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astronomy

대행성 그랜드 투어(1)

사용자 글래스애니멀 2019. 10. 9. 19:35

1977년 8월 20이레 프로리다 주 케이프커내버럴에서 보이저 2호가 발사 되었다. 그리고 2추후 자매 우주선인 보이저 1호도 발사되었다. 이렇게 역대 최고로 야심적인 태양계 탐사가 시작되었다. 그발사는 12년간 진행되어온 일의 정점에 
해당했다. 핵심적인 미션은 12년간 수행되었지만, 성간 미션은 지금도 계속 진행되고있다.

 

행성 간 공간으로
I960년대 초에 소련과 미국의 우주 기관은 탐사선을 다른 행성으로 보내고 있었다.
성공보다 실패가 많았지만,그 10년간 무인 우주선들은 금성과 화성을 근접 촬영한 이미지를 얼마간씩 보내왔다. 

나사 우주선들의 탐사 활동은 주로 캘리포니아주의 제트추진연구소(JPL)에서 진행한 매리너 계획의 일부였다. 

JPL의 수학자들은 ‘근접 비행’ 기술을 완벽하게 개발하여,우주선이 촬영 • 관측이 가능할 만큼 행성에 가까이

접근하되, 그 궤도에 진입하지는 않을 만큼 빨리나아가 그곳을 통과하게 했다. 1965년에 여름 동안 JPL에서 일하고 

있던 게리 플랜드로라는 대학원생은 외행성으로의 비행경로를 계산하는 일을 맡았는데,1978년에든 외행성들이 

태양을 기준으로 같은 쪽에 있게 되리라는 점을 발견했다. 그의 계산에 따르면,그런 일은 18이년 이후 지금까지 

일어나지 않았으며 이번 시기가 지나면  2153년까지는 다시 일어나지 않을 터였다. 플랜드로는 태양계 외행 성들을 

두루 탐사하는 그랜드 투어(Grand Tour)를 실시할기회를 포착했지만,그런 탐사와 관련된 비행 거리는 당시 우주선의 

성능을 휠씬 웃돌았다.  1965년 화성은 당시 위치상 지구에서 5600만 킬로미터 떨어진 가장 가까운 행성이 되어 있었지만, 해왕성은 지구와의 거리가 40억 킬로미터로 몇 년이 걸려야 도달할 곳에 있었다.

 

행성 새총

그랜드 투어 우주선은 해당 행성들을 모두 통과하려면 방향을 몇 번 바꿔야 했다. 플랜드로의 계획에서는 중력 도움을 이용해 우주선을 한 행성에서 다른 행성으로 던지듯이 보내야 했다. 중력 새총(중력반동던짐)이나 스윙바이라고도 물리는 중력 도움은 루나 3호가 처음으로 사용했다. 루나 3호는 1959년에 달의 뒤쪽으로 돌아가며 사진을 찍었다. 

하지만 당시까지 우주선을 지구에서 먼  외행성 쪽으로 유도하기 위해 중력 도움을 이용한 적은 한 번도 없었다. 

이번에 계획한 중력 도움에서는 우수선이 해 당 행성에 정면으로 접근해 그 행성의 궤도 운동과 반대되는 방향으로

나아가게 해야 했다. 그러년 우주선은 행성의 중력 때문에 행성 둘레를 돌아가면서 속도가 빨라졌다. 
도로 느려지면서 방향이 충분히 바뀌고 나명 행성에서 멀어지며 우주 공간으로 나아간 터있다. 

중력 도움을 이용하면,우주선은 방향이 바뀔 뿐 아니라 다음 목표를 향해 나아가는 속도도 빨라진다.


그랜드 투어를 떠나다
1968년에 나사는 외행성 작업팀을 만들었다. 이들은 행성 그랜드 투어 계획을 내놓았는데,이에 따르면 우주선 한 대는 목성,토성, 명왕성을 방문하도록 보내고 또 다른 한 대는 천왕성과 해왕성으로 보낼 예징이었다. 그 계획을 실시하려면 새로운 장거리 우주선이 필요했고, 비용은 계속 증가했다. 1971년 비용문제로 이 계획은 결국 취소되었다.
외행성 탐사는 다시 매리너 계획으로 넘어갔다. 그 미션은 매리니 목성.토성 (MannerJupiter-Sarum), 약자로는 

Mjs77로 명명됐다(77은 우주선을 발사하는 해를 나타낸다). 비용을 줄이기 위해 명왕성은 방문 예정지 목록에서 빠졌다. 그 대신 한 우주선 이 목성과 토성,그리고 마지막으로 토성의 거대한 위성 타이탄을 추가했다. 타이탄은 머나먼 

명왕성보다 더 흥미롭게 여겨 졌다.  수성보다 큰 천체로 당시에는 태양계에서 가장 큰 위성으로 여겨졌다. 

또한 대기가  존재하는 것으로 알려진 유일한 위성이기도 했다. 이런 변화는 그 미션이 그랜드 투 어가 아닌 두 거대 

가스 행성에 대한 탐사로서 예산이 세워지리라는 뜻이었다. jst라는 암호명이 붙은 우주선은 JSX라는 예비물을 갖출

예정이었다. JSX의 탐사 대상에도  jst가 실패했을 경우를 대비해 목성과 토성 이 포함됐다. 그 이름에서 x는 미지수를 의  미했다. jsx는 필요시에는 타이탄에 갈 테 지만,jst가 임무를 완수하는 경우에는 천왕성과 해왕성으로 가게 될 터

였다.

 

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