해왕성 탐사

Exploration of Neptune
해왕성1989년 8월 Voyager 2의 협각 카메라 16 또는 17에서 처리된 이미지.해왕성의 남극은 사진의 맨 아래에 있다.

해왕성은 1989년 보이저 2호라는 우주 탐사선에 의해 직접 탐사되었다.2022년 7월 현재, 넵투니안 시스템을 방문할 확정된 미래 미션은 없지만, [1]2024년 중국 임시 미션이 계획되어 있다.NASA, ESA, 그리고 독립 학회들은 해왕성을 방문하기 위한 미래 과학 임무를 제안했다.일부 임무 계획은 아직 진행 중인 반면, 다른 계획은 포기되거나 [citation needed]보류되었다.

1990년대 중반부터 해왕성은 허블우주망원경과 적응광학(adaptive [2]optics)을 이용한 지상 덱 망원경을 포함한 망원경으로 멀리서 연구되어 왔다.

보이저 2호

주요 기사:보이저 2호
트리톤의 보이저 2호 이미지

보이저 2호가 토성을 성공적으로 방문한 후, 천왕성과 해왕성에 대한 추가 임무를 지원하기로 결정되었다.이 임무들은 제트 추진 연구소에 의해 수행되었고, 넵투니아 임무는 "보이저 해왕성간 임무"로 불렸다.보이저 2호는 1988년 [3]5월에 해왕성의 항법 사진을 찍기 시작했다.보이저 2호의 해왕성 관측 단계는 1989년 6월 5일에 시작되었고, 우주선은 8월 25일에 공식적으로 해왕성계에 도달했으며, 데이터 수집은 10월 [4]2일에 중단되었다.당초 보이저 2호가 해왕성에서 약 1,300km(810mi), 트리톤에서 8,200km(5,100mi)[5]를 통과하는 궤적을 사용할 계획이었다.별의 엄폐에 의해 검출된 고리 물질을 피해야 하는 필요성으로 인해 이 궤적은 포기되었고, 고리를 대부분 피했지만 두 목표물의 더 먼 거리를 비행하게 된 궤적이 [5]그려졌다.

보이저 2호 우주선

8월 25일, 보이저 2호의 마지막 행성 조우에서, 우주선은 해왕성의 북극 상공에서 불과 4,950 km (3,080 mi)만 급습했는데, 이는 1977년 지구를 떠난 이래 가장 가까운 접근이었다.그 당시 해왕성은 태양계에서 가장 먼 것으로 알려진 물체였다.명왕성은 1999년이 되어서야 태양으로부터 더 멀리 이동하게 될 것이다.보이저 2호는 해왕성의 대기, 해왕성의 고리, 자기권, [6]해왕성의 위성을 연구했다.넵투니아 시스템은 수년간 망원경과 간접적인 방법으로 과학적으로 연구되어 왔지만, 보이저 2호 탐사선의 면밀한 조사로 많은 문제들이[example needed] 해결되었고, [example needed]그렇지 않았다면 얻을 수 없었을 수많은 정보들이 드러났다.대부분의 경우 보이저 2의 데이터는 여전히 지구상에서 이용 가능한 최고의 데이터입니다.[citation needed]

탐사 임무를 통해 해왕성은 목성이 받는 햇빛의 3퍼센트밖에 받지 못하지만 대기는 매우 역동적이라는 것을 밝혀냈다.해왕성의 바람은 태양계에서 가장 강한 것으로 밝혀졌는데, 목성의 바람보다 3배, 지구의 가장 강한 바람보다 9배 더 강한 것으로 밝혀졌다.대부분의 바람은 행성의 자전 반대편인 서쪽으로 불었다.구름 시스템은 몇 시간 안에 생겨나고 분해되며, 거대한 폭풍은 상층부에서 16시간에서 18시간 안에 지구 전체를 돌고 있는 별도의 구름 층이 발견되었습니다.보이저 2호는 목성의 대적점과 비슷한 대흑점이라고 불리는 고기압을 발견했다.그러나 1994년 허블우주망원경에 의해 촬영된 사진들은 대흑점이 [7]사라졌다는 것을 밝혀냈다.또한 해왕성의 대기권 상층부에는 D2로 명명된 아몬드 모양의 점과 "스쿠터"[4][8]라고 불리는 구름 갑판 위 높은 곳에서 밝고 빠르게 움직이는 구름이 보였다.

프로테우스의 보이저 2호 이미지

해왕성계의 플라이바이(fly-by)는 해왕성의 질량을 최초로 정확하게 측정했는데, 이는 이전에 계산한 것보다 0.5퍼센트 적은 것으로 밝혀졌다.새로운 수치는 행성 X가 해왕성과 [9][10]천왕성의 궤도에 작용했다는 가설을 반증했다.

해왕성의 자기장은 매우 기울어져 있고 행성의 중심에서 크게 상쇄되는 것으로 밝혀졌다.탐사선은 지구나 다른 행성들보다 훨씬 약한 오로라를 발견했다.선상의 라디오 기구는 해왕성의 하루가 16시간 6.7분 동안 지속된다는 것을 알아냈다.해왕성의 고리는 보이저 2호가 방문하기 수년 전부터 지구에서 관측되었지만, 정밀 조사 결과 고리계는 완전한 원형이며 온전하다는 것이 밝혀졌고,[4] 총 4개의 고리가 계산되었다.

보이저 2호는 해왕성의 적도면을 도는 6개의 새로운 작은 위성들을 발견했는데, 그 이름은 나이아드, 탈라사, 데스피나, 갈라테아, 라리사, 프로테우스이다.해왕성의 위성 중 세 개(Proteus, Nereid, Triton)가 상세하게 촬영되었으며, 그 중 마지막 두 개만 방문 전에 알려져 있었다.프로테우스는 중력이 타원체를 구형으로 둥글게 만들지 않고 거의 그을음처럼 어둡게 보이게 하는 타원체임이 입증되었다.트리톤은 활동적인 간헐천, 극지방의 캡, 질소 얼음 입자로 생각되는 구름으로 특징지어지는 매우 얇은 대기와 함께 현저하게 활동한 과거가 있는 것으로 밝혀졌다.38K(-235.2°C)에 불과한 이 행성은 태양계에서 알려진 행성 중 가장 차가운 천체입니다.보이저 2호가 가까이에서 탐사할 마지막 고체 세계인 트리톤에 가장 가까운 접근은 약 40,000km(25,000mi)[4]였다.

외부 태양계에 대한 이전과 다가오는 임무 목록은 외부 행성에 대한 임무 목록 기사에서 찾을 수 있습니다.

장래의 미션을 생각할 수 있는 미션

2021년 7월 현재 넵투니아 시스템을 방문할 승인된 미래 임무는 없습니다.NASA, ESA, 그리고 독립적인 학술 단체들은 해왕성을 방문하기 위한 미래 과학 임무를 제안하고 이에 대해 연구하고 있다.일부 임무 계획은 아직 진행 중인 반면, 다른 계획은 포기되거나 보류되었다.

보이저 비행 이후, 나사의 해왕성계 과학 탐사의 다음 단계는 대표적인 궤도 탐사 [11]임무로 여겨졌다.이러한 가상의 임무는 2020년대 후반이나 2030년대 [11]초에 가능할 것으로 예상된다.2040년대에 제안된 또 다른 것은 [12]넵튠-트리톤 익스플로러라고 불린다.NASA는 (카시니호와 유사한 설계의) 플라이바이와 궤도선 미션 모두를 위한 몇 가지 다른 프로젝트 옵션을 연구했습니다.Huygens의 토성 미션).이 임무들은 종종 "RMA 넵튠-트리톤-KBO" 임무로 불리며, 카이퍼 벨트 물체(KBO)를 방문하지 않는 궤도 임무도 포함한다.예산 제약, 기술적 고려 사항, 과학적 우선 순위 및 기타 요인들 때문에,[13] 이들 중 어느 것도 승인되지 않았습니다.

개발 중인 해왕성에 대한 구체적인 탐사 임무 제안은 다음과 같다.

  • Interstellar Express - 태양권 탐사를 위해 설계된 CNSA의 한 쌍의 프로브입니다.두 번째는 2038년 1000km 떨어진 해왕성을 지나 태양권 [14]끝자락에 대기권 탐사선을 떨어뜨릴 것이다.
  • ODIUS - 넵투니아와 Uranian 시스템을 조사하기 위한 쌍둥이 우주선 임무에 기초한 임무 개념입니다.출시일은 2034년입니다.[15][16]
  • OSS 미션 - ESA와 NASA가 공동으로 제안하는 플라이바이 미션.이것의 주된 초점은 외태양계를 포함한 깊은 우주의 중력장을 지도화하는 것이다.[17]
  • 트리톤 호퍼 - NIAC의 해왕성 [18]달 트리톤에 착륙하여 사이트 간 비행을 목적으로 한 해왕성 임무 연구.
  • 트라이던트 - 디스커버리 프로그램의 최종 후보자는 2038년에 해왕성의 단일 통과를 수행하고 가장 큰 달 트리톤을 [19]면밀히 연구할 것이다.
  • 넵튠 오디세이 - 2033년에 발사되어 2049년에 [20]해왕성에 도착할 가능성이 있는 대규모 전략 과학 임무로서 NASA에 의해 연구되고 있는 해왕성 궤도선과 대기 탐사선의 현재 임무 개념.

취소되거나 선택되지 않은 미션 개념은 다음과 같습니다.

  • 아르고 - New Frontiers 프로그램에서 취소된 미션 컨셉, 목성, 토성, 해왕성(트리톤과 함께) 및 2019년 발사 예정인 카이퍼 벨트를 방문하는 플라이바이 미션.
  • 뉴호라이즌스 2 - 뉴호라이즌스 우주탐사선에 기반한 해왕성 시스템과 카이퍼 벨트로의 플라이바이 미션의 취소된 미션 컨셉.

지구에서 해왕성으로의 발사를 위한 가장 낮은 에너지 궤도는 목성의 중력 보조 장치를 사용하여 목성이 지구와 해왕성에 비해 유리한 위치에 있을 때 12년 주기로 최적의 발사 창을 엽니다.2014년부터 2019년까지 이러한 해왕성 미션을 위한 최적의 발사 창구가 열려 있었고, 다음 기회는 2031년에 [21]있었다.이러한 제약조건은 목성의 중력보조요구에 기초하고 있다.보잉사에서 개발 중인 새로운 우주발사시스템(SLS) 기술로, 더 무거운 탑재물을 탑재한 심우주 임무는 잠재적으로 훨씬 더 빠른 속도로 추진될 수 있고 (15년 후 200AU), 외부 [22][23]행성에 대한 임무는 중력의 도움과는 독립적으로 발사될 수 있다.

멀리서 본 과학 연구

허블우주망원경과 같은 우주망원경은 모든 전자기 스펙트럼에 걸쳐 멀리서 희미한 물체를 세밀하게 관찰하는 새로운 시대를 의미합니다.이것은 해왕성과 같은 태양계의 희미한 물체들을 포함한다.1997년부터 적응광학 기술은 또한 지상 망원경으로 해왕성과 해왕성의 대기의 상세한 과학적 관찰을 가능하게 했다.이러한 영상 기록은 HST의 능력을 훨씬 능가하며,[24] 어떤 경우에는 천왕성과 같은 보이저 영상도 마찬가지입니다.그러나 지상 관측은 특히 높은 에너지 [25][26]파장의 불가피한 대기 흡수 때문에 특정 파장의 전자파 등록에 항상 제한을 받는다.

레퍼런스

  1. ^ "China to launch a pair of spacecraft towards the edge of the solar system". 16 April 2021.
  2. ^ name="2004년 3월 AAS"
  3. ^ Ulivi, Paolo; Harland, David M (2007). Robotic Exploration of the Solar System Part I: The Golden Age 1957–1982. Springer. p. 426. ISBN 9780387493268.
  4. ^ a b c d "Fact Sheet". JPL. Retrieved 3 March 2016.
  5. ^ a b Ulivi, Paolo; Harland, David M (2007). Robotic Exploration of the Solar System Part I: The Golden Age 1957–1982. Springer. pp. 424–425. ISBN 9780387493268.
  6. ^ JPL의 "Neptune" 페이지를 참조하십시오.
  7. ^ "Hubble Discovers New Dark Spot on Neptune". Hubblesite.org. NASA. 19 April 1995. Retrieved 4 March 2016.
  8. ^ "Neptune: "을 참조하십시오.상세"를 참조해 주세요.
  9. ^ Tom Standage(2000).해왕성 파일: 천문학적 경쟁과 행성 사냥의 선구자들 이야기.뉴욕: 워커, 페이지 188. ISBN 978-0-8027-1363-6.
  10. ^ Chris Gebhardt; Jeff Goldader (August 20, 2011). "Thirty-four years after launch, Voyager 2 continues to explore". NASASpaceflight.
  11. ^ a b Clark, Stephen (25 August 2015). "Uranus, Neptune in NASA's sights for new robotic mission". Spaceflight Now. Retrieved 7 September 2015.
  12. ^ "Solar System Exploration" (PDF). Science Mission Directorate (NASA). September 2006. Retrieved 5 August 2015.
  13. ^ "Planetary Science Decadal Survey, JPL Rapid Mission Architecture, Neptune-Triton-KBO Study Final Report" (PDF). NASA. February 2010. Retrieved 5 August 2015.
  14. ^ "China Considers Voyager-like Mission to Interstellar Space".
  15. ^ "Origins, Dynamics and Interiors of Neptunian and Uranian Systems". Retrieved 5 August 2015.
  16. ^ "Astronomers Make the Case for a Mission to Neptune and Uranus". The Physics arXiv Blog. arXiv. 17 February 2014. Retrieved 5 August 2015.
  17. ^ Christophe; et al. (October 2012). "OSS (Outer Solar System): a fundamental and planetary physics mission to Neptune, Triton and the Kuiper Belt". Experimental Astronomy. 34 (2): 203–42. arXiv:1106.0132. Bibcode:2012ExA....34..203C. doi:10.1007/s10686-012-9309-y. S2CID 55295857.
  18. ^ Steven Oleson (7 May 2015). "Triton Hopper: Exploring Neptune's Captured Kuiper Belt Object". NASA Glenn Research Center. Retrieved 11 February 2017.
  19. ^ "Neptune's Moon Triton Is Destination of Proposed NASA Mission". New York Times. 2019-03-19. Retrieved 27 March 2019.
  20. ^ Abigail Rymer; Brenda Clyde; Kirby Runyon (August 2020). "Neptune Odyssey: Mission to the Neptune-Triton System" (PDF). Retrieved 18 April 2021.
  21. ^ Candice Hansen; et al. "Argo - A Voyage Through the Outer Solar System" (PDF). SpacePolicyOnline.com. Space and Technology Policy Group, LLC. Archived from the original (PDF) on 24 September 2015. Retrieved 5 August 2015.
  22. ^ "Space Launch Mission" (PDF). The Boeing Company. 2013. Archived from the original (PDF) on 23 September 2015. Retrieved 6 August 2015.
  23. ^ William Harwood (3 July 2014). "NASA finalizes $2.8 billion Boeing contract for SLS rocket stage". CBS News. Retrieved 6 August 2015.
  24. ^ Oddbjorn Engvold (2007). Reports on Astronomy 2003–2005 (IAU XXVIA): IAU Transactions XXVIA. Cambridge University Press. p. 147. ISBN 978-0-521-85604-1.
  25. ^ Nemiroff, R.; Bonnell, J., eds. (18 February 2000). "Neptune through Adaptive Optics". Astronomy Picture of the Day. NASA.
  26. ^ 해왕성과 프로테우스 행성 및 우주과학의 첫 번째 지상 적응광학 관측 제45권, 제8호, 페이지 1031–1036, 1997

원천

외부 링크