Discovery Mission 13 및 14 선택

Selection of Discovery Mission 13 and 14
2016년 1월 현재 Discovery 프로그램 웹 사이트의 헤더.[1]

디스커버리 프로그램의 미션 13과 14의 선정 과정은 NASA가 다음 디스커버리 임무를 위한 기회 발표(AO) 초안을 작성하면서 2014년 2월에 시작되었다. 우승한 미션 제안서는 미션 개발 및 건설을 위한 자금 4억 5천만 달러를 지원받았으며, 미션에 특정 기술이 포함될 경우 보너스 자금도 지원받았다. 디스커버리 미션 13과 14에 대해 NASA는 28개의 제안을 받았는데, 그 중 16개는 특히 소형 태양계 몸체를 중심으로 한 것이었다. 2017년 1월 주피터 트로이 목성의 다중 비행 임무인 루시와 금속 소행성 16 프시케의 임무인 프시케가 각각 2021년 10월, 2023년 10월 발사로 대회 우승자로 발표됐다.

루시와 프시케 모두 2015년 9월 NASA가 발표한 최종 최종 후보 명단에는 금성 대기 탐사선 DAVINCI, 마젤란 스타일의 금성 궤도 탐사선 VERITAS, 그리고 잠재적으로 위험한 근접 지구 물체 탐지에 초점을 맞춘 우주 관측소 NEOCAM도 포함됐다. 기존 3종과는 달리 최종 5종이 선정된 것은 1999년 디스커버리 미션 7, 8종 선발 이후 처음이다. 각 결승 진출자는 미션 제안서를 개발하기 위해 300만 달러를 받았으며, NEOCam 개념은 대회가 끝날 무렵 NASA로부터 추가 자금 지원을 받았다. 또한 2001년 디스커버리 미션 9와 10이 선정된 이후 두 개의 미션이 한 라운드로 비행하게 된 것은 이번이 처음이다.

배경

InSight 우주선의 건설. 디스커버리호 발사는 2018년으로 늦춰질 예정이어서 7년 간의 프로그램 출시 공백이 남게 됐다.

디스커버리 프로그램이 정기적으로 임무를 착수할 수 있는 능력은 2000년대 후반과 2010년대 초반에 걸쳐 NASA의 예산이 삭감되어 21세기 디스커버리 프로그램을 위한 기회의 발표로 이어지게 되었다.[2][3] 2011년 3월 발간된 디케이드 2013~2022년 행성 과학을 위한 비전과 보이저즈(Voyages for Planet Science) 조사에서 NASA에 발사 간격 2년이라는 짧은 기간 만료를 만들어 "디스커버리 프로그램의 원래 목표를 유지하라"고 권고했다.[4][5] 그들은 또한 한 달에서 24개월마다 두 개의 미션 개념을 선정하고 자금을 지원하도록 권고했는데, 이것은 궁극적으로 매년 한 번의 디스커버리 미션 출시를 야기하게 될 것이다.[4]

제13회 디스커버리 미션 대회를 시작한 기회의 호출을 앞두고 프로그램에는 11개의 미션이 착수된 상태였다. 12번째 임무인 InSight는 수많은 진공 테스트 동안 우주선의 주요 기구 중 하나에 누출을 억제하려는 시도가 실패함에 따라 2016년 3월 첫 발사 날짜에서 연기되었다.[6][7] 이에 따라 이번 발사는 대회 종료 1년 후인 2018년 5월로, 13차 디스커버리 임무 개시 2년 전인 2018년 5월로 연기됐으며 비용 초과액은 1억5500만 달러였다.[8][9] NASA 관계자들은 InSight가 직면한 문제가 프로그램과 Discovery Mission 13 대회에 영향을 미치지 않을 것이라고 주장했지만 비용 초과, Discovery 프로그램 출시 7년간의 격차, 프로그램에 대한 영향 등이 우려되었다.[10][11]

과정

NASA는 제13차 디스커버리 프로그램 임무에 대한 제안에 NEXT 이온 추진기 기술을 이용할 수 있게 했다.[12]

사상 처음으로 4억5000만달러의 비용 상한액에는 발사 후 운영비가 포함되지 않는다.[15] 최종 요구 사항은 2014년 11월 5일에 발표되었다. 그 중에서도 레이저 통신 패키지는 요구 사항은 아니지만 포함된 경우 예산 보너스를 부여할 수 있다는 점을 명확히 했다.[16]

  • 달 거리(지구에서 달까지의 거리)를 1회 이상 레이저로 전송해 우주에서 레이저 통신(무선 통신과는 반대)[13][17][18]을 시연하려 할 경우 3000만 달러를 추가로 사용할 수 있다. 이 시스템은 DSOC(Deep Space Optical Communications)라고 불린다.[19] 이 장치는 우주선 통신 성능과 효율성을 기존 수단에 비해 10배에서 100배까지 높일 수 있게 된다.[19][20]

타임라인

기회 발표

엔셀라두스는 널리 알려진 엔셀라두스 생명체 발견 제안의 대상이었다.

디스커버리 미션 12 대회의 종료에 따라, 다음 기회 발표(AO)의 의회 마감일은 2014년 5월 1일로 정해졌다. 미 의회는 NASA의 다른 부서와 프로젝트와 마찬가지로, 오바마 행정부의 원래 요청인 FY14로부터 디스커버리 프로그램 예산 7500만 달러를 증액하는 것을 승인했다.[21] 그러나 NASA의 과학선교국 관계자들은 2014년 1월 이 기한을 맞추지 못할 것이며 몇 달 정도 연기될 가능성이 있다고 말했다. 제임스 '짐' 그린 NASA 행성과학과장은 기자회견에서 "5월 1일 날짜를 알려줬는데 현실성이 없다"면서 "지난 10년간 디스커버리 프로그램에 배정된 예산이 줄어든 상황에서 마감일이 실현 불가능했다"고 지적했다.[3][22] 한 달 후, 고다드 우주 비행 센터에 의해 디스커버리 프로그램의 13번째 임무에 대한 AO 초안이 발표되었는데, 이 초안은 최종 3명이 300만 달러를 받고 그들의 제안을 더 발전시키기 위해 선택될 것이며, 우승자는 그들의 우주선을 건설하고 임무를 운영하기 위한 4억 5천만 달러의 자금을 받는 과정을 요약한 것이다.딩 발사 비용 – NASA가 당초 예상했던 5억 달러보다 5천만 달러 감소.[21] 초안은 아담,(국방부 우주 작전 위원회)[19]그 장치는 우주선 통신 성능을 향상시킬 수 있을 것이다 결국 디스커버리 임무를 수행한 13일 히트 실드 익스트림 Entry환경 기술(HEEET)과 딥 스페이스 개발 같은 최종 AO에 그것을 해낼 수 있을지 기술에 대한 잠재적 재정적 인센티브 포함했다.한d 기존 수단에 비해 10배에서 100배까지 효율성이 향상됨.[19][20] 최종 AO의 예상 출시일은 당초 의회 마감일로부터 4개월 후인 2014년 9월에 발표될 것으로 예상됨.[3][23] 초안의 공문은 2014년 7월 2일에 전면 공개되었으며, 최종 AO는 11월 5일에 공개되었다.[24][25][26]

NASA는 2015년 2월 26일까지 다음 디스커버리 임무에 대한 28건의 제안을 받았다.[5][27] 마감일에 록히드 마틴 스페이스 시스템즈는 계약자로서 많은 제안들을 지지하고 있다고 발표했다.[5] NASA는 디스커버리 프로그램 임무에 대해 어떤 제안을 받는지 밝히지 않지만, 많은 미션 팀들은 일년 내내 다양한 과학적이고 천문학적인 회의와 회의를 통해 그들의 제안을 공개하였다.[28] 우주생물학 엔셀라두스를 목표로 한 이 대회에 참가한 한 특별한 선수는 1라운드 도중 뉴스 매체로부터 상당한 관심을 받았다.[29][30][31][32] 이오 화산 옵서버는 2015년 3월 제64회 달·행성과학대회에서도 참가자로 밝혀졌는데, 이는 이전에 디스커버리 미션 12와 뉴 프론티어 미션 3 대회에 참가한 이후 세 번째 도전이다.[33] 2015년 6월 30일 3시간 동안 진행된 NASA 소체평가단 회의에서 열린 브리핑을 통해 소행성을 대상으로 한 다수의 제안서도 각 팀에 의해 공개됐다.[27] 이번 회의에서는 볼에어로스페이스, 보잉 디펜스, 스페이스 앤 시큐리티, 오비탈 ATK 등 3개 계약업체가 추가로 경쟁입국을 지원하는 것으로 드러났다.[27] 이번 대회 1라운드에서 주목할 만한 사건은 2015년 9월 NASA가 B612재단의 Sentinel Space 망원경(NEO)과 관련된 종료를 발표한 것으로 다수의 새로운 근접 지구 물체(Near-Earth)를 발견하는 데 초점을 맞춘 적외선 우주 관측소다.[34] NEO를 추구하는 적외선 우주 관측소 임무이기도 했던 거의 비슷한 NEOCam 제안은 적절한 대체 임무로 작용함으로써 NASA의 센티넬 개입이 종료되는 혜택을 노렸다.[34]

결승전 및 선정

내년 이맘때, [최종제안]이 들어와서 분석을 해보면, 한 두 가지를 선택할 수 있을지에 대한 기준이 있는데, 그 기준은 당연히 예산안이다. 그들이 얼마나 잘하는지 또한 그렇다. 그들은 비용 상한선을 넘지 않는 능력을 보여줘야 한다.

— James L. Green, Director of the Planetary Science Division, NASA[35]

2015년 9월, NASA에 보내진 수많은 제안 중, 5개가 이 대회의 결승전에 참가하기 위해 공식적으로 선정되었다.[36] 선정에는 비너스를 겨냥한 두 개의 우주선인 DAVINCI와 VERITAS가 포함되었다; NASA는 마젤란과 함께 1994년 이후로 방문하지 않았던 행성이다.[37] 소행성을 목표로 한 두 가지 임무인 프시케와 루시, 그리고 근지구 물체를 중심으로 한 우주 관측소인 네오캠도 선정되었다.[37] 1999년 Discovery Mission 7, 8이 선정된 이후 처음으로 5개의 미션이 최종 후보지로 선정되었으며, 일반적으로 3개만 경쟁 대상으로 선정되었다.[37][38] NASA에 따르면, 이 이면의 이유는 자금과 발사를 위해 하나의 임무 대신 두 개의 임무를 선정할 가능성을 열어두는 것이었다.[35] 2016년 11월과 12월에 각각 제안된 5개의 운영 및 제조 센터에 대한 NASA 직원의 현장 방문이 이루어졌다.[39] 특히 애리조나 주립대학의 카린 발렌타인 교수는 프시케 임무의 제조 예정지인 스페이스 시스템즈 로랄에 도착한 30명의 NASA 대표들이 현장 방문 동안 직원들과 임무 팀원들을 인터뷰하며 9시간을 보냈다고 말했다. 린다 엘킨스-탠튼 수석 조사관은 "미션에 대한 복잡하고 기술적인 질문에 대한 답을 제시하는 데 시간이 부족했다"고 말하면서도 프시케 팀은 방문 준비에 최대 6개월을 보냈다고 말했다.[39]

비너스와 소행성은 디스커버리 미션 13과 14 대회의 결승전 진출자들 사이에서 공통적인 주제였다.

결승전 1년 내내, DAVINCI와 VERITAS의 선정에 따라, 금성에 새로운 초점과 관심이 모아졌다. 금성에 대한 현대 대중과 미디어의 관심은 2015년 12월 아카츠키의 2차 궤도 삽입 시도가 성공한 후,[40][41][42] 그리고 그 후 1년 동안 지구로부터 초기 데이터가 되돌아온 이후로 고조되었다.[43][44] VERITAS와 DAVINCI 둘 다 최근 지구상의 화산학, 그리고 금성 대기권의 냉랭한 층에 관한 발견을 통해 이 시기에 미디어에서 두드러지게 다루어졌다.[46] 두 가지 모두 각각의 임무에 대한 관심의 대상이다.[45] 이 외에도, 이 미션들은 네이처,[40] 유니버스 투데이 같은 저널과 웹사이트에서 특집 기사들을 다루기도 했다.[47] 프시케는 2016년 10월 임무의 대상인 16개 프시케에 대한 물 증거가 발견된 이후 최종 몇 달 동안 선정되기까지 언론에 공개되기도 했다.[48][49][50]

2017년 1월 4일 대회 우승자를 공개하기 위해 소집된 기자회견은 당초 2016년 9월과 12월 두 차례나 연기된 뒤 전날 발표됐다.[51][52][11] 대회의 우승자인 루시와 프시케는 회의 2시간 전에 보도 자료를 통해 발표되었다.[53][54][55] 대회의 추가 종료 결과는 또한 "A단계" 연구 하에 NEOCam에 대한 제안서 개발을 위한 추가 자금 지원이었다.[56] 짐 그린은 이번 임무의 선정은 NASA의 "태양계가 어떻게 형성되고 진화되었는지 조사하기 위한 보다 광범위한 전략"의 일환이라고 언급하면서 소행성과 작은 행성들을 "태양과 행성 가족이 어떻게 형성되고, 어떻게 변화하며, 어떻게 변하는지 이해하는 데 도움이 될 퍼즐의 추가 조각들"이라고 설명했다. 삶이 발전하고 지속될 수 있으며, 미래가 무엇을 지탱할 수 있는지."[57]

미션 제안

제안서 제출 마감일은 2015년 2월 16일이었으며 다음과 같은 일부 미션 후보를 포함했을 수 있다.[15][58]

토성계통
목성계
  • Io Volcano Observer - Io Volcano Observer - 지구 열 흐름, 유도 자기장, 용암의 온도, 대기 구성, 화산 플럼, 라바 등을 측정하여 Io의 활화산과 목성계 전체에 미치는 영향을 탐구하는 임무.[62]
  • AJAX(Advanced Jovian Castle eXplorer) - 단일 목성[63] 트로이 목성에 대한 임무
금성
VERITAS의 금성궤도 개념예술
  • 노블 가스, 화학 및 이미징(DAVINCI)에 대한 심층 대기 금성 조사- 63분 강하 시 비너스의 대기의 화학적 구성을 연구하는 대기 탐사선. 2015년 9월 최종 후보 5명 중 1명으로 선정되었다.
  • 비너스의 레이더(RAVEN) - 비너스의[64] 고해상도 매핑
  • 비너스 대기 및 지표면 탐색기(VASE)—대기 중 고귀한 가스와 가벼운 안정 동위원소의 전체 재고를 측정하고 구름에서 온도, 압력 및 바람 표면에 이르는 최초의 완전한 대기 구조 프로파일을 제공한다.[65]
  • VEITAS(Venus Emissivity), 라디오 사이언스(Radio Science), InSAR Teameter and Spectroscopy(VERITAS)— 금성의 표면과 전지구 표면 구성을 지구적이고 고해상도 지형 및 이미징을 생성하는 궤도형. 2015년 9월 최종 후보 5명 중 1명으로 선정되었다.
화성계
소행성, 혜성, 그리고 달의 제안
루시 컨셉 아트

결승전

우주선 아트
Transparent bar.svg 		이름 기관 주임 조사관 대상
Lucy spacecraft (proposal concept).png 루시. Colorado 사우스웨스트 연구소, 볼더 해럴드 F. 레비슨 목성 트로이 목성

루시는 2021년부터 2032년 최종 비행기까지의 여러 번의 비행으로 최소 5명의 목성 트로이 목성 트로이 목성 투어를 위한 우주선을 보내는 정찰 임무를 맡고 있다.[80] 이 우주선은 태양계의 형성과 진화에 대한 연구를 가능하게 하기 위해 각 트로이 소행성의 지질학, 표면 특징, 구성, 질량, 밀도를 관측할 것이다.[81] 그 임무는 심우주 원자 시계를 사용할 것이다.[81]

Psyche transparent.png 프시케 Arizona 애리조나 주립 대학교 린다 엘킨스 탠턴 프시케 16

소행성대 임무인 프시케는 M형 소행성 16 프시케에 우주선을 보내는 것을 목표로 하고 있다. 이 우주선은 태양계의 초기 형성 과정을 더 잘 이해한다는 목표로 궤도에서 태양계 초기 원자의 노출된 핵으로 여겨지는 소행성을 연구할 것이다; 지질학적 활동으로 인해 기존의 행성체에서는 연구할 수 없다.[82] 1차 임무는 소행성의 중력, 구성, 지형에 대한 연구에 초점을 두고 6개월 동안 지속될 것이다.[83] 게다가, 이 우주선은 던과 비슷한 태양 전기 추진 시스템을 사용할 것이다.[82] 그러나 프시케는 던이 사용하는 카우프만 추진기와는 달리 홀 효과 추진기를 사용할 예정이다.

해당 없음 다빈치 Maryland 고다드 우주 비행 센터 로리 글레이즈 금성

노블 가스·화학·이미징(DAVINCI) 심층대기 금성 조사는 금성 대기권을 통해 대기 탐침을 보내 63분간 하강하는 동안 연구해야 하는 임무다. 파이오니어 비너스 멀티프로브와 베네라 미션의 후속으로, 연구는 비너스에 활화산이 존재한다는 증거를 찾는 것과 파이오니어 비너스와 비너스 익스프레스에서 나온 발견을 기반으로 하는 것,[85] 그리고 이산화황 서명에 초점을 맞출 것이다.[86]

NEOcam transparent.png 네오캄 California 제트 추진 연구소 에이미 마인저 지구 가까이 있는 물체

NEOCam(Near-Earth Object Camera)은 잠재적으로 위험한 NEO(Near-Earth Earth Object Camera)를 찾아 식별하는 케플러 관측소와 디자인과 개념이 유사한 우주 관측소 임무다. 이 팀의 과학자들은 그들이 4년 간의 1차 임무 동안 메인 벨트에 존재하는 것으로 추정되는 지름 140m(460ft) 이상의 소행성 양의 3분의 2를 특징짓는 것을 주요 목표로 하여 현재 알려진 모든 것보다 최소한 10배 이상의 NEO를 발견할 수 있을 것이라고 말한다.[87] 우주선에 탑재된 기술 중 하나는 제트추진연구소에서 10년 넘게 개발해온 첨단 적외선 센서다.[88] 이 프로젝트의 주임 조사관인 에이미 메인저는 또한 지구 근거리에서 작은 행성을 관찰한 유사한 임무인 WISE(Wide-field 적외선 조사 탐사선)의 NEOWISE 임무의 주임 조사관이었다.[89] 이것은 디스커버리 프로그램의 자금 지원을 받기 위한 두 번째 시도가 될 것이다; 이것은 원래 2006년 디스커버리 미션 11의 선정 동안 NASA에 제출되었지만 최종 후보로 선정되지는 않았다.[90]

VERTIAS transparent.png 베리타스 California 제트 추진 연구소 수잔 스므레카르 금성

비너스 에미시빌리티, 라디오 사이언스, InSAR, 지형, 분광학(VERITAS)은 금성 궤도에 우주선을 배치해 고해상도 레이더 영상을 통해 행성 표면을 연구해 마젤란의 뒤를 이을 것을 목표로 하고 있다.[91] 이미지는 다중 스펙트럼 근적외선(NIR) 복사성 매핑 기능과 결합한 단일 패스 간섭계 합성 개구부 레이더(InSAR)로 구성된 X 밴드 레이더를 사용하여 얻을 수 있다.[92][93] 이 임무는 금성의 과거 지질학을 연구하고, 이 행성의 지질학적, 화산학적 역사 등 다른 심층 연구와 함께 한 번이라도 생명체를 지탱했을지 여부를 연구하며, 금성의 최근 과거에 일어날 수 있는 재포장 사건의 증거를 찾는 것이 주된 목적이다.[94]

제출

위해 경쟁 13디스커버리 임무를 선택하기 위해 28일 제안 미국 항공 우주국에 다양한 기관에서 제안은 12디스커버리 임무를 위해 2011년은 대회 동안 받은 숫자 제출했다.이러한 제안에[28]16특히 작은 태양계 몸에, 소행성, 혜성,kuiper 벨트 개체 등이 맞춰져 있었다.s,[27] 그리고 행성 달. 28개 제안 중 27개는 2015년 9월에 최종 후보지가 선정되기 전에 일반에 공개되었다.

참조

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