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astronomy

대행성 그랜드 투어(2)

사용자 글래스애니멀 2019. 10. 9. 21:08

임무 개요 
1974년에 미션 디자인 매니저 찰스 콜헤이스는 MJS77 미션의 종합 기본 계획을 세우기 시작했다.

그는 우주선 의 디자인, 크기,반사 장치에서 우주선이 비행 중에 맞닥뜨릴 다양한 변수(복사선 수치,입광 조건,

미션 변경이 필요한 만일의 사태 둥)의 온갖 측면을 고려해야 했다. 콜헤이 스와 그의 팀은 8개월 만에 마참내 
모든 기 준을 충족하며 우주선을 최대한 많은 관심 영역에 최내한 가까이 접근시킬 두 가지 행 경로를 정했다. 
콜헤이스를 비롯해 MJS77 계획에 관여 한 어느 누구도 이 명칭을 좋아하지 않았다.

 

그래서 발사 날짜가 다가오자, 새로운 이름을 모집하게 되었고,결국 두 쌍둥이 우주선은 완성됐을 무렵에 보이저(Voyage) 1호와 보이저 2호라고 불리게 됐다. 720킬 로그램의 두 보이저호는 이전의 각종 근접 비행 우주선들보다

50퍼센트 정도 더 무거 웠다. 그중 100킬로그램 정도는 다음과 같은 과학 장비 의 무게 였다. 카메라 두 대, 자 센서,

복사선을 분석해 대기의 화학 을 보여줄 분광계,우주선(樹을 조사 위한 입자 검출기 등. 그리고 무선 장치도 장착

됐는데 그것을 이용하면 대기와 고리를 조사하는 등의 다양한 실험을 할 수 있었다. 두 우주신의 비행경로는 16개의

하이드라진 추력기로 조절되었다­하지만 소행성대 너머에서는 너무 어두워 양 전지판이 우주선에 필요한 전기를 키

만들어내지 못할 것이었고,전지도 그리 오래가지 못할 터였다. 해결척은 방사성동위원소 발열 발전기로 원자력 발전을 하는 것이었는데, 이 장치느 바깥쪽으로 내뻗은 팔 부분에 장착에 민간함 장비와 떨어뜨려 두었다. 각 RTG에서는 24개의 플루토늄 덩이가 열을 발산했고, 이 열은 열 전기쌍이라는 장치에서 전류로 변환되었다. 이 전력 공급 장치는 50년 가까이 계속 작동하도록 만들어 졌다.

 

목성과 그 위성들 
1977년 12월에 보이 저 1호는 좀더 둥근 경로로 비행 중이던 보이저 2호를 추월했다. 그리고 19,8년 1월에 목성계에 도착했다. 보이저 1호의 주요 발견은 대부분 3월 5일경의 부산한 48시간 동안 이루어졌다. 그때 그 우주선은 목성에 최대한 가까이 접근해 목성 구름 꼭대기에서 34만 9,000킬로 미터 정도 떨어 진 곳까지 진입했다. 보이저 1호는 이미지를 보내왔을 뿐 아니라,그곳 구름의 조성을 분석했으며,목성의 엄청난 자기장도 측정했다. 그리고 목성에 희미한 
고리가 있다는 사실도 알려주었다. 그 우주 선의 가장 인상적인 발견은 갈릴레이 위성을 근접 비행할 때 이루어졌다.

그런 위성 들은 밀도가 낮고 크레이터가 많은 곳이 아니라 활동적인 천체였다.  이오의 사진은우 리가 본 것 중 최대

규모로 화산이 분화하며 화산재 구름을 뽑아내 궤도로 보내는 모습을 보이 주었다. 가니메데는 새로 얻은  측정값에 

따르면 타이단보다도 컸고,에우로파의 불가사의하게 매끈하고 노르스름 한 표면을 보여 준 사진은 천문학자들을 당 
황시켰다. 보이저 2호는 1여년 후에야 목성에 도착했고 보이저 1호만큼 그 행성에 가까이 접근하진 않았지만,그 미션의 매우상징적인 사진 중 일부를 찍어 이오가 목성면을 통과하는 모습을 보여 주었다. 보이저 2호도 에우로파를 가까이서 관측해, 그 천체가 균열이 많은 얼음 표층으로 뒤덮여 있음을 보여 주었다. 나중에 분석한 바에 따르면, 그런 균영이 생긴 것은 표층 아래의 액체 바다가 용승했기 때문인데, 그 바다는 지구보다 물을 적어도 두 배로 많이 보유하 고 

있는 듯하다. 그래서 과학자들은 그곳을 외계 생명체가 존재할 만한 주요 후보지로 꼽고 있다. 

 

타이탄과 토성 

1980년 1월 12일에 보이저 1호는 토성 대기 12만 4,000킬로미터 상공을 지나가고 있었다. 그렇게 토성에 접근하던 중에 일부 장비가 고장 나긴 했지만 보이저 1호는 고리에 대해 상세히 알려주었다. 토성 고리는 수십억 개의 얼음 덩어리로

구성되었으며 위치에 따라서는 두께가 10미터 정도로 얇 았다. 콜헤이스는 보이저 1호가 타이탄을 방문한 후에 토성에 접근하도록 해두었는 데,이는 토성의 대기와 고리의 어떤 악영향이 이 중대한 단계를 위험에 빠뜨리지 않 게 하기 위해서였다. 보이저 1호가 타이탄의 뒤쪽으로 돌아감에 따라 태양광이 그곳 대기를 통과하며 비쳤고 결과적으로 대기의 두께와 조성을 측정할 수 있게 됐다. 이러한 타이탄 비행경로를 거친 보이저 1호는 토성의 극 상공을 통과한 후 저 멀리 태 
양계 가장자리 쪽으로 나아가게 됐다. 보이저 2호는 1981년 8월에 토성에 도착해,토성의 고리와 대기를 좀더 자세히 탐사할 수 있었으나, 근접 비행 중에 장시간 동안 카네라가 고장 나 있었다. 다행이 그 카메라는 고쳐졌고, 보이저 2호는 거대 얼음행성으로 계속 비행하라는 명령을 받았다.

 

천왕성과 해왕성 
보이저 2호는 거대 얼음 행성인 천왕성과 해왕성을 방문한 유일한 우주선이다. 보이저 2호는 4.5년 만에 토성에서

천왕성까지 가서 그곳의 옅은 파란색 대기의 8만 1,500킬로미터 상공을 통과했다. 그러면서 그 행성의 가는 고리들을

관측하고, 위성 11 개를 새로 발견했는데, 그 위성들에는 모두 천왕성에 대한 관례에 따라 셰익스피어 작 품의 등장

인물 이름이 붙어 있다. 비교적 평범한 이행성에서 가장 특이한 연구 대상은 축이 거의 90도로 기울어 있다는 점이다.

결과적으로 천왕성은 태양 둘레의 궤도를 돌면서 여느 행성과 달리 ‘구르듯이' 자전한다.

 마지막 방문지인 해왕성에 보이저 2호 가 도착한 것은 1989년 8월이 었다. 그 짙은 파란색 행성에서는 태양계에서

가장 강한 바람이 부는 것으로 밝혀졌다. 최고 풍속이 시간당 2,400킬로미터에 이르렀는데,이는 지구에서 경험할 수 

있는 가장 강한 바람 속도의 아홉 배에 해당한다. 보이저호 비행 관제팀은 행성 탐사 미션이 끝나감에 따라 경계심을 

풀었다. 최종 비행경로의 안전성 을 무시하고 보이저 2호를 해왕성의 위성트리톤 쪽으로 보내 근접 비행을 시켰다. 
그 거대한 얼음 위성의 사진은 표면에서 간 헐천들이 가스를 내뿜는 모습을 보여 주었다. 

 

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