우주 탐사의 미래는 붉다

인류는 항상 공간에 매료되어 왔습니다. 과거에는 사람의 손이 닿지 않았고 손이 닿지 않는 광대한 공허였습니다. 우리는 한때 결코 달에 발을 디딜 수 없을 것이라고 생각했습니다. 그것은 우리가 이해할 수 없는 일이었고 화성에 착륙한다는 생각 자체가 터무니없었습니다.

1959년 소련이 달과 처음 접촉하고 8년 NASA의 아폴로 1968호 임무 이후 우주 모험에 대한 인류의 욕구는 커졌습니다. 우리는 태양계 멀리 우주선을 보냈고, 한 번 도달할 수 없었던 행성에 착륙했으며, 수십억 광년 떨어진 성간 물체를 보았습니다.

이를 위해 우리는 기술 및 물리적 능력을 한계까지 밀어붙여야 했습니다. 우리는 인류를 최첨단에 두고 계속 탐험하고 우주에 대한 지식을 계속 확장하기 위해 새로운 발명품과 새로운 계획이 필요했습니다. 우리가 미래라고 생각하는 것은 계속해서 현재에 가까워지고 있습니다.

다음 유인 임무

2013년 200,000월, 네덜란드에 기반을 둔 조직인 Mars One은 위험한 임무인 화성으로의 편도 여행에 착수할 지원자를 찾았습니다. XNUMX명 이상의 자원 봉사자가 있어 여행에 충분한 참가자를 찾았다는 것은 말할 필요도 없습니다.

원정대는 2018년에 지구를 떠나 약 500일 후에 화성에 도착할 것입니다. 이 임무의 목표는 2025년까지 식민지를 건설하는 것입니다. Mars Ones의 파트너 중 일부는 Lockheed Martin, Surry Satellite Technology Ltd., SpaceX 등입니다. 그들은 화성 착륙선, 데이터 링크 위성을 개발하고 그곳에 도착하여 식민지를 건설하는 수단을 제공하는 계약을 받았습니다.

페이로드를 궤도에 올린 다음 화성으로 가져가려면 여러 개의 로켓이 필요할 것입니다. 이러한 페이로드에는 위성, 로버, 화물 및 물론 사람이 포함됩니다. 계획은 임무에 SpaceXs의 Falcon Heavy 로켓을 사용하는 것입니다.

화성 운송 차량은 착륙 모듈과 운송 거주지의 두 단계로 구성됩니다. 임무를 위해 고려한 착륙 캡슐은 다시 SpaceX 디자인의 Dragon 캡슐의 변형입니다. 착륙선은 주민들을 위해 에너지, 물, 호흡할 수 있는 공기를 생성하는 생명 유지 장치를 운반할 것입니다. 또한 식량 공급 장치, 태양광 패널, 예비 부품, 기타 다양한 구성 요소, 팽창식 생활 장치 및 사람을 수용할 것입니다.

승무원보다 먼저 보내질 두 대의 로버가 있습니다. 하나는 화성 표면을 탐색하여 정착할 장소를 찾고, 대형 하드웨어를 운반하고, 총회를 돕습니다. 두 번째 로버는 착륙 캡슐을 운반하기 위한 트레일러를 운반합니다. 극한의 기온, 얇고 통기성이 없는 대기, 표면의 태양 복사와 싸우기 위해 정착민들은 표면을 걸을 때 화성 슈트를 입을 것입니다.

NASA도 붉은 행성에 발을 디딜 계획이 있지만 그들의 임무는 2030년경으로 예정되어 있습니다. 그들은 30개가 넘는 정부 기관, 산업, 학술 기관 및 기타 조직을 대표하는 XNUMX명의 개인 그룹을 보낼 계획입니다.

이 임무의 타당성을 위해서는 국제 및 민간 산업 지원이 필요합니다. Mars Society의 전무이사인 Chris Carberry는 다음과 같이 말했습니다. Space.com: “이를 실현 가능하고 저렴하게 만들려면 지속 가능한 예산이 필요합니다. 일관성 있고 해마다 예측할 수 있으며 다음 행정부에서 취소되지 않는 예산이 필요합니다.”

그들이 이 임무에 사용할 기술에는 우주 발사 시스템(SLS)과 Orion 심우주 승무원 캡슐이 포함됩니다. 2013년 XNUMX월 화성 워크샵에서 NASA, Boeing, Orbital Sciences Corp. 및 기타 기관은 미션이 수행해야 하는 것과 이를 수행하는 방법에 대한 합의를 설정했습니다.

이러한 합의에는 2030년까지 인간의 화성 탐사가 기술적으로 실현 가능하고, 화성이 향후 XNUMX~XNUMX년 동안 인간 우주 비행의 주요 초점이 되어야 하며, 국제 파트너십을 포함한 국제 우주 정거장(ISS)의 사용이 이러한 깊은 우주 임무에 필수적입니다.

NASA는 여전히 붉은 행성으로 출발하기 전에 더 많은 정보가 필요하다고 믿고 있습니다. 이를 준비하기 위해 그들은 인간을 행성에 보내기 전에 2020년대에 선구자 임무에 로버를 보낼 것입니다. 전문가들은 임무 기간을 확신하지 못하며 2030년대 발사 날짜에 가까워지면 결정할 것입니다.

Mars One과 NASA만이 화성을 주시하는 유일한 조직은 아닙니다. 다른 사람들은 Inspiration Mars, Elon Musk 및 Mars Direct와 같이 화성에 가고 싶어합니다.

영감 Mars는 두 사람, 바람직하게는 부부를 출시하기를 원합니다. 부부는 2018년 160월 화성 저공비행을 할 예정이며, 같은 해 XNUMX월에는 XNUMXkm까지 접근할 계획입니다.

SpaceX의 설립자 Elon Musk는 인류를 다중 행성 종으로 바꾸는 꿈을 꿉니다. 그는 액체 산소와 메탄으로 구동되는 재사용 가능한 로켓을 타고 화성에 갈 계획입니다. 계획은 약 80,000명을 포함하는 자급자족 정착지로 성장할 행성에 약 XNUMX명을 배치하는 것으로 시작하는 것입니다. Musk에 따르면 재사용 가능한 로켓은 전체 임무의 핵심입니다.

Mars Society의 Robert Zubrin 회장이 1990년대에 처음 설립한 Mars Direct는 비용을 낮추기 위해 "Live-off-the-land" 접근 방식이 필요하다고 말합니다. 그는 대기에서 연료 재료를 끌어내고 토양을 사용하여 물과 건설 자원을 얻음으로써 산소와 연료를 생성함으로써 이를 수행할 계획입니다. Zubrin은 정착지가 시간이 지남에 따라 자급자족하게 될 것이라고 말합니다.

NASA의 비행접시

29년 2014월 XNUMX일 NASA는 첫 시험 비행에서 새로운 저밀도 초음속 감속기(LDSD) 우주선을 출시했습니다. 이 우주선은 가까운 미래에 화성에 대한 잠재적 임무를 위해 설계되었습니다. 우주선과 SIAD(Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator) 및 LDSD 시스템이 화성 환경에서 어떻게 작동하는지 실험하기 위해 지구 상층 대기에서 테스트되었습니다.

접시 모양의 우주선에는 회전하는 일회용 추진기 120,000쌍과 우주선 중앙 아래에 추진을 위한 단일 고체 로켓이 있습니다. 시험 비행을 위해 대형 과학 풍선이 우주선을 최대 고도 XNUMX피트.

기체가 정확한 고도에 도달하면 추진기가 작동하여 기체를 회전시켜 안정성을 높였습니다. 동시에 우주선 아래의 로켓이 차량을 가속했습니다. 정확한 가속도와 높이(마하 4 및 180,000피트)에 도달했을 때 로켓이 절단되고 반대 방향을 가리키는 두 번째 추진기 세트가 점화되어 우주선의 회전을 멈췄습니다.

이 시점에서 SIAD 시스템이 배치되었고, 선박 주변의 팽창식 링이 팽창하여 선박 직경을 20피트에서 26피트로 가져오고 마하 2.5로 감속했습니다(Kramer, 2014). NASA 엔지니어에 따르면 SIAD 시스템은 우주선에 대한 최소한의 교란으로 예상대로 배치되었습니다. 다음 단계는 우주선의 착륙 속도를 늦추는 데 사용되는 초음속 낙하산을 전개하는 것이었습니다.

이렇게 하려면 풍선 초당 200피트의 속도로 낙하산을 전개하는 데 사용되었습니다. 그런 다음 풍선이 잘리고 낙하산이 보관 용기에서 풀렸습니다. 낙하산은 풀자마자 찢어지기 시작했습니다. 낮은 대기 환경은 낙하산에 너무 많은 것으로 판명되어 찢어졌습니다.

LDSD의 수석 연구원인 Ian Clark은 “[그들은] 낙하산 팽창의 기본 물리학에 대한 중요한 통찰력을 얻었습니다. 우리는 말 그대로 고속 낙하산 작전에 관한 책을 다시 쓰고 있으며 예정보다 XNUMX년 앞당겨 수행하고 있습니다.”라고 기자 회견에서 말했습니다.

낙하산 고장에도 불구하고 그 배후의 엔지니어는 낙하산이 그러한 환경에서 어떻게 작동하는지 볼 수 있는 기회를 제공하고 향후 테스트를 위해 더 잘 준비할 수 있는 기회를 제공했기 때문에 여전히 테스트를 성공으로 간주합니다.

레이저를 탑재한 화성 탐사선

Curiosity Mars 로버의 지속적인 성공으로 NASA는 두 번째 로버에 대한 계획을 세웠습니다. 이 로버는 대부분 Curiosity의 디자인을 기반으로 하지만 새로운 로버의 주요 초점은 지상 침투 레이더와 레이저입니다.

새로운 로버는 Curiosity와 매우 유사하게 보이고 작동합니다. 바퀴 6개, 무게 XNUMX톤, 로켓 동력 스카이 크레인의 도움을 받아 착륙합니다. 둘 사이의 주요 차이점은 새로운 로버가 Curiosity의 XNUMX개에 대해 XNUMX개의 도구를 갖게 된다는 것입니다.

새 로버의 마스트에는 줌 기능이 있는 입체 카메라인 MastCam-Z와 Curiosity의 ChemCam의 고급 버전인 SuperCam이 있습니다. 먼 거리에서 암석의 화학적 조성을 결정하기 위해 레이저를 쏠 것입니다.

로버의 팔에는 PIXL(X-Ray Lithochemistry)을 위한 행성 기구가 있습니다. 고해상도 이미저가 있는 X선 형광 분광계입니다. 이를 통해 과학자들은 암석 물질에 대한 자세한 조사를 수행할 수 있습니다.

PIXL뿐만 아니라 새로운 로버에는 SHERLOC(유기물 및 화학 물질용 라만 및 발광을 통한 거주 가능 환경 스캔)이라는 것이 있습니다. 이것은 암석 및 잠재적으로 검출된 유기물에 대한 상세한 연구를 위한 분광광도계입니다.

로버 본체에는 첨단 기상 관측소인 MEDA(화성 환경 역학 분석기)와 지상 침투 레이더인 RIMFAX(Radar Imagers for Mars' Subsurface Exploration)가 있습니다.

화성 산소 ISRU(현장 자원 활용) 실험(MOXIE)은 이산화탄소가 풍부한 화성 대기에서 산소를 만들 수 있는지 테스트합니다. 마지막 도구는 샘플을 수집하는 데 사용되는 코어링 드릴입니다. 샘플은 로버 또는 지정된 위치의 지상에 저장됩니다.

새로운 로버는 2020년대에 화성에서 과거 생명체의 증거를 얻을 가능성이 가장 높은 암석을 식별할 목적으로 화성 임무에 사용될 예정입니다. 로버는 큐리오시티가 화성에 착륙했을 때 큐리오시티가 설립한 곳이 생명체를 지원했을 수도 있는 장소를 확인하기 위해 취한 길을 따라갈 것입니다.

새로운 로버는 생체 서명을 검색하고 지구로 돌아갈 가능성이 있는 샘플을 캐시하며 NASA가 사람을 화성에 보내는 목표를 달성할 수 있습니다. 로버가 스스로 지구로 돌아올 수 없다면 우주 비행사가 나중에 샘플을 청구하는 것이 가능할 것입니다. 봉인된 샘플은 수집 후 최대 XNUMX년 동안 보관할 수 있습니다.