암석 샘플을 수집하는 화성 탐사선 Perseverance의 경로 매핑

NASA의 화성 탐사선 퍼서비어런스(Perseverance)가 고대 생명체를 찾기 위해 위험한 착륙을 목표로 하고 있다.

Perseverance 탐사선은 본질적으로 첨단 우주생물학자이자 지질학자로서 분화구 구석의 지질학적 역사와 과거 기후를 조사할 수 있는 장비를 갖추고 있습니다. 3년간의 탐사 끝에 탐사선은 분화구 바닥을 탐사하기 위해 15마일 이상을 이동했고, 부채꼴 앞쪽 꼭대기까지 올라갔으며, 현재 수십억 년 전에 있었던 고대 강 하구의 가장자리를 따라 탐사하고 있습니다. 분화구에 물이 채워지도록 허용했습니다. NASA는 지질학적 시간을 통한 이 여행을 다음과 같이 나누었습니다. 5가지 탐험 캠페인:

차량이 시속 152미터(0.1mph 미만)로만 이동할 수 있다는 점을 고려하면 상당한 거리를 주행한 것입니다. 로버가 지난 3년 동안 여기 지구상의 우리와 상황적 관계가 없는 행성 표면에서 이동한 경로를 고려할 때, 보다 친숙한 지형을 가로지르는 경로를 생각하는 것이 도움이 될 수 있습니다.

연구 과학자 케이티 스택 모건(Katie Stack Morgan)은 NASA는 로버가 프로펠러 앞쪽에 훨씬 더 가깝게 착륙할 것으로 예상했지만 착륙 위치는 결국 변장의 축복이 되었다고 설명했습니다. 흥미로운 화산이나 화성 사건. . 분화구 바닥에 있는 바위로, 굳이 나가서 탐험할 가치가 있는 곳이었습니다. Stack Morgan은 캘리포니아 공과대학(California Institute of Technology)의 NASA 제트 추진 연구소에서 근무하며 화성 2020 탐사선 임무의 프로젝트 과학자 부교수입니다.

Perseverance 팀은 화성의 첫 90일(화성의 날은 지구의 날보다 약 40분 더 깁니다) 동안 탐사선의 모든 부품과 도구를 테스트한 후 이동을 허용하고 38개의 티타늄 샘플 튜브 중 첫 번째 튜브를 수집했습니다. 로버가 채취한 첫 번째 샘플은 결국 샘플이 되었지만 공기 샘플 (화성의 대기는 96%가 이산화탄소입니다.) 다음으로 수집된 8개의 샘플은 화성암 코어였습니다.

NASA 팀이 샘플링을 고려할 암석을 선택하면 드릴링 프로세스가 시작됩니다. 첫째, 차량은 마모 패치를 절단하여 본질적으로 암석 상단을 긁어냅니다. 지질학자들은 패치에서 남은 먼지를 제거한 후 이를 추가로 분석할 수 있습니다. 과학자들이 샘플을 채취하기로 결정하면 탐사선은 암석을 약 2인치 정도 자르는 드릴링 도구로 변합니다. 그런 다음 로버는 샘플을 부수고 튜브에 단단히 밀봉합니다. 튜브는 로버의 배 부분에 있는 보관 선반에 배치됩니다.

원래 착륙 지점을 통과한 후 차량은 매우 평탄한 지형을 가로질러 4개월 간의 빠른 여행을 시작했습니다. 화성암에서 더 많은 퇴적암으로의 주요 지질학적 변화가 있을 것으로 예상되는 부채꼴 전면에 도달하는 데 중점을 두면서 약간의 과학을 수행했습니다. Perseverance가 해당 지역에 도달하자 탐사선은 기수를 따라 앞뒤로 향하는 지그재그 경로를 시작했습니다. “그는 지질학자들이 하는 일을 하고 있었습니다. 여러 지역을 탐험하고 이전에 탐험했던 노두로 돌아가는 것이었습니다.”라고 Stack Morgan은 말했습니다.

궁극적으로 5개월에 걸쳐 9개의 샘플이 수집되었습니다. 그중 7개는 퇴적암에서, 2개는 표토 또는 벌크 물질에서 수집되었습니다. 지구 우주선 팀의 예비 분석에 따르면 핵심 샘플은 강, 삼각주 및 호수 바닥 환경을 나타냅니다.

캠페인의 이 부분은 또한 1억 4천만 마일 떨어진 곳에서 차량을 운영할 때 NASA가 수행하는 장기 전략 계획을 강조합니다. 처음 두 캠페인을 통해 Perseverance는 비상 계획의 일환으로 핵심 암석 샘플을 주로 쌍으로 수집했습니다.

2030년대 초 또는 중반에 이러한 샘플을 지구로 가져오기 위한 준비가 진행 중입니다. 파트너십의 일환으로 유럽우주국과 함께. 하지만 이 캠페인 중에 NASA가 요청한 비상 계획이 작성되었습니다. 창고 임시보관소 행성 표면에 복제 샘플을 남기는 데 사용되었습니다. 2022년 12월 21일부터 2023년 1월 28일까지 탐사선은 조심스럽게 그려진 지그재그 패턴으로 15~50피트 간격으로 10개의 샘플 튜브를 배치했습니다. Three Forks라고 불리는 Jezero Crater 저장소는 이제 Perseverance가 지구에 샘플을 전달할 수 없는 경우를 대비하여 준비된 백업 역할을 합니다.

지난 주 NASA의 제트 추진 연구소는 화성 샘플을 지구로 반환하는 임무와 관련하여 해고를 발표했습니다. JPL은 자금 조달에 대한 의심과 의회의 NASA의 2024년 예산 통과 실패를 언급했습니다.

의회 예산 정체로 인해 NASA가 해고를 당하게 되었습니다.

그러나 화성 샘플 반환 프로젝트(Mars Sample Return Project)의 커뮤니케이션 담당 수석 이사인 드웨인 워싱턴(Dwayne Washington)은 이번 주에 다음과 같이 말했습니다. “NASA는 가능한 최선의 예산 예측으로 임무에 대한 명확한 일정과 계획을 수립할 화성 샘플 반환 프로그램을 평가하기 위해 독립적인 검토 팀을 구성했습니다. 기관은 공식적인 임무 비용과 일정을 확인하는 계획을 다음으로 연기했습니다. 검토가 완료되면 3월로 예상됩니다.

Perseverance가 화성에 착륙했을 때 NASA의 첫 번째 헬리콥터인 Ingenuity를 우주로 운반했습니다. 이 헬리콥터는 먼 행성에서 비행의 타당성을 테스트하기 위한 목적이었습니다.

헬리콥터는 탐사선 바로 앞에서 비행하면서 유능한 파트너임이 입증되었습니다. 그것은 표면의 비디오를 캡처하고 지구상의 과학자들이 Perseverance를 어디로 가져갈지 결정할 때 고려해야 할 더 많은 자료를 제공했습니다. 이러한 여행 중 하나를 통해 팀은 로버의 방향을 바꾸고 지금까지 수집된 가장 작은 암석 샘플을 발견하여 다양한 유형의 암석뿐만 아니라 다양한 연령대의 암석을 얻는 중요한 목표를 달성했습니다.

1월 25일, NASA는 일주일 전 마지막 비행에서 Ingenuity의 로터 중 하나가 손상되어 더 이상 작동하지 않는다고 발표했습니다. Ingenuity는 5회만 비행하도록 설계되었지만 11마일을 비행하는 72회 비행으로 운영 기대치를 초과했습니다.

이번 탐험에서 수집된 샘플은 강에 의한 암석 퇴적의 증거를 보여주었습니다. 이 캠페인에서 채취한 세 개의 샘플에는 자갈 크기의 알갱이가 서로 붙어 있는 첫 번째 암석 대기업 그룹이 포함되었습니다. 이 대기업 그들은 구멍 외부에 형성되어 빠르게 움직이는 물에 의해 팬으로 운반됩니다.

Perseverance의 현재 추진력은 본질적으로 Jezero Crater 림의 “내부 마진”인 마진 단위입니다. 이전 궤도 임무에서 얻은 화성 이미지는 이 장치에 탄산염 퇴적물이 있다는 강력한 증거를 보여주었습니다. Stack Morgan은 “탄산염은 화성의 대기, 그리고 화성 표면의 대기와 물 사이의 상호 작용을 포착하고 이해하는 데 중요한 광물이며, 적어도 지구에서는 매우 중요한 광물이기도 합니다.”라고 Stack Morgan은 설명했습니다. “따라서 탄산염은 지질학적 역사 관점과 표면 대기의 진화 이해 측면에서뿐만 아니라 우주생물학적인 측면에서도 화성에서 가져올 수 있는 훌륭한 광물입니다.”

화구림 캠페인 예정

다음 탐험에서 Perseverance는 협곡 가장자리를 관통하는 입구 하류의 고대 강바닥을 계속해서 따라갈 것입니다. 탐사 계획이 시작되었고, 과학자들은 탐사선이 분화구에서 튀어나올 가능성이 있는 가장자리 위쪽의 적절한 경사면을 발견했습니다. Perseverance가 가장자리 위로 이동함에 따라 과학자들은 지질학이 부채 모양과 분화구 바닥을 형성한 수력의 영향에서 멀어짐에 따라 유형과 나이가 변할 것으로 예상합니다.

로버가 도착했어요 남은 샘플 튜브는 15개입니다. 과학자들이 흥미롭다고 생각하는 모든 암석을 샘플링할 수는 없기 때문에 남은 튜브를 언제 사용할지 결정하는 것은 위험할 수 있습니다.

그러나 스택 모건은 “화성 표면에서 탐사선을 운영하는 현실을 고려할 때 탐사선의 진행 속도가 느려질 수 있기 때문에 탐사선을 모두 채우지 못할 수도 있다는 것이 가장 큰 위험이라고 생각하는 경향이 있다. 우리는 특히 튜브가 너무 소중해서 사용하려면 막대가 엄청나게 높아야 한다는 느낌을 무시하고 대신 “예, 이 바위는 흥미롭습니다.”라고 말할 수 있도록 노력했습니다. 나는 이러한 접근 방식을 통해 우리의 샘플링 목표에 대한 좋은 진전을 유지할 수 있었다고 믿습니다.

끈기는 어디까지 탐색할 수 있나요?

로버와 로버 자체에 있는 대부분의 장비는 화성에서 1년 반, 즉 지구에서 약 3년의 수명을 가지며 2월에 도달하게 될 것이라고 스택 모건은 말했습니다. 아직 알려지지 않은 부분이 많지만 “퍼서비어런스가 앞으로 몇 년 더 지속될 수 있다는 희망과 기대가 있다”며 “반면 퍼서비어런스가 언제 미래의 샘플과 만날 수 있는 위치에 있어야 하는지에 대한 타임라인도 있다”고 말했다. 수집 임무.” 이 두 달 간의 지침은 우리의 향후 임무가 어떤 모습일지 크게 구체화할 것입니다.

트랙 데이터와 이미지는 다음에서 제공되었습니다. NASA, 미국 지질조사국, 제트추진연구소-Caltech. DC 벡터 데이터 제공: 수도지리정보시스템. 그래픽 편집은 Samuel Granados, 복사 편집은 Melissa Ngo가 담당합니다.