인사이트 (우주선)
인사이트(InSight)는 NASA의 화성 지질 탐사 착륙선이다. 목적은 화성의 탄생과 태양계의 진화와 형성과정, 내부 온도, 지각활동, 화성의 열분포 등을 연구하는 것이다.[17] 2018년 5월 5일 발사되어, 2018년 11월 26일 화성에 도착, 탐사한다.[18] 주요 장비로는 HP3과 지진계 등을 장착했으며, SEIS로 화성 지표면 내부까지의 파동을 들여다 볼 것이다.[19]
 InSight 디스커버리 12 | |
 인사이트 | |
| 임무 정보 | |
|---|---|
| 관리 기관 | NASA, JPL |
| 계약 기관 | 록히드 마틴 |
| 임무 유형 | 착륙탐사, 화성 탐사 |
| COSPAR ID | 2018-042A |
| SATCAT № | 43457 |
| 발사일 | 2018년 5월 5일 UTC 11시 4분[1][2][3] |
| 발사체 | 애틀러스 V 401[4] |
| 발사 장소 | 반덴버그 공군기지[5][6] |
| 접근 천체 | 지구, 화성 |
| 목표 천체 | 화성 |
| 착륙일 | 2018년 11월 26일 (계획)[7] |
| 착륙 장소 | 화성[8], 북위 4° 30′ 동경 135° 00′ / 북위 4.5° 동경 135.0° [9][10] |
| 이동 거리 | 4840만km |
| 임무 기간 | 2년[11] |
| 임무 종료 | 2022년 12월 21일 |
| 웹사이트 | 사이트 |
| 우주선 정보 | |
| 제조 기관 | 록히드마틴, JPL, NASA[12] |
| 승무원 | 무인 |
| 중량 | 360kg[13] |
| 전장 | 6.1m(가로)[14] |
| 전폭 | 2.0m(세로)[15] |
| 전고 | 1.4m(높이)[16] |
| 전력 | 600W |
| 전력원 | 리튬, 태양 |
| 운영 여부 | 운영종료 |
| 프로그램 | |
| 탐사선 문양 | .png){kind=spacer} |
| 소속 프로그램 | 디스커버리 계획 |
| 이전 임무 | GRAIL |
| 이후 임무 | 루시 |
제작은 록히드 마틴이 했으며, 2016년에 발사하려다[20] 부품이 고장나서 연기되고 또 연기되어 2018년 5월 발사로 잡혔다.[21] 그리고 임무에 성공한 피닉스의 기술을 모방&재사용해 실패 확률을 줄일 것이라고 생각된다. 중요한 부품에 고장이 나서 원래 2016년 발사하려다가 이 문제로 록히드 마틴에 넘겼으며, 넘기고 수리해서 1억 5000만 달러가 더 들어갔다(한화 1500억). 이 1억 5000만 달러로 NASA 연구원들은 Insight의 부품 자체를 점검, 수리한다고 계획을 발표했다. 결국, 원래 6억 7500만 달러가 들어가야 하는데 8억 8000만 달러가 들어갔다(예산 초과했는데도 취소하지 않고 계속 진행하고 있다).[22]
역사와 제작 배경
원래 인사이트는 2012년 GEMS(Geophysical Monitoring Station)이었으나, NASA가 다시 이름을 바꾸어 인사이트가 되었다.[23] 이 이름은 안(In)과 보다(Sight)라는 영어 단어가 합쳐저서 InSight라는 말장난스러운 의미도 가지고 있다. 2010년 초, 디스커버리 12로 3건의 최종후보 제안 중 3개의 최종 후보로 선정되어 계획을 짜고 디자인과 예산 배정을 하기 시작했다.[24] 2012년 8월, 인사이트가 개발, 발사된다는 구체적인 계획이 모두 짜이고 JPL의 과학자들이 관리하기로 결정되었다. 비용은 발사 비용을 제외한 4억 2,500만 달러 이내여야 한다.[25]
NASA는 2014년 5월 초 인사이트를 조립을 시행하고[26] 2015년 5월 말 인사이트에 대한 각종 테스트(온도, 진공, 방사능 등)을 시행했다.[27]
테스트는 처음에는 합격인줄 알았으나 지진계의 계속된 문제로 다시 고쳐야 했다.[28] 전에 말한 문제의 부품이 바로 지진계다. 이 문제를 고치기 위해 발사 예정 연도였던 2016년에서 2018년으로 연기되었다. 원래 과학자들은 처음에 바이킹 1호의 지진계가 오작동을 일으켰을 때 '만약에 인사이트의 지진계도 이러면 어쩌나'라는 문제를 생각했지만 개발한 것이다.[29](바이킹 1호는 지진계가 잘 안 꺼내졌다)[30] 그리고 바이킹 호의 지진계가 너무 민감해서[31] 바람이나 탐사선의 움직임도 지진계에 움직여서 진짜 화성의 지각 활동을 찾는데 어려움을 겪었다(지각 데이터가 아닌 화성의 풍량 데이터도 많은 도움이 되었다).[32] 바이킹 호가 탐사한 지역은 착륙지점으로부터 14km이었다.[32][33] 기술과 디자인의 한계로 증명할 수 없는 진동은 지진인지 바람인지 알 수 없었지만, 이번의 보완으로 확실한 진동의 근원을 찾을 수 있을 것이다. 현재까지 큰 발견이나 진전은 없었고, 대규모 지각활동을 찾지 못하였다.[34]
참고로, 달에도 지각활동을 탐사하는 지진계가 있으며, 이는 아폴로 12호, 14, 15, 16 미션 때 설치한 지진계다.[35] 현재까지 지구 외 다른 천체에서 관측된 가장 강한 지진은 달에서 1977년 관측되었다(강도 5.5, 경주 지진과 비슷함).[36]
도플러 효과를 응용한 질량 측정은 바이킹 1호, 바이킹 2호과 마스 패스파인더가 20년 간격으로 측정했다(이 두 번의 측정으로 화성의 핵의 크기를 계산할 수 있었다). 인사이트는 이번에 화성의 핵의 크기를 측정하고 자전축의 각도를 측정할 예정이다.[37] 또한 화성의 핵은 액체인지 고체인지 과학자들이 논쟁을 하고 있는데, 이 논쟁의 답을 찾아 줄 것으로 기대하고 있다.
발사 연기 후
인사이트는 발사 연기 후 록히드 마틴 창고에 넣어졌으며 애틀러스 V는 지오아이가 개발한 탐사선을 발사하는 데 사용되었다.[38] 그리고 더 들어간 1억 5천만 달러는 인사이트를 수리하고 보완하는 데 사용했다.[39] 문제의 지진계는 NASA가 다시 뜯어고쳤다.[40][41] 2017년 11월 우주방사선, 내열 등의 시험을 모두 완료하여[42] 모든 정비와 테스트를 끝냈고[42] 2018년 1월 태양 전지 패널을 조립하고 시험했다.[43] 그리고 2018년 2월 C-17 글로브마스터III를 통하여 반덴버그 공군기지로 옮겨졌다.[44] 마지막으로 5월 5일, 성공적으로 발사되었다.[45][46]
장비(페이로드)
전체적인 임무는 화성의 지질 탐사이다.[47]
Seismic Experiment for Interior Structure(SEIS):화성의 역사와 태양계의 형성을 알기 위해 제작되었다. 화성의 지진, 기타 지질 활동을 탐사할 예정이며, 화성의 지층은 어떻게 만들어졌는지, 운석 충돌과 어떤 상호 작용 등을 하는지를 밝히는게 목적이다.[48][49][50] 프랑스 국립 우주 연구 센터가 제작 팀들 중 리더였으며, 취리히 연방 공과대학교, 막스 플랑크 태양계 연구소, 프랑스국립고등항공우주학교, JPL도 참여했다.[51][52][53] 지질 활동만 탐사하는 건 아니고 지질 탐사라는 주요 임무에 부가 기능이 있다. 그리고, 포보스의 50hz 이하의 지진과 진동도 잡아낼 수 있다.[54][55] 참고로, 이 부품은 인사이트의 발사일을 연기시켰던 문제의 부품이다.[40] SEIS는 기후에 의한 온도계의 오차가 일어나지 않게 지진계의 기능을 하는 동시에 기상 관측 기능도 함께 하도록 설계하였다. 기상관측기계는 JPL이 제작했다.[56]
Heat Flow and Physical Properties Package(HP3):인사이트에서 화성 토양의 온도를 재는 장치다. 독일 항공우주 센터가 개발했다.[57][58] 화성의 핵은 얼마나 많은 열을 내며, 지표면은 얼만큼의 열을 담고 있는지를 측정하는 것이 목적이다. 온도를 측정하기 위해 10 cm 씩 온도 측정 장비가 있다(탐침같이 생겼다.[59][60] 복사계의 기능도 가지고 있으며, MASCOT를 본떠 만들었다.[61][62]
Rotation and Interior Structure Experiment (RISE):화성의 내부를 알기 위해 X선으로 화성의 자전주기와 공전주기를 파악하는 장비다.[63] JPL이 개발하였으며, 이 장비의 데이터와 패스파인더가 보낸 데이터를 비교 측정하여 화성의 내부를 아는 게 목적이다.[64] 과학자들은 이 장비가 보낸 데이터가 외계 행성의 내부에 관하여 알려줄 것이라고 예상하고 있다.[65]
Temperature and Winds for InSight (TWINS):탐사선이 위치한 화성의 날씨를 알기 위해 설치된 장비다. 스페인 국립 연구 위원회가 제작했으며, 화성의 날씨를 아는 게 목적이다.[66]
Laser RetroReflector for InSight (LaRRI):레이저를 이용한 거리 측정기로, 목표 지점에 얼마나 떨어져 있는지 측정하는게 목적이다.[67][68] 이 장비는 인사이트가 임무를 종료한 뒤에도 레이저 거리 측정을 할 수 있을 것으로 과학자들은 기대하고 있다.[69]
Instrument Deployment Arm (IDA):SEIS와 HP3을 위치시킬 로봇 팔이다. 부품을 위치시키는 게 목적이고, 이외에도 다른 장비 등을 옮기거나 버릴 때도 쓸 예정이다.[70]
Instrument Deployment Camera (IDC):상단에 위치한 컬러 카메라로, 1024 x 1024픽셀이다.[71] 원래는 흑백 카메라였으나 개발 마감일과 예산 배정 변경 등으로 컬러카메라로 바뀌게 되었다.[72] 이 카메라는 Navcam이다. 스피릿과 오퍼튜너티의 카메라를 본떠서 만들어졌다. Hazcam과 같은 카메라지만, Hazcam은 위험을 피하게 해주는 카메라이고, Navcam는 주변 풍경이나 사진을 촬영하는게 목적이다.
Instrument Context Camera (ICC):상단에 위치한 컬러 카메라로, IDC와 동일한 컬러카메라며, 1024 x 1024픽셀이다.[71] Hazcam으로, 이동할 때 주변을 보거나 위험 요소가 없는지 확인하는 게 목적이다.
발사
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발사는 원래 2016년 반덴버그 공군기지에서 애틀러스 V(애틀러스 V 401)로 우주로 나갈 예정이었으나,[73] 지진계 문제로 연기되어 2018년 5월 발사된다(지진계는 JPL이 고쳤다).[74][75][76] 그리고 인사이트를 발사시킬 예정이었던 애틀러스 V는 인사이트의 발사가 연기되어 지오아이가 개발한 탐사선을 발사시켰다. 발사체는 연기 전 발사체와 같으며, 발사체는 애틀러스 V(AV-078)다. 발사는 반덴버그 공군기지에서 발사한다.[77] 현재 5월 5일 반덴버그 공군기지에서 성공적으로 발사되었다.[78]
옮길 때 사용하였던 비행기는 C-17 글로브마스터III이다.
화성까지 약 200일 동안 4840만 km을 날아가서 2018년 11월에 착륙할 예정이었다.[79][80] 2018년 11월 26일에 성공적으로 착륙하였다.
착륙
JPL은 2013년 9월 화성 정찰위성으로 후보 지점 4개를 택했고, 2017년 3월 가장 착륙하기 좋은 지반인 엘리시움 플랜티아, 즉 북위 4° 30′ 동경 135° 00′ / 북위 4.5° 동경 135.0° 를 택했다.[81][10] 이 지반은 게일 크레이터에서 600 km 떨어진 곳이다. 참고로, 게일 크레이터에서 600 km 떨어진 곳에 큐리오시티가 착륙했다.[10]
11월 27일, 인사이트의 착륙은 성공적으로 완료된 것이 확인되었다.[82][83][84] 착륙 후 4시 54분 경 신호를 보내왔으며, 태양 전지판을 펴고 탐사를 시작하였다.[82][85][86]
이름 명단 칩
NASA는 인사이트를 만든 과학자들, 디자이너들, 엔지니어들, 그 외 민간인 240만 명의 이름이 새겨져 있는 칩 2개를 만들었다.[87][88] 2개의 칩으로 구성되어 있고, 2015년 전체 240만 명의 이름 중 826,923명의 이름이 실리고,[89] 2017년 160만 명의 이름이 실렸다.[90] 이 글자의 크기는 머리카락의 지름의 약 1/1000이다.[89] 2015년 11월 첫 번째 칩이 설치되고 2018년 2월 두 번째 칩이 설치되었다.[89][90]
MarCO
MarCO는 2개로 이루어진 소형 위성(소형 큐브 위성)으로 구성되어 있으며, 먼저 개발된 A, 그다음 개발된 B로 나누어진다.[91][92] MarCO가 제작된 이유는 두 위성이 인사이트에서 보낸 사진, 데이터 등을 지구로 보내기 위해서다(MAVEN(현재 화성 탐사선들이 보낸 데이터들을 송신함)의 후계자라고 생각하면 된다).[93][94][95] 또한 통신 기술을 더욱 발전시키고 MRO의 통신 한계를 극복해내려는 것도 있다.[96] 이 탐사선도 통신만 하기 때문에 실패해도 크게 위험이 없고, 만일 성공하면 화성과 지구가 서로 통신하는 데 큰 발판이 될 것으로 생각되고 있다.[97] 크기는 약 가로 30 cm, 세로 20 cm 높이 10cm이며, 인사이트의 중계뿐만 아니라 다른 탐사선도 중계한다. 발사는 아틀라스 V로, 같은 시간에 발사되었다.[98] 현재 인사이트와 함께 같이 화성을 향해 성공적으로 도착했다.[99]
지원, 개발, 투자
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인사이트를 완성하는데 지원, 개발, 투자한 단체는 다음과 같다. 이 단체의 국가 소속들은 미국, 프랑스, 독일, 오스트리아, 벨기에, 일본, 캐나다, 스위스, 영국 등의 다국적이다.[100]
대표적인 개발 공조로, SEIS는 W. Bruce Banerdt이 이끈 개발 팀이 제작했고,[101] HP3은 Suzanne Smrekar가 이끄는 개발팀이 제작하였다.[102] 그리고 RISE는 Sami Asmar가 이끄는 개발팀이 제작했다.[103]
- NASA
- 프랑스 국립 우주 연구 센터 (CNES)
- 독일 항공 우주 센터 (DLR)
- JPL
- ULA
- 록히드 마틴
- 파리 지구 물리학 연구소 (IPGP)
- 취리히 연방 공과대학교 (ETHZ)
- 막스 플랑크 태양계 연구소 (MPS)
- 임페리얼 칼리지 런던
- 프랑스국립고등항공우주학교 (ISAE)
- 옥스퍼드 대학교
- 우주 연구 센터 (CAB)
- 폴란드 과학 아카데미 우주 연구 센터
- 스페인 국립 연구 위원회
- 스탠포드 대학교(MarCO, 디스커버리 12(인사이트)의 일환임)
- 칼텍(MarCO, 디스커버리 12(인사이트)의 일환임)
각주
외부 링크
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