 3축으로 안정화되도록 설계됐다.마젤란 이전에는 모든 우주선 SRM 발사는 회전하는 우주선을 포함하고 있었고, 이는 SRM을 제어하는 것을 훨씬 더 쉽게 만들었다.일반적인 스핀 모드에서는 SRM 또는 노즐 정렬 오류와 관련된 불필요한 힘이 모두 취소됩니다.마젤란의 경우, 우주선 설계는 회전하는 데 도움이 되지 않았기 때문에, 결과적으로 생긴 추진 시스템 설계는 큰 스타 48B SRM의 어려운 제어 문제를 수용해야 했습니다.2,014kg의 고체 추진제를 포함하는 스타 48B는 발사 직후 약 89kN(20,000lbf)의 추력을 발생시켰다. 따라서 0.5% SRM 정렬 오류라도 445N(100lbf)의 측면 힘을 발생시킬 수 있다.최악의 경우 측면력에 대한 최종 보수적 추정에 따라 우주왕복선 궤도선 페이로드 베이가 수용할 수 있는 최대 반경(4.4m 또는 14.5ft 직경)[citation needed]의 붐에 위치한 8개의 445N 추진기가 필요했다.

실제 추진 시스템 설계는 지름 71cm(28인치)의 티타늄 탱크에서 공급되는 총 24개의 모노로프제 히드라진 추진기로 구성되었다.탱크에는 정제된 히드라진이 133kg(293lb) 들어 있었습니다.또한 설계에는 SRM 발사 중 445N 추진기로부터의 최대 추력을 보장하기 위해 임계 금성 궤도 삽입 연소 전에 주 탱크에 연결할 수 있는 추가 헬륨이 포함된 폭약식 절연 외부 고압 탱크가 포함되었습니다.우주선의 방향에 관한 다른 하드웨어는 자이로스코프와 스타 [2][3][8][9]스캐너로 구성되어 있다.

통신

3개의 안테나의 위치

통신을 위해, 우주선에는 경량 흑연/알루미늄, 보이저 프로그램에서 남겨진 3.7미터의 고이득 안테나, 그리고 마리너 9호 임무에서 나온 중이득 안테나 스페어가 포함되어 있었다.만일의 사태에 대비하여 고이득 안테나에 부착된 저이득 안테나도 포함되었습니다.딥 스페이스 네트워크와 통신할 때, 우주선은 S 대역에서 1.2 킬로비트/초로 명령을 수신하고 [2][3][8][9]X 대역에서 268.8 킬로비트/초로 데이터를 전송할 수 있었다.

힘

마젤란은 각각 지름이 2.5미터인 두 개의 정사각형 태양 전지판에 의해 작동되었다.이 두 어레이는 임무 시작 시 1,200와트의 전력을 공급했습니다.하지만 임무를 수행하는 동안 태양 어레이는 빈번하고 극단적인 온도 변화로 인해 점차 저하되었다.태양으로부터 가려지는 동안 우주선에 동력을 공급하기 위해, 30 A-hour, 26 셀, 니켈 카드뮴 배터리 2개가 포함되었습니다.우주선이 직사광선을 [2][8]쬐면서 배터리가 충전되었다.

컴퓨터 및 데이터 처리

우주선의 컴퓨터 시스템은 갈릴레오의 일부 개조된 장비였다.2대의 ATAC-16 컴퓨터가 1대의 다중 시스템을 형성하고 있어 자세 제어 서브시스템에 배치되어 있으며, 4대의 RCA 1802 마이크로프로세서가 2대의 다중 시스템으로서 명령어 및 데이터 서브시스템(CDS)을 제어하고 있습니다.CDS는 최장 3일 동안 명령을 저장할 수 있었고, 또한 [10]우주선과 접촉하지 않는 동안 문제가 발생할 경우 우주선을 자율적으로 제어할 수 있었다.

명령어와 녹음된 데이터를 저장하기 위해, 우주선은 또한 두 개의 멀티트랙 디지털 테이프 레코더를 포함했는데, 지구와 접촉이 복구되고 테이프가 [2][8][9]재생될 때까지 최대 225메가바이트의 데이터를 저장할 수 있었다.

과학 기구

Diagram showing the orientation of the spacecraft while collecting altimetric and SAR data
데이터 수집 중 방향 설정
Diagram showing the orbital path for collecting RDRS data
RDRS 데이터 수집을 위한 궤도 경로
A graph comparing the higher resolution data gathered by Magellan, to the previous missions: Venera 16, Venera 15, and Pioneer Venus
이전 미션과의 비교
RDRS는 이전 임무에 비해 훨씬 더 강력한 장비였다.

두껍고 불투명한 금성의 대기는 광학적 조사 이상의 방법을 필요로 했다.기존 레이더의 해상도는 전적으로 안테나의 크기에 따라 결정되는데, 이는 비용, 발사체에 의한 물리적 제약, 고해상도 데이터를 제공하기 위해 대형 장치를 조작하는 복잡성에 의해 크게 제한된다.마젤란은 합성 개구라고 알려진 방법을 사용하여 이 문제를 해결했습니다. 여기서 지상 [11][12]컴퓨터로 수집된 정보를 처리함으로써 큰 안테나를 모방합니다.

마젤란 고이득 포물선 안테나는 바닥의 오른쪽 또는 왼쪽으로 28°-78° 방향을 잡아 초당 수천 개의 마이크로파 펄스를 방출하여 구름을 통과하고 금성 표면에 광활한 땅을 비추었다.레이더 시스템은 암석, 절벽, 화산 및 기타 지질학적 특징의 측면에서 반사되면서 후방 산란의 형태로 각 펄스의 밝기를 기록했습니다.영상 분해능을 높이기 위해 마젤란은 "모양"이라고 불리는 여러 가지 상황에서 특정 위치에 대한 일련의 데이터 버스트를 기록했습니다.우주선이 궤도로 이동하면서 각각의 "모양"은 이전 것과 약간 겹쳤고, 같은 위치에 대한 약간 다른 정보를 반환했다.데이터를 지구로 다시 전송한 후, 도플러 모델링은 겹치는 "모양"을 포착하여 표면의 [11][12][13]연속적이고 고해상도 이미지로 결합하기 위해 사용되었다.

레이더 시스템(RDRS)
Magellan - radar electronics.png

Magellan - burst rate diagram - orig.png 		레이더 시스템은 합성 개구 레이더(SAR), 고도 측정(ALT), 방사선 측정(RAD)의 세 가지 모드로 작동했습니다.이 기기는 바로 옆에 위치한 3.7m 포물선 고이득 안테나와 소형 팬빔 안테나를 이용해 금성의 표면 지질, 지형, 온도를 관측하면서 세 가지 모드를 순환했다.
- Synthetic Aperture Radar 모드에서는 표면에 부딪히는 각각의 도플러 편이를 측정하면서 초당 수천 개의 장파, 12.6cm의 마이크로파 펄스를 고게인 안테나를 통해 전송했습니다.
- 고도 측정 모드에서는 계측기가 SAR와 펄스를 인터리브하고 고도 측정 안테나와 유사하게 작동하여 금성의 표면 상승에 대한 정보를 기록합니다.
- 방사선 측정 모드에서는 고이득 안테나를 사용하여 금성에서 방출되는 극초단파 방사열을 기록했습니다.이 데이터는 표면 온도를 특성화하는 데 사용되었습니다.

데이터는 JPL에 의해 운영되는 지상 컴퓨터의 집합체인 [11][14][15][16]Radar Data Processing Subsystem(RDPS; 레이더 데이터 처리 서브시스템)에 의해 초당 750킬로비트로 수집되어 사용 가능한 이미지로 처리되었습니다.

기타 과학

레이더 데이터 외에도, 마젤란은 몇 가지 다른 종류의 과학적 측정치를 수집했다.여기에는 금성 중력장 [17]상세 측정, 대기 밀도 측정, 대기 프로파일에 대한 전파 엄폐 데이터가 포함되었다.

갤러리

  • Annotated diagram of Magellan

    마젤란의 주석도

  • Magellan during pre-flight checkout

    비행 전 체크아웃 중 마젤란

  • Magellan with its Star 48B solid rocket motor undergoing final checks at the Kennedy Space Center

    마젤란, 스타 48B 고체 로켓 모터 탑재 케네디 우주센터에서 최종 점검 중

  • Magellan being fixed into position inside the payload bay of Atlantis prior to launch

    발사 전에 아틀란티스의 페이로드 베이에 고정된 마젤란

미션 프로파일

날짜. 이벤트
1989-05-04
 우주왕복선 우주선은 UTC 18:46:59에 발사되었다.
1989-05-05
 우주선은 아틀란티스로부터 UTC 01:06:00에 배치되었다.
1990-08-10
 금성 주요 임무 수행 시작
1990-08-10
 금성 궤도 삽입 기동
1990-09-15
 매핑 시작 사이클 1
1991-05-15
 단계 정지
1991-05-16
 금성 확장 임무 수행 시작
1991-05-16
 매핑 사이클 시작 2
1992-01-24
 매핑 시작 사이클 3
1992-09-14
 매핑 시작 주기 4
1993-05-26
 마젤란을 거의 원형 궤도에 진입시키기 위해 항공 제동 기술을 테스트하기 시작합니다.
1993-08-16
 매핑 시작 주기 5
1994-04-16
 매핑 시작 주기 6
1994-04-16
 "Windmill" 실험 시작
1994-10-12
 단계 정지
1994-10-13
 임무 종료.금성 대기로 탈궤도화됐어UTC [9][18]10:05:00에 연락이 두절되었습니다.

발사 및 궤적

마젤란은 1989년 5월 4일 18:46:59 UTC에 의해 플로리다 케네디 우주 센터 KSC 발사 단지 39B에서 STS-30 임무 수행 중 우주왕복선 아틀란티스에 탑승하여 발사되었다.일단 궤도에 오르자, 마젤란과 그것의 부속된 관성 상부 스테이지 부스터가 아틀란티스로부터 배치되어 1989년 5월 5일 01:06:00 UTC에 발사되었고, 우주선은 태양을 1.5바퀴 도는 타입 IV 태양중심 궤도로 보내졌고, 15개월 후인 1990년 [3][8][9]8월 10일에 금성에 도착했다.

원래 마젤란은 1988년에 발사될 예정이었고 6개월간의 궤적을 가지고 있었다.그러나 1986년 우주왕복선 챌린저호 참사로 인해 갈릴레오와 마젤란을 포함한 몇몇 임무는 1988년 9월 우주왕복선 비행이 재개될 때까지 연기되었다.마젤란은 우주왕복선의 화물칸에 실려 액체 연료의 센타우르 G 상단의 부스터와 함께 발사될 계획이었다.그러나 챌린저호 참사 이후 센타우르 G 프로그램 전체가 취소되었고, 마젤란 탐사선은 덜 강력한 관성 상부 스테이지에 부착되기 위해 수정되어야 했다.차선책은 1989년 [3][8]10월에 있었다.

그러나 발사를 더욱 복잡하게 만든 것은 금성 통과를 포함한 목성으로의 갈릴레오 임무의 발사였다.1986년 발사를 목표로 한 갈릴레오의 1989년 발사를 확실히 해야 한다는 압박과 10월 중순 발사를 필요로 하는 짧은 발사 윈도우가 뒤섞여 마젤란 임무의 계획을 다시 짜는 결과를 낳았다.우주왕복선의 신속한 발사를 우려해, 5월에 마젤란을 발사해, [3][8]금성과 마주치기까지 1년 3개월이 걸리는 궤도에 진입시키기로 결정했다.

  • Launch of STS-30 on May 4, 1989

    1989년 5월 4일 STS-30 출시

  • The spacecraft in a deployment position in Atlantis' payload bay

    아틀란티스호의 페이로드 베이에 배치된 우주선은

  • Deployment of Magellan with Inertial Upper Stage booster

    관성 상부 스테이지 부스터가 장착된 마젤란 전개

  • Trajectory of Magellan to Venus

    마젤란의 금성 궤도

금성의 궤도 조우

마젤란에서 금성으로
주요 기사: 금성 탐사
Artistic depiction
궤도선 주기의 예술적 묘사
Diagram of the mapping cycle
매핑 사이클의 다이어그램
Diagram depicting the placement of Earth in relation to the mapping cycles of Magellan
매핑 사이클
마젤란의 높은 타원 궤도는 고이득 안테나를 레이더 데이터와 지구와의 통신에 사용할 수 있게 했다.

1990년 8월 10일, 마젤란은 금성과 마주쳤고 3시간 9분간의 타원 궤도에 진입하기 시작했고,[8][9] 그 궤도는 근점에서는 북쪽으로 약 10도, 원점에서는 7762km까지 도달했다.

각각의 궤도 동안, 우주 탐사선은 우주선이 지표면에 가장 가까이 있는 동안 레이더 데이터를 포착했고, 금성에서 멀어질 때 그것을 지구로 다시 전송했다.이 기동은 우주선이 37분 동안 표면을 촬영하고 2시간 동안 지구를 향할 때 우주선을 회전시키기 위해 반응 바퀴를 광범위하게 사용해야 했다.주요 임무는 행성이 천천히 회전할 때 243일 동안 지속되는 금성 하루 동안 적어도 표면의 70%의 이미지를 귀환시키는 것이다.최고위도와 최저위도의 과도한 데이터를 피하기 위해 마젤란 탐사선은 북위 90도에서 남위 54도로 지정된 지역과 북위 76도에서 남위 68도로 지정된 남위-스위트를 번갈아 가며 조사했다.그러나 근점이 적도선에서 북쪽으로 10도 떨어져 있기 때문에 남극 지역을 촬영하는 것은 [8][9]어려울 것으로 보인다.


매핑 사이클 1

  • 목표: 주요 목표를 완성합니다.[4]
  • 1990년 9월 15일 ~ 1991년 5월 15일

1차 임무는 1990년 9월 15일 금성 표면의 70%를 최소 해상도 1km/픽셀로 "왼쪽 모양" 지도를 제공하기 위해 시작되었다.사이클 1 동안, 우주선의 고도는 북극에서 2000 킬로미터에서 근점 부근에서 290 킬로미터까지 다양했습니다.1991년 5월 15일 1,792회 궤도를 돌면서, 마젤란은 표면의 약 83.7%를 101에서 250미터/[9][19]픽셀 사이의 분해능으로 매핑했다.

사이클 1 동안 수집된 "왼쪽 보기" 데이터 모자이크

미션 확장

매핑 사이클 2

  • 목표: 사이클 1의 남극 영역과 간극을 촬영합니다.[20]
  • 1991년 5월 15일 ~ 1992년 1월 14일

사이클 1의 종료 직후부터 사이클 2는 남반구의 많은 부분을 포함하여 첫 사이클 동안 수집된 지도의 기존 간격에 대한 데이터를 제공하기 위한 것이었다.이를 위해 마젤란은 수집 방법을 "오른쪽 외관"으로 바꾸면서 방향을 바꾸어야 했다.1992년 1월 중순에 완성된 사이클 2는 표면의 54.5%에 대한 데이터를 제공하였고, 이전 사이클과 조합하여 표면의 96%를 포함하는 지도를 구축할 [9][19]수 있었다.

사이클 2에서 수집된 "오른쪽처럼 보이는" 데이터 모자이크

매핑 사이클 3

  • 목표: 나머지 공백을 메우고 스테레오 이미지를 수집합니다.[20]
  • 1992년 1월 15일 ~ 1992년 9월 13일

사이클 2 직후, 사이클 3은 지표면의 스테레오 이미지를 위한 데이터를 수집하기 시작했고, 나중에 지상 팀이 지표면의 3차원 렌더링을 구성하고, 선명하게 할 수 있게 되었습니다.1992년 9월 13일 사이클이 끝날 때까지 표면의 약 21.3%가 스테레오로 촬영되어 표면의 전체 커버리지를 98%[9][19]로 증가시켰다.

  • Mosaic of the stereo data collected during cycle 3

    사이클 3 중 마젤란이 수집한 스테레오 영상 지도

  • Eistla Regio featuring Gula Mons reprojected in 3D from stereo data

    스테레오 데이터에서 3D로 재투사된 Gula Mons의 Eistla Regio 피처링

  • Reprojection of Maat Mons

    수직적 과장된 Maat Mons의 재투사

  • Volcanic dome observed from reprojecting stereo data

    알파 레지오의 화산 돔은 스테레오 데이터를 재투사하여 관측되었다.

매핑 사이클 4

  • 목표: 금성의 중력장을 측정합니다.[20]
  • 1992년 9월 14일 ~ 1993년 5월 23일

사이클 3을 완료하자 마젤란은 표면 이미지 작성을 중단했다.대신, 1992년 9월 중순부터, 마젤란은 딥 스페이스 네트워크가 지속적인 원격 측정의 흐름을 기록하기 시작한 지구를 향해 고이득 안테나를 계속 겨누었다.이 일정한 신호는 DSN이 우주선의 속도를 관찰함으로써 금성의 중력장에 대한 정보를 수집할 수 있게 했다.더 높은 중력 영역은 신호의 도플러 이동으로 기록되면서 우주선의 속도를 약간 증가시킬 것이다.우주선은 1993년 5월 23일 사이클이 완료될 때까지 1,878회 궤도를 완주했다. 사이클이 시작될 때 데이터가 손실되어 10일간의 중력 [9][19]연구가 추가로 필요했다.

매핑 사이클 5

  • 목표: 원형 궤도로의 에어로브레이킹 및 지구 중력 측정[20]
  • 1993년 5월 24일 ~ 1994년 8월 29일

1993년 5월 네 번째 주기가 끝날 때, 마젤란의 궤도는 에어로브레이크라고 알려진 기술을 사용하여 원형화 되었다.원형 궤도는 1993년 8월 3일 사이클 5가 시작되었을 때 훨씬 더 높은 분해능의 중력 데이터를 획득할 수 있게 했다.이 우주선은 1994년 [2][3][9][19]8월 29일 주기가 끝나기 전에 행성의 94%에 대해 2,855회 궤도를 돌았고 고해상도 중력 측정 데이터를 제공했다.

에어로브레이크
  • 목표: 원형[20] 궤도에 진입하는 방법
  • 1993년 5월 24일 ~ 1993년 8월 2일

에어로브레이킹은 행성간 우주선의 궤도를 늦추는 방법으로 오랫동안 연구되어 왔다.이전 제안들은 대부분의 임무에 너무 복잡하고 비용이 많이 드는 에어로셸의 필요성을 포함했다.이 방법에 대한 새로운 접근법을 시험하면서, 금성 대기의 최외부 영역에 마젤란의 궤도를 떨어뜨리는 계획이 고안되었다.우주선의 가벼운 마찰로 인해 속도가 2개월보다 약간 더 느려졌고, 우주선은 약 180km에서 약 540km에서 원형의 궤도로 진입했으며, 이는 8467km의 [21]원점 고도에서 내려왔다.이 방법은 이후 행성간 [9][19]임무에서 광범위하게 사용되어 왔다.

매핑 사이클 6

  • 목표: 고해상도 중력 데이터를 수집하고 전파 과학 실험을 수행합니다.[20]
  • 1994년 4월 16일 ~ 1994년 10월 13일

여섯 번째이자 마지막 궤도 주기는 이전의 두 가지 무게 측정 연구의 또 다른 연장선이었다.주기가 끝날 무렵, 금성 상층 대기의 구성에 대한 데이터를 제공하기 위해 "풍차" 실험으로 알려진 마지막 실험이 수행되었다.마젤란은 우주선이 대기권에 진입해 [9]분해된 1994년 10월 13일 사이클이 끝나기 전에 1,783회 궤도를 비행했다.

풍차 실험
  • 목표: 대기 역학에 대한 데이터를 수집합니다.[22]
  • 1994년 9월 6일 ~ 1994년 9월 14일

1994년 9월, 마젤란의 궤도가 낮아져 "풍차 실험"이 시작되었다.실험하는 동안, 우주선은 궤도 경로에 거의 수직인 태양 어레이와 방향을 맞췄고, 그곳에서 태양 어레이가 베누스 대기 상층 분자에 영향을 미치면서 패들 역할을 할 수 있었다.이 힘에 대항해서, 추진기는 우주선이 회전하는 것을 막기 위해 발사되었다.이를 통해 기본 산소 가스-표면 상호작용에 대한 데이터가 제공되었습니다.이것은 미래의 지구 궤도 위성을 설계하는 데 도움을 주는 대기권 상부의 영향과 미래의 행성 우주선 임무 [19][22][23]동안 항공 제동 방법을 이해하는 데 유용했다.

결과.

마젤란이 수집한 데이터를 사용하여 금성을 회전시키는 애니메이션 렌더링
마젤란의 금성 5대 세계관
  • 마젤란의 고해상도 지구 이미지 연구는 금성 지질학과 금성 표면 구조 형성에 있어 충돌, 화산 활동, 구조론의 역할을 더 잘 이해할 수 있는 증거를 제공하고 있다.
  • 금성의 표면은 대부분 화산 물질로 덮여 있다.광활한 용암 평원, 작은 용암 돔 들판, 그리고 큰 실드 화산과 같은 화산 표면의 특징들이 흔하다.
  • 금성에는 충돌 크레이터가 거의 없고, 표면은 일반적으로 지질학적으로 젊다 - 8억 년 미만이다.
  • 길이가 6,000킬로미터가 넘는 용암 수로의 존재는 매우 낮은 점도의 용암이 아마도 빠른 속도로 분출된 강 같은 흐름을 암시한다.
  • 커다란 팬케이크 모양의 화산 돔은 지각 암석의 광범위한 진화에 의해 생성된 용암의 존재를 암시한다.
  • 대륙 이동과 유역 바닥의 확산과 같은 지상 판 구조론의 전형적인 징후는 금성에서 뚜렷하게 나타나지 않는다.이 행성의 구조론은 지구 균열대와 맨틀로부터의 마그마의 상승과 침하에 의해 생성된 코로나라고 불리는 넓고 낮은 돔형 구조들로 이루어진 체계에 의해 지배된다.
  • 금성은 밀도가 높은 대기를 가지고 있지만, 표면은 상당한 바람 침식의 증거를 드러내지 않고 먼지와 모래의 제한된 바람 운송의 증거만 드러낸다.이것은 얇은 대기가 있지만 바람의 침식과 먼지와 모래의 운송에 대한 실질적인 증거가 있는 화성과 대조된다.

마젤란은 이 행성의 표면 특징에 대한 최초의 근접 사진 품질, 고해상도 레이더 지도를 만들었습니다.이전의 금성 탐사선들은 일반적인 대륙 크기 대형의 저해상도 레이더 구상체를 만들어냈다.그러나 마젤란은 마침내 다른 행성들의 가시광선 사진 지도에 필적할 정도로 크레이터, 언덕, 능선, 그리고 다른 지질학적 형성에 대한 상세한 이미징과 분석을 허용했다.마젤란의 세계 레이더 지도가 현재 존재하는 가장 상세한 금성 지도로 남아 있지만, 곧 공개될 NASA VERITAS와 Roscosmos Venera-D 탐사선은 마젤란이 사용한 레이더에 비해 훨씬 더 높은 해상도를 달성할 수 있는 레이더를 탑재할 것이다.두 탐사선은 모두 2029년에 발사될 예정이다.

Wikimedia Commons의 마젤란 레이더 영상 관련 매체

과학자

마젤란 프로젝트는 마젤란 탐사선의 초기 이미지와 데이터가 다양한 대학과 기관의 수석 연구팀과 마젤란 프로젝트 과학 팀에 의해서만 사용되고 연구되도록 설정되었다.이 과학자들은 데이터를 검증하고, 우주선 데이터 수집에 대한 정보를 제공하고, 일반에 공개하기 위한 데이터 결과를 해석하는 역할을 했다.냉전이 막 끝나가고 있는 당시 NASA로서는 첫 번째이자 민감한 문제였던 소련 과학자 3명(알렉산더 바실레프스키, 에피임 아킴, 알렉산더 자카로프)과 데이터를 공유했다.

마젤란 프로젝트 사이언스 룸은 넓은 방의 벽을 따라 긴 열인쇄 이미지 데이터(FBIDR)가 걸려 있는 것으로 악명이 높았다.이것은 우주선이 획득한 길고 좁은 밧줄 때문에 금성 표면의 이미지가 나타난 첫 번째 형태였다.이번 임무의 수행 중 중요한 손님으로는 마가렛 대처가 있었다.

초기 조사 단계 후 마젤란의 전체 데이터 세트가 공개되어 일반인들이 사용할 수 있게 되었다.

프로젝트 사이언스 팀

마젤란 프로젝트 과학 팀은 프로젝트 과학자인 스티븐 손더스 박사, 프로젝트 과학자인 엘렌 스토판 박사, 연구 조수 팀 파커, 제프 플라우트 박사, 아네트 드샤론, 프로젝트 과학 보좌관 그레고리 마이클스로 구성되었습니다.

다른 마젤란 과학자들은 주요 조사관들과 3명의 방문 소련 과학자들을 포함한 임무의 과학에 관여했다.

임무 종료

A poster designed for the Magellan end of mission
마젤란의 임무 종료를 위해 디자인된 포스터

1994년 9월 9일, 보도 자료는 마젤란 임무의 종료를 설명했다.태양광 어레이와 온보드 부품의 출력 저하로 인해 모든 목표를 성공적으로 달성한 미션은 10월 중순에 종료될 예정이었다.종료 순서는 1994년 8월 말 일련의 궤도 트림 기동으로 시작되었으며, 이 기동은 1994년 9월 6일 풍차 실험을 시작할 수 있도록 우주선을 금성 대기의 최외층으로 낮추었다.실험은 2주 동안 지속되었고 후속 궤도 트림 기동에 이어 최종 [22]종료 단계에서 우주선의 고도를 더 낮추었다.

1994년 10월 11일, 7킬로미터/초의 속도로 이동하면서, 마지막 궤도 트림 기동이 행해졌고, 우주선은 지표면으로부터 139.7킬로미터 상공, 대기권 내에 배치되었다.이 고도에서 우주선은 태양 어레이의 온도를 섭씨 [18][24]126도까지 올리기에 충분한 램 압력에 직면했다.

1994년 10월 13일 10시 5분 UTC, 금성 뒤에서 우주선이 전파 엄폐에 들어갔을 때 통신이 두절되었다.이 팀은 임무가 끝난 것으로 결정된 18:00:00 UTC까지 우주선의 또 다른 신호를 계속 들었다.마젤란의 대부분은 대기압력으로 인해 기화될 것으로 예상되었지만, 20:00:00 [18][19]UTC까지 일부 잔해가 지표면에 도달한 것으로 생각된다.

현황 보고서에서 인용 - 1994년 10월 13일[18]

10월 11일 화요일 다섯 번의 궤도 트림 기동(OTM)이 금성 상공으로 궤도를 하강시킨 후 수요일 아침 일찍 마젤란 우주선과의 통신이 두절되었다.Termination 실험(9월 "Windmill" 실험의 연장선)은 음의 동력 마진으로 인해 우주선의 최종 손실을 초래할 것으로 예상되었다.계속되는 태양 전지 손실로 인해 우주선 출력이 다음 몇 주 동안 운영을 지속하기에는 너무 낮았기 때문에 이것은 문제가 되지 않았다.

따라서, 최종 제어 실험은 미션 리턴을 최대화하기 위해 설계되었다.이 최종적이고 낮은 고도는 이산화탄소 대기의 영향을 연구하기 위해 필요했다.

최종 OTM은 139.7km(86.8mi)까지 근접점을 측정했는데, 이 지점에서는 우주선에 대한 감각적인 항력이 매우 뚜렷했다.태양 전지판의 온도는 126도까지 올라갔다.C. 및 자세 제어 시스템은 토크를 상쇄하기 위해 사용 가능한 모든 Y축 추진기를 발사했습니다.그러나, 자세 제어는 끝까지 유지되었다.

5바퀴를 돌면 버스 전압이 24.7볼트로 떨어졌고, 24볼트 이하로 떨어지면 자세 제어가 상실될 것으로 예측됐다.나머지 궤도에 대한 패널 각도를 변경하여 풍차 실험을 강화하기로 했습니다.이 또한 사전에 계획된 실험 옵션이었다.

이 시점에서, 우주선은 단 두 개의 궤도에서만 살아남을 것으로 예상되었다.

마젤란은 전력이 23볼트 아래로 계속 떨어졌고 결국 20.4볼트에 도달했음에도 불구하고 3궤도를 더 도는 동안 통신을 계속했다.이 때, 배터리 하나가 꺼졌고, 우주선은 전력 부족이라고 정의되었다.

마젤란이 15032번 궤도에서 지구 엄폐로 진입하려던 시각인 오전 3시 2분에 통신이 두절되었다.연락처가 재정립되지 않았습니다.추적 작업은 오전 11시까지 계속되었지만 아무런 신호도 보이지 않았고 예상된 것도 없었습니다.우주선은 1994년 10월 13일 목요일 오후 1시까지 금성에 착륙해야 한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크