[취재파일] 미래를 향한 창 … 화성 탐사 로버 인내

우리 시대 2 월 19 일 오전 5시 58 분경 화성 탐사 로버 퍼스널은 예를 들어 분화구 (Jezero Crater)에 착륙했습니다. 2020 년 7 월 30 일 미국 플로리다 동부의 케이프 커 내버 럴 공군 기지에서 발사 된 지 7 개월만이 다.

화성 대기 진입 10 분 전 순항 무대가 무너 졌을 때 비행 접시 모양의 퍼저 베이션 캡슐이 화성 대기 진입을 시도했고 낙하산이 펼쳐져 감속에 성공했다. 하강 단계는 스카이 크레인에 매달려 화성에 가볍게 착륙했습니다. 대기권에 진입 한 후 열 차폐 분리-낙하산의 낙하산 분리-낙하산의 백쉘 분리-스카이 크레인의 터치 다운-스카이 크레인의 분리는 공상 과학 영화처럼 꾸준히 진행되었다.

지구에서 발사하여 화성에 들어가기 직전에 Perservation Capsule은 이동을 돕는 크루즈 스테이지, 로버를 덮는 백쉘, 착륙 직전 하강을 돕는 하강 스테이지 및 로버 (위 그림 참조)입니다. 로버) 및 열 차폐.

화성 표면에서 자동차처럼 달리는 Rover Perservance의 화성 착륙은 1997 년 Sojourner, 2004 년 Spirit and Opportunity, 2012 년 Curiosity에 이어 다섯 번째입니다. Sojourner와 Spirit이 에어백에 착륙 한 것과는 달리 Curiosity와 Perseverance가 착륙했습니다. Skycrane에서.

디자인은 2012 년 화성에 상륙 해 게일 분화구에서 9 년 동안 탐사 임무를 수행해온 큐리오 시티와 비슷하지만, 드론 헬리콥터를 장착 한 내비게이션 및 탐사 장비를 업그레이드 해 화성 대기에 진입했다. 여기에는 산소를 생성하는 MOXIE 시스템의 설치를 포함하여 8 년간의 기술 발전이 포함되어 있습니다.

태양계에서 지구 다음으로 네 번째 행성 인 화성은 지구 크기의 절반이지만 지구와 같은 대기와 큰 삼각주와 같은 물의 흐름의 흔적을 가지고 있으며 생명체가 존재했다고 추정됩니다. 수십억 년 전. 인내심은 인간이 살 수있는 장치를 테스트하고 화성에서 생명체의 흔적을 찾는 임무를 맡고 있다는 점에서 우주 탐사 기술의 또 다른 도약을 가능하게하는 프로젝트입니다.

Mars Rover Persitivity는 우주 탐사가 인류가 개발 한 모든 첨단 기술을 사용한다는 점에서 일상 생활에서 상용화 될 과학과 기술을 미리 볼 수있는 전시장이기도합니다. 무게 1025kg, 길이 3m, 너비 2.7m, 높이 2.2m로 승용차와 크기가 비슷한 화성 탐사 로버 퍼저 베이션에 어떤 기술이 숨겨져 있는지 살펴 보겠습니다.

● 플루토늄과 함께가는 원자력 자동차 로버

공기 밀도가 지구의 100 분의 1이고 이산화탄소가 96 % 인 화성에서 화성에서 6 륜 로버 성능을 구동하는 연료는 로버에 장착 된 4.8kg의 플루토늄 238입니다.

탐사선 뒤쪽에 설치된 폭 66cm, 길이 64cm의 핵 전지 (RTG)가 방사성 동위 원소의 자연 감쇠로 방출되는 열을 전기 에너지로 변환하여 110w의 전기를 생성합니다. 금속이나 반도체에 온도차가 주어지면 회로에 열 전력이 발생하는 원리를 이용한 발전기입니다.

플루토늄 238의 반감기는 87.9 년이고 플루토늄이 방출하는 에너지는 87.9 년마다 절반으로 줄어 듭니다. 이 시설에 설치된 RTG의 수명은 14 년으로 매년 생성되는 전압을 몇 퍼센트 감소 시킨다고 NASA는 말했다. 전기를 생산 한 후 남은 전기는 리튬 이온 배터리에 충전되어 필요할 때 사용합니다.

핵 세포는 아폴로 우주선을 시작으로 수십 년 동안 우주선의 동력원으로 사용되었습니다. 플루토늄은 세라믹 형태로 만들어져 비상시 폭발이나 방사능 누출을 최소화합니다. 우주선이 폭발하더라도 방사선 노출량은 210 밀리 렘으로 미국인이 1 년 동안 자연에 노출되는 방사선 노출량은 310 밀리 렘 미만이라고 NASA는 말합니다.

● 작동 속도가 3 배 빠른 자율 주행 시스템 및 헬리콥터

여객기 순항 속도의 20 배인 19,000km / h의 속도로 화성 대기권에 진입 한 후, Perseverance는 레이더와 7 대의 카메라로 화성 표면을 관찰하며 착륙했습니다. 내비게이션 시스템은 표면을 스캔하고 원래 착륙 지점과 비교하고 낙하산이 펼쳐지는 시점을 조정하여 착륙 위치를 스스로 찾을 수 있도록 업그레이드되었습니다.

Perseverance의 두뇌는 200MHz의 처리 속도, 2GB의 플래시 메모리, 방사선을 견딜 수있는 13 개의 프로세서를 갖춘 컴퓨터입니다. 비상시 백업 기능을 수행 할 예비 컴퓨터가 한 대 더 있습니다. 광학 센서와 기계 학습 알고리즘은 로버의 상태를자가 점검하고 길을 찾습니다.

로버의 소프트웨어는 지구에서 작성되고 업데이트됩니다. 복잡한 기계 장치를 서로 연결하는 전선의 길이는 5.8km에 이릅니다. 2012 년 큐리오 시티가 화성에 상륙 한 이후 지난 8 년간 축적 된 자율 주행 시스템을 적용 해 시속 6.6km로 큐리오 시티보다 3 배 빠른 속도로 주행 할 수있다.

들을 수있는 마이크 2 개와 시설 내에 설치된 HD 급 고화질 카메라 23 개가 있습니다. 전면에 설치된 두 대의 마스트 카메라는 물체를 입체적으로 관찰하고 거리를 측정 할 수 있습니다. 고성능 카메라, 시추 장비, 관측 장비를 갖춘 긴 팔을 사용하면 사물을 더 가까이에서보고 셀카를 찍을 수 있습니다.

큐리오 시티에 비해 휠의 지름은 50.8cm에서 52.6cm로, 너비는 43cm에서 33.6cm로 줄었습니다. 휠 홈의 모양을 변경하고 알루미늄 휠의 강도를 높여 마모를 줄이고 휠 직경을 늘려 높이 40cm의 장애물을 통과하고 경사가있는 경로를 오를 수 있습니다. 30도.

화성 탐사 로버 퍼저 베이션 (Mars Exploration Rover Perservation)은 하단에 드론 헬리콥터 인제 뉴티를 탑재했습니다. 무게 1.8kg, 폭 1.2m의 헬리콥터 인제 뉴티는 한 달 안에 기동을 시작하고 지구의 1/3 정도의 중력을 가진 화성에서 비행 할 수 있는지 테스트 할 예정입니다. 지구의 공기 밀도. .

태양 광 패널을 통해 리튬 이온 배터리 6 개를 충전하면 부착 된 카메라와 센서를 이용해 프로펠러를 분당 약 3,000 회 (지구의 약 5 배) 회전시켜 자율 비행을한다. 목표는 비행 고도를 점진적으로 높이고 비행 시간을 최대 90 초까지 늘리는 것입니다. 헬리콥터 비행이 성공하면 화성 탐사의 또 다른 돌파구가 가능할 것으로 예상됩니다.

● 고급 3 차원 탐사 장비

이 시설에는 카메라 23 대, 마이크 2 대, 탐사 장비 7 대가 설치되었습니다. 분광계, 크로마토 그래프, 레이더, X-ray 장비를 이용하여 흙이나 암석을 뚫지 않고 광선을 쏘아서 돌아 오는 영상이나 소리를 촬영하여 광물 성분을 분석 할 수도 있습니다.

RIMFAX 레이더는 땅을 파지 않고도 지하 10m까지 물의 존재를 감지 할 수 있습니다. EDA는 먼지, 온도 및 습도, 바람을 포함한 화성의 기후를 측정합니다.

필요한 경우 샘플을 수집 및 분석 한 다음 47 개의 용기에 저장하고 특정 장소에 저장합니다. 이 멸균되고 깨끗한 만년필 크기의 컨테이너는 2026 년에 발사 될 탐사 로버에 의해 궤도 위성으로 발사 될 것이며 궤도 위성은 샘플을 채취하여 온전히 지구로 가져올 계획입니다.

● 산소 발생기 비주얼 (MOXIE)

Percivility Rover에서 가장 주목할만한 장치는 화성의 대기를 사용하여 액체 산소를 생성하는 화성 산소 현장 자원 활용 실험 (MOXIE)입니다. 지금까지 우주 정거장에서는 지구에서 채취 한 물 (H2O)을 전기 분해하여 산소 (O)와 수소 (H)를 만들었습니다. 물이 너무 무거워 화성으로 이동하기가 어려우므로 화성 대기 중에 산소를 생성하기로 결정했습니다.

Moxy는 화성의 96 %를 차지하는 이산화탄소 (CO2)를 고온에서 압축하여 고체 산화물 Eletrolysis를 통해 산소 (O2)와 일산화탄소 (CO)를 생성합니다. Moxie는 시간당 20g의 산소를 생산하는 프로토 타입으로, 테스트가 성공하면 시간당 2kg의 액체 산소를 생산하는 장치를 만들어 화성에 보냅니다. 이렇게 생성 된 산소는 화성에가는 사람들이 숨을 쉬고 지구로 돌아가는 로켓의 연료로도 사용됩니다.

Perservance에는 우주복과 헬멧도 장착되어 화성의 대기와 광선을 견딜 수 있는지 테스트했습니다. 산소가 화성의 대기로 만들어지고 우주복과 헬멧과 같은 장비에 대한 테스트가 성공적으로 수행되면 인간이 화성에서 살 수있는 공간을 제공 할 수있게됩니다. 여기서 생명체의 흔적이 발견되면 우주에는 지구 외에 다른 곳이 살고 있다는 가설이 획기적인 발견으로 확인된다.

인간 과학과 기술의 발달로 우주 여행 시간이 단축되고 황량한 환경에서 살아남을 수있는 물과 산소를 ​​만드는 새로운 방법이 완성되어 다른 행성으로 이동할 수있게 될 것입니다. 세계의 관심은 인내가 인간이 지구 밖의 우주로 진출하는 첫 번째 관문을 뚫을 것인지, 그리고 인간이 아닌 우주에서 다른 생명체를 식별 할 수 있는지에 초점을 맞추고 있습니다.