마르스 가이저 호퍼

Mars Geyser Hopper
마르스 가이저 호퍼
NASA Mars Polar Geyser Hopper.jpg
착륙 시(왼쪽) 및 크루즈 스테이지가 부착된 에어로셸 내부에 포장된 Mars Geyser Hopper의 CAD 모델(오른쪽)
미션 타입화성 착륙선
교환입니다.NASA
COSPAR ID Edit this at Wikidata
미션 기간화성 지표면에서의 1년(22개월)
우주선 속성
발사 질량1,092 kg (2,407파운드)
랜더: 500 kg (1,100파운드)
힘150 W의 태양광 어레이,
랜더: 133 W의 ASRG
화성 착륙선
착륙 지점화성 남극

Mars Geyser Hopper(MGH)는 NASA의 디스커버리급 우주선 개념의 설계 참조 임무로,[1][2] 화성의 봄철 간헐온천을 조사한다.

MGH가 사용하자고 제안한 전력 기술은 첨단 스털링 방사성 동위원소 발생기(ASRG)[3]였다.나사는 ASRG 설계를 마치고 이 장치의 테스트 유닛을 하나 만들었지만, 이 프로그램은 2010년대 [4][5]중반까지 종료되었다.InSight 및 다음 Discovery의 준최종 후보 중 어느 쪽도 ASRG 또는 RTG를 사용하지 않는다.[6] ASRG가 의존하는 플루토늄 유형의 공급이 제한적이고 수요가 많기 때문이다.

배경

화성 남극 만년설(주: 이 경우 얼음은 물 얼음과 달리 이산화탄소 얼음을 의미할 수도 있음)

디스커버리 프로그램은 NASA에서 새로운 프로그램을 위한 논의를 거쳐 1990년대에 시작되었으며 제네시스, 딥 임팩트, 케플러 등의 임무를 완수했습니다.이 프로그램은 적어도 초기에 [7]선택하기 위해 고안되었습니다.

최초의 무인 로봇 우주선 중 하나는 1967년 달에 연착륙하고 착륙 [3]후 홉을 수행한 서베이어 6호였다.호퍼 임무를 위한 또 다른 가능성 있는 것은 토성의 위성 엔셀라두스일 [8]것이다.호퍼는 잠재적으로 다른 착륙 [8]지점을 방문할 수 있는 능력으로 유명하다.또 다른 호퍼형 미션은 혜성 46P/[9]위타넨으로의 호핑 미션을 연구하기 위해 디스커버리 준결선상을 받은 혜성 호퍼였다.

2012년에 가이저 호퍼 미션이 인사이트 화성 착륙선을 [10]따라 비행할 수 있다는 추측이 있었다.

미션의 개요

이 임무에는 3억 5천만 달러의 비용이 들 것으로 예상되었으며, 발사 비용을 제외하고도 4억 2천 5백만 달러 이하의 비용 상한선을 충족할 것으로 예상되었습니다.화성 남부 여름에 착륙하려면 2016년 3월 1일(또는 늦어도 2016년 12월 31일) 발사 요건이 있어야 한다.비용을 절감하고 위험을 최소화하기 위해, 우주선 개념은 이전 우주선 설계인 Mars Phoenix 착륙선에 기초한다. Mars Phoenix 착륙선은 연착륙 능력을 통합하고 이 임무 요건에 [2]맞게 재기동 가능한 로켓 추진 시스템을 통합한 입증된 비행 유산을 가지고 있다.

이 우주선은 화성 남극 근처의 목표 착륙 지역에 착륙하게 되는데, 이 지역에서는 간헐천이 수백 킬로미터에 걸쳐 존재하며, 매 1~2 킬로미터마다 최소 한 개의 간헐천 밀도(0.62~1.24 mi)의 간헐천이 존재하며, 여름철 착륙 후 착륙 위치에서 최소 두 번 "홉"하여 위치를 조정할 수 있다.o 간헐천 사이트 및 겨울 내내 봄의 첫 햇빛이 비칠 때까지 기다렸다가 화성 간헐천 현상을 직접 목격하고 잔해 패턴과 채널을 [2]조사합니다.

거대한 '거미'의 특징은 침전물을 뿜어내어 어두운 모래 언덕의 반점을 만들어낸다.이미지 크기: 지름 1km(0.62mi)
실뱅 피큐에 따르면 태양빛은 바닥에서 승화를 일으켜 결국 분출되는2 가압된 CO가스가 축적되고 먼지가 유입되며 바람의 작용을 나타내는 명확한 방향성을 가진 어두운 부채꼴 퇴적물로 이어진다.
화성의 간헐천에서 모래가 쌓인 제트기가 분출하는 모습을 보여주는 아티스트 컨셉. (NASA 출판; 아티스트:론 밀러).

화성의 간헐천은 어떠한 지상 지질 현상과도 다르다.이러한 특징의 모양과 특이한 거미 모양은 서리 반사율의 차이에서부터 생물학적 과정을 포함한 설명에 이르기까지 그들의 기원에 대한 다양한 과학적 가설을 자극했다.그러나 현재의 모든 지구물리학 모델은 간헐천과 같은 [11][12][13][14][15][16][17][18][19]활동을 가정한다.그들의 특징과 형성 과정은 여전히 논쟁의 대상이다.

있는 많은 특성들을, 방사한 채널은 땅과 얼음의 거미줄의 출현을 새겼습니다는 ice,[12]아랠 rilles이나 채널과 그러한 어두운 모래 스폿의 외관이 계절 프로스팅과 이산화 탄소 얼음 결과 defrosting 다음, 압력 그들의 인테리어 ejects 가스에서 d축적궤 b얼음 표면에 퇴적되어 어두운 모래 [11][12][13][14][15][16][17]언덕을 형성하는 아스팔트 모래 또는 먼지.이 과정은 며칠, 몇 주 또는 몇 달 사이에 일어나는 것으로 관찰되며 지질학에서 특히 [20]화성에서 상당히 이례적인 증가율을 보이고 있습니다.

미션 컨셉

발사부터 시작되는 주요 임무 기간은 30개월이며, 8개월의 행성간 순항과 22개월(화성 1년)의 주요 임무로 구성됩니다.우주선은 대기권에 진입해 간헐천이 형성되는 것으로 알려진 남극 지역에 로켓으로 움직이는 연착륙을 하게 된다.이 착륙은 표면에 얼음이 없는 극지방의 여름 동안 일어날 것이다.예상 착륙 타원은 20 x 50km(12 mi × 31 mi)이므로 착륙은 특정 간헐천 위치가 아닌 지역을 목표로 한다.첫 번째 착륙 후 단계에서는 착륙 지점의 특성을 파악하고 얼음이 없는 여름 기간 [1]동안 이 지역의 지표 지질학을 이해하기 위한 과학 작업을 수행합니다.

우주선은 과학 장비를 보관하고 최대 2km(1.2mi)[2] 거리의 첫 번째 홉을 위해 엔진을 다시 점화할 것이다.이 홉은 착륙선을 간헐천 지역을 직접 탐사할 수 있는 위치에 배치하고 간헐천이 있었던 지점의 표면을 조사하도록 설계되어 있습니다.

다시 한번, 우주선은 계기들을 보관하고 100미터(330피트)의 거리인 두 번째 홉을 위해 엔진을 작동시킬 것이다.이 홉은 착륙선을 겨울 오버 사이트에 배치한다. 착륙선은 알려진 간헐천 부지에 가깝지만 위치하지는 않으며 예상 잔해 기둥의 낙하 패턴 외부에 위치할 수 있는 비교적 높은 고도로 선택된 지점이다.우주선은 남은 햇빛 동안 지역 특성을 파악한 후 "겨울잠복 모드"에 들어갈 것이다.착륙선은 겨울 동안에도 엔지니어링 현황 자료와 기상 보고를 계속 전송하지만, 주요 과학 [1]작업은 수행하지 않을 것이다.

북극 스프링이 도착하면 착륙선은 최적의 시야를 위해 선택된 위치에서 간헐천 현상을 연구할 것입니다.우주선에 탑재된 자동 간헐천 감지 기능은 환경을 스캔할 것입니다. 비록 일상적인 이미지는 우주선에서 버퍼링되지만, 우주선이 간헐천을 감지하기 전까지는 영상이 지구로 전달되지 않을 것입니다.이는 입자 움직임의 LIDAR 특성 분석 및 적외선 분광법을 포함한 고속 고해상도 이미지를 트리거합니다.동시에, 과학 기구들은 착륙선 표면에 [2]분출되는 모든 낙진 입자의 화학 분석을 할 것이다.

간헐천은 봄철 성수기에 하루에 1개 정도의 비율로 분출한다.두 개 이상이 동시에 감지될 경우 우주선 알고리즘은 가장 가깝거나 "최상"에 초점을 맞춥니다.착륙선은 약 90일 동안 이 일차 간헐천 과학을 계속할 것이다.봄/여름 시즌 동안 수십 개의 간헐천 관측치가 예상됩니다.원한다면, 2018년 8월 11일부터 화성의 한 해 동안 그리고 두 번째 [2]화성 여름까지 연장된 임무 수행이 계속될 것이다.

호퍼 개념은 여기에서 논의된 극지 간헐천 관측 임무 이외의 탐사 임무에도 사용될 수 있다.최초 착륙 위치에서 관심 있는 과학 영역까지 로켓으로 움직이는 여러 홉을 만드는 능력은 태양계의 다른 곳뿐만 아니라 화성의 광범위한 지형에 걸쳐서 가치가 있을 것이고, 이전의 어떤 임무보다 훨씬 더 거친 지형을 통과할 수 있는 새로운 형태의 로버를 보여줄 것입니다.많은 행성과 달의 [2]탐사에 적용될 수 있는 개념.

우주선

폴라 랜더는 폴라 랜더로 착륙을 시도했지만 이후 피닉스 화성 폴라 랜더에 의해 임무를 완수했다.

전원

간헐천 현상은 오랜 어둠 후에 발생하며 간헐천 자체는 온도가 -150°C(-238°F) 범위에 있고 태양 각도가 수평선보다 몇 도만 높은 극성 스프링이 시작될 때 발생합니다.간헐천 발생 시 극한 환경, 낮은 태양각, 그리고 간헐천이 발생하기 훨씬 전에 태양빛이 없는 기간 동안 탐사선을 배치하는 것이 바람직하다는 사실 때문에, 이 환경은 태양 어레이를 1차 전력원으로 사용하기 어려운 환경입니다.따라서 추가 전력이 짧은 홉 [2]중뿐만 아니라 진입/강하/착륙 시 사용되는 리튬이온 배터리를 포함하여 126kg(278lb) 질량의 첨단 스털링 방사성 동위원소 발생기(ASRG)를 사용하기 위한 매력적인 임무입니다.그러나 ASRG 개발은 [21]2013년에 NASA에 의해 취소되었다.

추진력

호핑 추진은 피닉스 착륙 시스템을 기반으로 하며, 착륙 및 호핑을 위해 ISP 230초를 갖춘 15개의 에어로젯 MR-107N 추진기를 갖춘 통합 히드라진 모노로플란트 블로다운 시스템을 사용한다.RCS는 에어로젯 MR-103D 스러스터 4쌍(215초 Isp), 에어로젯 MR-102 스러스터 1쌍(220초 Isp)[2]이다.이 시스템은 191kg의 추진체로 연료를 공급받을 것이다.

의사소통

착륙선은 X-밴드를 통해 크루즈 갑판을 통해 지구로 직접 통신한 다음 UHF 안테나를 사용합니다.영상촬영과 모든 데이터 전송은 화성 정찰 궤도선 운영팀과 [2]함께 조정될 것이다.

과학 기구

이 과학 장비에는 간헐천 이벤트를 볼 수 있는 스테레오 카메라(MastCam)와 토양 표면 아래를 파고 호퍼에서 화학 분석을 위해 토양 샘플을 채취할 수 있는 로봇 팔(Phoenix)이 포함되어 있다.광검출 및 측거계(LIDAR), 랜딩 카메라 및 원격지질분석용 열분광계 및 기상감지를 포함한다.[2]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Landis, Geoffrey A.; Oleson, Steven J.; McGuire, Melissa (9 January 2012). "Design Study for a Mars Geyser Hopper". NASA. Retrieved 2012-07-01.
  2. ^ a b c d e f g h i j k Geoffrey A. Landis; Steven J. Oleson; Melissa McGuire (9 January 2012). Design Study for a Mars Geyser Hopper (PDF). 50th AIAA Aerospace Sciences Conference. Glenn Research Center, NASA. AIAA-2012-0631. Retrieved 2012-07-01.
  3. ^ a b "Concepts and Approaches for Mars Exploration (2012): ASRG Mars Geyser Hopper" (PDF).
  4. ^ "Stirling Converter Technology". NASA. 2014. Archived from the original on 2012-08-07.
  5. ^ Dreier, Casey (23 January 2014). "Closing out the ASRG program". The Planetary Society.
  6. ^ NASA의 핵연료 부족이 미래의 우주 임무를 위태롭게 할 수 있다
  7. ^ Landis, Geoffrey; Oleson, Steven; McGuire, Melissa (2012). "Design Study for a Mars Geyser Hopper". 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition. doi:10.2514/6.2012-631. hdl:2060/20120004036. ISBN 978-1-60086-936-5.
  8. ^ a b BBC 엔셀라두스가 외계 생명체를 위한 가장 달콤한 장소로 선정되다
  9. ^ NASA 고다드 관리 혜성 호퍼 미션 추가 연구 대상 선정
  10. ^ Dorminey, Bruce (22 August 2012). "NASA May Go Mars Geyser Hopping". Forbes. Archived from the original on August 25, 2012. Retrieved 2015-10-25.
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  13. ^ a b Kieffer, H. H. (2000). Annual Punctuated CO2 Slab-ice and Jets on Mars (PDF). Mars Polar Science 2000. Retrieved 1 July 2012.
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  20. ^ Ness, Peter K.; Greg M. Orme (2002). "Spider-Ravine Models and Plant-like Features on Mars – Possible Geophysical and Biogeophysical Modes of Origin" (PDF). Journal of the British Interplanetary Society (JBIS). 55: 85–108. Archived from the original (PDF) on 20 February 2012. Retrieved 1 July 2012.
  21. ^ 미래 행성 탐사에서의 ASRG 취소

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외부 링크