비글 2
Beagle 2런던 과학박물관의 비글 2호 복제품 | |
| 미션 타입 | 화성 착륙선 |
|---|---|
| 교환입니다. | 국립우주센터 |
| COSPAR ID | 2003-022C[1] |
| 웹 사이트 | www |
| 미션 기간 | 6개월 (예정)[2] |
| 우주선 속성 | |
| 착륙 질량 | 33.2 kg (73파운드) |
| 페이로드 질량 | 9 kg (20파운드) 과학 기기 |
| 치수 | 접이식 : 직경 1m 펴짐: 직경 1.9m 높이: 12cm[3] |
| 힘 | 60 W[3] |
| 임무 개시 | |
| 발매일 | 2003년 6월 2일 07:45 ) UTC |
| 로켓 | 소유즈-FG / 프레갓 |
| 발사장소 | 바이코누르 우주기지 |
| 청부업자 | EADS 아스트리움 |
| 화성 착륙선 | |
| 상륙일 | 2003년 12월 25일 02:45 UTC |
| 착륙 지점 | 이시디스 플라니티아, 화성 11°31°44°N 90°25′53″e/11.52879°N 90.43139°E[4] |
비글 2호는 2003년 유럽우주국의 마스 익스프레스 임무에 의해 운송된 영국의 화성 착륙선이다.그것은 화성에서 과거 생명체의 증거를 찾는 우주생물학 임무를 수행하려고 의도되었다.
이 우주선은 2003년 12월 19일 화성 익스프레스에서 성공적으로 배치되었고 12월 25일 화성 표면에 착륙할 예정이었다.그러나 ESA는 화성 착륙 예상 시점에 착륙선으로부터 아무런 연락도 받지 못했고, 2004년 2월 우주선에 대한 수많은 접촉 시도가 [5]있은 후 임무가 상실되었다고 선언했다.
비글 2호의 운명은 나사의 화성 정찰 궤도선 HiRISE [6][7]카메라의 일련의 이미지에서 화성 표면에 위치했던 2015년 1월까지 미스터리로 남아 있었다.이 사진들은 이 우주선이 무사히 착륙했지만 4개의 태양 전지판 중 2개가 전개되지 않아 우주선의 통신 안테나가 차단되는 것을 보여주었다.
비글 2호는 박물학자 찰스 다윈을 세계 일주 여행에 태운 배인 HMS 비글의 이름을 따왔다.
배경
비글 2는 영국 오픈 대학의 콜린 필링거 교수가 이끄는 한 그룹의 학자들이 레스터 대학과 협력하여 고안했다.이 프로젝트는 영국의 여러 학자들과 [8]회사들에 의해 설계되고 개발되었습니다.이 우주선의 이름은 [9]화성에서 과거 또는 현재 생명체의 흔적을 찾는다는 목표를 반영하고 있다.Pilinger에 따르면:
"HMS 비글은 1830년대 다윈을 세계 일주 여행에 태우고 지구상의 생명체에 대한 지식을 진정한 양자 도약을 가능하게 한 배였습니다.우리는 비글 2가 [citation needed]화성에서 생명체를 위해 같은 일을 하기를 바랍니다."
11°32를 중심으로 한 50x8km(31.1x5.0mi) 타원고대 고원과 화성 북부 평원의 경계에 있는 거대하고 평평한 퇴적분지인 이시디스 평원의 90.50°/11.53°E.가 [9]착륙지점으로 선택되었다.이 착륙선은 약 180일 동안 작동될 것으로 예상되었으며 화성에서 최대 1년 연장 임무가 가능할 것으로 생각되었다.비글 2호 착륙선의 목적은 착륙 지점의 지질학, 광물학, 지구화학, 그리고 대기와 표면층의 물리적 성질의 산화 상태를 특징짓고, 화성 기상과 기후에 대한 데이터를 수집하고, 생물 신호를 찾는 것이었다.
수석 조사관인 콜린 필링거는 비글 2호를 설계하고 제작하기 위해 컨소시엄을 설립했다.주요 구성원과 그들의 최초 책임은 다음과 같다.[10]
- 오픈 유니버시티 – 컨소시엄 리더 및 과학 실험
- 레스터 대학교 – 프로젝트 관리, 미션 관리, 비행 운영 팀, 계기 관리 및 과학 실험
- Astrium – 주요 산업 파트너
- 마틴 베이커 – 진입, 하강 및 착륙 시스템
- Logica – 크루즈, 엔트리, 강하 및 착륙 소프트웨어
- SCISYS – 지상 세그먼트 및 랜더 소프트웨어
- 웨일즈 대학교 애버리스트위스 – 로봇 팔
- McLaren Applied Technologies - 태양전지판[11] 복합재료
Astrium은 프로그램 관리를 맡았고, Leister는 발사 후 운영 준비와 운영 관리 [citation needed]센터를 포함한 미션 관리를 맡았다.
프로젝트를 홍보하고 재정적인 지원을 얻기 위해 디자이너들은 영국 예술가들의 지지와 참여를 구했다.미션의 콜사인은 밴드[12] 블러가 구성했으며 착륙 후 비글2의 카메라와 분광계를 보정하기 위한 '테스트 카드'(Calibration Target Plate)는 데미안 [citation needed]허스트가 그렸다.
우주선이 통제될 착륙선 운영 통제 센터(LOCC)는 레스터 국립 우주 센터에 위치해 센터를 방문하는 일반인들이 볼 수 있었다.제어 센터에는 비글 2를 제어하기 위한 운영 시스템, 처리 엔지니어링 및 과학 원격 측정을 위한 분석 도구, 활동 시퀀스 준비를 위한 가상 현실 도구, 통신 시스템 및 지상 테스트 모델(GTM)이 포함되었습니다.GTM은 완전한 랜더 전자 장치를 제공하기 위해 수집된 비글 2 시스템의 빌드로 구성되었습니다.GTM은 엔지니어링 및 과학 명령어 검증, 랜딩 시퀀스 리허설 및 온보드 소프트웨어 [13]검증에 거의 지속적으로 사용되었습니다.
자금 조달
비글 2호 착륙선은 Open University, EADS-Astrium, DTI, 입자물리천문학연구협의회(PPARC), 과학기술국 및 ESA가 참여한 파트너십 계약을 통해 자금을 지원받았다.기금은 또한 국립우주과학센터와 웰컴 재단으로부터 나왔다.비글 2의 영국 수석 조사관들은 오픈 대학(가스 분석 패키지), 레스터 대학(환경 센서 및 X선 분광계), 멀러드 우주 과학 연구소(영상 시스템)에서 왔다.
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예산은 비밀이지만 2004년에는 3000만~5000만 GB로 추정되었으며, 당시 환율로 환산하면 약 43-7100만 유로 또는 [15]54-8900만 달러가 될 것이다.뉴사이언티스트지는 비글2의 [16]예산이 4000만 파운드라고 보도했고, 또 다른 매체는 5000만 [5]파운드라고 밝혔다.작품 중 일부는 기부되거나 유료로 [5]이루어진 것으로 알려져 있다.
우주선 및 서브시스템
로봇 암 및 분석기
비글 2는 착륙 후 연장되도록 설계된 페이로드 조정 작업대(PAW)로 알려진 로봇 팔을 가지고 있다.팔은 완전히 뻗었을 때 길이가 109cm(43인치)이고, 가장 가까운 바위까지 약 70cm(28인치)까지 닿을 수 있습니다.PA에는 한 쌍의 입체 카메라, 6마이크로미터 해상도의 현미경, 뫼스바우어 분광계, X선 분광계, 암석 샘플 채취용 드릴 및 스폿 램프가 포함되어 있습니다.
암석 샘플은 PA에 의해 착륙선의 본체에 있는 질량 분석계와 가스 크로마토그래프로 전달되어야 했다.가스 분석 패키지(GAP)는 탄소와 메탄 동위원소의 상대적 비율을 측정하는 것이었다.탄소는 모든 생명체의 기초라고 생각되기 때문에, 이러한 판독치는 샘플에 살아있는 유기체의 잔해가 포함되어 있는지 여부를 밝혀낼 수 있었다.지질학적 과정도 원인이 될 수 있지만 대기 중의 메탄은 현존하는 생명체의 또 다른 특징이다.
명왕성
비글 2는 로봇 팔에 의해 전개되었을 Planetary Underface Tool 또는 PLUTO (두더지라는 별명)라는 이름의 작은 샘플 회수 도구를 갖추고 있다.명왕성은 표면을 초당 20mm의 속도로 이동하고 땅속으로 파고들 수 있도록 설계된 압축 스프링 메커니즘을 가지고 있으며, 그 끝에 있는 공동에 지표면 아래 표본을 수집한다.플루토는 3미터(9.8피트)의 전원 케이블로 랜더에 부착되어 샘플을 랜더로 반송하기 위한 윈치로 사용할 수 있습니다.그것은 1.5미터(4.9피트)[3] 깊이까지 굴을 파는 능력을 가지고 있었다.
사양
착륙선은 지름 1m(39.4인치)와 깊이 0.25m(9.8인치)의 얕은 그릇처럼 생겼다.착륙선의 덮개는 경첩으로 연결되고 접혀져 UHF 안테나, 0.75m(2.5피트) 길이의 로봇 팔, 그리고 과학 장비를 가지고 있는 우주선의 내부를 드러낸다.본체에는 배터리, 통신, 전자 장치, 중앙 프로세서, 히터, 추가 페이로드 항목, 방사선 및 산화 센서도 포함되어 있습니다.뚜껑 자체가 열려서 4개의 원반 모양의 태양열을 드러냈어야 했다.히트 실드, 낙하산, 에어백을 포함한 착륙선 패키지의 질량은 발사 당시 69kg(152파운드)이었지만 착륙 시 무게는 33.2kg(73파운드)에 불과했다.
접지[clarification needed] 세그먼트는 SCOS2000으로 알려진 유럽우주국 소프트웨어 커널에서 파생되었습니다.이 미션의 저비용에 맞추어 컨트롤 소프트웨어는 노트북 컴퓨터 [citation needed]상에서 설계된 최초의 소프트웨어였습니다.
미션 프로파일
Mars Express는 2003년 6월[12] 2일 17:45 UTC에 바이코누르에서 발사되었다.비글 2호는 처음에 유럽우주국의 마스 익스프레스 [12]궤도선의 상단 갑판에 장착되었다.그것은 2003년 12월 19일 화성 쪽으로 탄도 궤도로 궤도선에서 발사되었다.비글 2호는 발사 후 6일 동안 해안을 통과했고 약 20,000 km/h의 속도로 화성 대기권에 진입했다.그것의 예상 착륙은 12월 25일 UT 2시 54분이었다.착륙선은 EADS에 의해 만들어진 연소 물질인 NORCOAT로 코팅된 열 차폐로 진입열로부터 보호되었다. 화성 대기의 압축과 뜨거운 가스의 방사선으로 인해 약 100 W/cm의2 최고 가열률이 발생한 것으로 추정된다.
화성 대기에서 감속한 후, 낙하산이 전개되었고 지표면에서 약 200미터(660피트) 위에 착륙선이 착륙선에 충돌했을 때 보호하기 위해 착륙선 주위에 커다란 에어백이 부풀어올랐다.2003년 12월 25일 UTC 약 2시 45분에 착륙이 이루어졌다.
2015년에 얻은 이미지를 분석한 결과, 착륙 후 추측이 되었고, 가방이 감압되고 착륙선의 상단이 열렸다.이러한 이미지는 4개의 태양 전지판 중 최대 2개만 배치되었음을 시사한다.착륙 후 마스 익스프레스에 비글 2호가 착륙과 화성에서의 첫날 밤 살아남았음을 확인하는 신호가 다음 날 아침에도 보내질 예정이었다.착륙 구역의 파노라마 이미지는 스테레오 카메라와 팝업 미러를 사용하여 찍어야 했고, 그 후 착륙선 팔을 놓았을 것입니다.착륙선 암은 연구를 위해 기기에 퇴적될 샘플을 파내는 것이었고, "모레"는 지표면을 가로질러 착륙선에서 약 3m(9.8ft) 떨어진 곳까지 기어간 후 분석을 위한 토양 샘플을 수집하기 위해 바위 아래에 굴을 파고 배치되었을 것이다.
영국 정부는 비글 2에 2200만 파운드(약 4000만 달러) 이상을 지출했으며, 나머지 4400만 파운드(약 8000만 달러)는 민간 부문에서 [18]조달했다.
미션 실패
비글 2호는 마스 익스프레스에서 성공적으로 배치되었지만 착륙 성공 여부는 확인되지 않았다.2003년 12월 25일 비글 2호가 나사의 2001년 화성 오디세이 우주선과 접촉했어야 했다.그 다음 날, 조드렐 은행의 러벨 망원경은 비글 2로부터 신호를 수신하는 데 실패했다.연구팀은 성공적인 복귀 신호를 찾을 "아직 희망적"이라고 말했다.
2004년 1월과 2월에 걸쳐 Mars Express를 사용하여 비글2에 접속하려고 시도했다.이들 중 첫 번째는 2004년 1월 7일에 일어났다.정기적인 통화가 이루어졌지만, 비글 2호가 마스 익스프레스 탐사선이 상공을 비행할 것으로 미리 프로그램된 1월 12일과 탐사선이 마지막 통신 백업 모드인 자동 전송에 의존하기로 되어 있던 2월 2일에 발생하는 통신에 희망이 있었다.비글 2는 2004년 2월 6일 비글 2 관리 이사회에 의해 분실 판정을 받았다.2월 11일, ESA는 비글 2호의 고장에 대한 조사를 [14]실시할 것이라고 발표했다.조사위원회는 조사 실패의 구체적인 이유를 찾지 못했으며 [12]2004년 8월 24일 발표한 보고서에 그럴듯한 이유를 열거했다.
2005년 12월 20일, 필링거는 화성 글로벌 서베이어에서 특별히 가공된 사진을 공개했는데, 비글 2호가 이시디스 플라니티아 [19]착륙 지점에 있는 크레이터에 착륙했음을 시사했다.이 흐릿한 이미지들은 1차 충돌 지점을 어두운 부분, 그리고 조금 떨어진 곳에 감압된 에어백으로 둘러싸인 비글 2호와 태양 전지판이 [20]연장된 모습을 보여주고 있다고 주장되었다.화성 정찰궤도선의 HiRISE 카메라는 2007년 2월 이 지역을 촬영했고 분화구가 [21]비어있는 것을 발견했다.
필링거는[22] 화성의 대기 중에 예상보다 많은 양의 먼지가 존재한다고 추측했는데, 이는 화성의 열을 흡수하기 때문에 화성이 팽창하고 밀도가 감소하기 때문에 낙하산이 탐사선의 하강 속도를 충분히 늦출 수 없었다.이로 인해 착륙이 너무 어려워져 탐사선이 손상되거나 파괴될 수 있습니다.그 [23]당시에는 다른 여러 고장 가설이 생성되었습니다.만약 화성의 대기가 예상보다 얇다면, 낙하산의 효과가 줄어들 것이고, 따라서 착륙선이 [23]화성을 파괴하기에 충분한 속도로 지표면에 충돌하게 될 것이다.낙하산에 영향을 미치는 대기 난기류도 [23]조사했다.
화성에서의 임무 실패는 흔한 일이다.2010년 현재 화성에 도달하기 위한 38번의 발사 시도 중 19번만이 성공했다.[citation needed]실패는 때때로 비공식적으로 '화성의 저주'[citation needed]라고 불린다.
ESA/UK 문의 보고서
2004년 5월, 비글 2에 대한 조사 위원회의 보고서가 ESA와 영국 과학부 장관 Lord [24]Sainsbury에게 제출되었다.처음에는 기밀성을 이유로 전체 보고서가 발표되지 않았지만 19개 권고사항의 목록이 대중에게 발표되었습니다.
ESA의 과학 담당 이사인 David Southwood는 [25]가능한 실패의 네 가지 시나리오를 제공했습니다.
- 비글 2호는 설계자가 가정한 범위 밖의 대기 상태로 진입해 불에 탔을 가능성이 있다."우주로 돌진했다"는 시나리오가 제시되었지만, 이것은 면밀한 기술적 정밀 조사를 견딜 수 없다.대기 중 먼지의 양은 종종 밀도와 온도 특성을 바꾸면서 매우 다양합니다.열 차폐 설계 및 견딜 수 있는 열 부하에서 선택된 여유도는 가파른 진입 비행 경로 각도를 고려할 때 연소 시나리오가 발생하지 않을 가능성이 높으며, 기체가 다시 [a]대기를 떠날 수 있음을 의미한다.
- 비글 2의 낙하산 또는 완충 에어백이 잘못된 시간에 전개되거나 전개되지 않았습니다.이는 화성으로의 이동 내내 관측된 것으로 뒷받침되며, 일부 물질의 배출과 비글 2호 착륙선을 실은 화성 익스프레스 우주선의 광학 부품에 대한 후속 응결이 관찰되었습니다.이러한 관찰은 비글 2 에어백의 가스 발생기 누출과 일치한다.
- 비글2의 등껍질이 낙하산과 엉켜 제대로 열리지 못했다.낙하산이 전개된 프로브와 히트 실드의 후면 셸 사이의 공기 항력 차이가 안전한 분리[b] 거리를 보장하기에 충분한지 여부는 명확하지 않다.
- 비글 2호는 에어백이나 낙하산에 싸여 열리지 않았다.낙하산과의 얽힘은 질량을 아끼기 위해 낙하산의 스트롭을 원래 디자인보다 줄였기 때문에 그럴듯해 보인다.에어백이 전개되었다고 가정하면, 비글 2호는 지표면에서 낙하산으로 [c]튕겨 나갔을 것이다.
또한, 추가 시나리오가 타당하고 이용 가능한 데이터 본체와 일치하는 것으로 나타났다.
- 비글2는 표면에 완전히 정지하기 전에 에어백을 버렸을지도 모른다.질량과 비용상의 이유로, 에어백 분사 장치는 착륙선 패키지가 움직임을 멈춘 시점을 감지하는 가속도 센서가 아닌 타이머에 의해 작동되도록 설계되었다.NASA의 Spirit 탐사선 임무의 착륙 패키지가 정지하기 전에 구세프 분화구에서 수 차례 표면에서 반등했기 때문에 (예상보다 훨씬 더 많은 시간이 소요됨) 비글 2의 타이머가 너무 짧은[d] 시간으로 설정되었을 수 있습니다.
- 낙하산 전개 순서는 3개의 가속도계에 의해 작동되도록 설계되었다.이 시스템은 "3개 중 최고의" 논리로 설계되지 않았지만, 첫 번째 가속도계는 안전한 전개 속도에 도달한 것을 계산하도록 설계되었다. 이는 가속도계 판독값이 잘못되었더라도 낙하산 전개 시퀀스를 트리거할 것이다.
2005년 2월, 과학기술에 관한 하원 특별 위원회의 코멘트에 따라, 보고서가 공개되었고, 레스터 대학은 가능한 실패 모드와 "학습한 교훈"[26]을 포함한 상세한 임무 보고서를 독립적으로 발행했다.
위의 모든 가설은 화성 정찰 궤도선이 착륙선의 잔해를 촬영한 후 2015년에 반증되었다: 사진은 탐사선이 안전하게 착륙하여 작동을 시작했고, 지상 고장으로 인해 모든 패널이 완전히 배치되기 전에 태양 전지판의 일부를 배치했다; 이로 인해 탑재 안테나가 지하에 숨겨지는 것을 막았다.마지막 태양 전지판은 어떤 궤도선에도 시야를 확보하지 못해 착륙선과의 통신이 불가능하고 임무 [citation needed]상실로 이어집니다.
로케이션 검출
화성에서 비글 2호의 위치는 2003년 말부터 2015년 초까지 알려지지 않았다.1월 16일 2015년에, 그것의 손실 이후 11년 이상과 8개월 만에 콜린 Pillinger died,[27]이 뉴스원 나사 의 화성 궤도 탐사선 11°31′44″N 90°25′53″E/11.52879°N 90.43139°E/11.52879에서 Isidis Planitia의 표면에 누워 있는 lander,[6][7][28] 있었다;90.43139,[4][29][30]에 대해 5km(3.1mi)을 확인했다.계획된 중심에서착륙 구역의.[8]
2016년 4월 26일, 새로운 컴퓨터 비전 방법은 착륙선을 [31]보기 위해 여러 개의 새로운 이미지를 함께 쌓아 올렸습니다.SRR(Super-Resolution Restore)이라고 불리는 기술을 사용하면 여러 뷰를 찍은 후 집중적으로 [32]처리하여 해상도를 향상시킬 수 있습니다.당시 가장 빠른 컴퓨터에서는 1,000 x 2,000 픽셀의 이미지 5개에서 하나의 [32]개선된 이미지를 계산하는 데 최대 4일이 걸렸습니다.
이미지 분석 결과 탐사선이 표면에 있고 착륙 예정 지역에 부분적으로 전개되어 낙하산 및 후면 커버로 해석된 물체가 근처에 있는 것으로 나타났다.비록 이미지에 대한 몇 가지 해석이 가능하지만, 모두 탐사선의 태양 전지판의 불완전한 전개와 관련이 있다.사진은 착륙선의 태양 전지판이 장착된 꽃잎 중 하나가 완전히 열리지 않아 전파 안테나의 전개가 방해되고 [6][7][28][33]통신이 차단되는 것을 보여준다.프로브의 안테나는 마지막 패널 아래에 있기 때문에 이러한 구성에서는 송수신할 수 없기 때문에 시스템이 아직 가동되고 있어도 랜더는 복구가 불가능했을 것입니다.가능한 고장 시나리오로는 착륙 중 기계적 손상, 전개 메커니즘의 파울링, 에어백에 의한 패널 방해 등이 있습니다.
착륙 후 11년 후,[5] ESA는 "비글 2호가 수면 위로 올라왔다.이것은 화성 [5]착륙에 대한 엔지니어링 팀의 접근을 증명합니다."런던에서의 기자 회견에서, UKSA는 "비글 2는 더 이상 [34]분실되지 않았다"고 언급했다.잃어버린 화성 임무에 대한 리뷰에서, 비글 2와 그것의 재발견은 전형적으로 [35]언급된다.
비글 2호가 온전하고 일부 태양 전지판을 배치한 채 발견된 후 착륙 후 발생한 사건들을 [5]재평가했다.임무의 초기 단계는 화학적 배터리 전력으로 이루어졌기 때문에, 착륙선의 솔리드 스테이트 매스 메모리(SSM)는 태양 [5]전지판에서 완전한 전력을 얻을 수 없더라도 일부 데이터를 기록했을 가능성이 있다.언젠가는 데이터를 [5][36]검색할 수 있을 것입니다.연구에 따르면 비글 2호는 사전에 프로그램된 지상 작동 모드로 들어가 착륙 후 데이터를 수집했지만 전송하지 않았거나 닫힌 [36][37]패널에 의해 전송이 차단되었을 수 있습니다.
후속 미션 제안
비글 2 미션 설계의 일부 기능을 다른 미션 [38]개념에 사용할 것을 제안했습니다.
- 비글[38] 2007
- 비글 2e[38] 에볼루션 (비글 3)
- BeagleNet (복수 비글과 미니로버)[38]
- 비글 투 더 문[39]
- 아르테미스(복수의 소형 화성 착륙선)[38]
- MARGE[38](계기 재사용)
비글 2의 명왕성 몰은 자체 파내는 [40]팔을 사용하는 기구인 InSight의 열 흐름 및 물리적 특성 패키지(HP3)의 개발에서 주목받았다.
화성 지도
「 」를 참조해 주세요.
- ExoMars – 우주생물학 프로그램
- 화성에서의 생명 – 화성의 미생물 거주 가능성에 대한 과학적 평가
- 화성 탐사 임무 목록
- 바이킹 착륙선 – 1976년 화성으로 보내진 NASA 착륙선과 궤도선 쌍
- 화성의 인공 물체 목록
- 화성 탐사 – 화성 탐사의 개요
각주
레퍼런스
- ^ "Beagle 2". National Space Science Data Center. NASA. 26 August 2014. Retrieved 22 January 2015.
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MGCM results are used to characterize the large-scale atmospheric fields over the primary mission (approximately 180 sols; to Ls ≈ 51).
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