유럽, 수성을 뛰어 넘다 - BepiColombo 임무에 대해 알아야 할 사항

유럽 ​​우주국 (ESA)은 10 월 20 일 프랑스 가이아나 쿠루 (Kyrou)의 적도 부근의 우주 정거장에서 수성 행성 (Mercury)으로 BepiColombo 임무를 시작했다.이 임무에 대한 나의 개입은 우주선이 운반 할 때 내가 열렬히 여행 할 것임을 의미한다. 일련의 까다로운 기동을 통해 2025 년 수성에 대한 최종 접근법을 완성하게되었습니다.

임무는 과학자 그룹이 수성에 프로브를 보내야한다고 ESA에 처음 제안한 지 25 년 후, 그리고 ESA가이 프로젝트를 "초석"사명으로 승인 한 후 18 년 후에 나온 것이다. 이것은 중대한 신기술 개발이 필요한 세계적 수준의 과학적으로 우수한 임무의 범주입니다. 이전 ESA 초석 임무에는 Rosetta 혜성 임무와 LISA Pathfinder 중력파 관측소가 포함됩니다.

왜 머큐리일까요? 수수께끼 같은 행성입니다. NASA의 메신저 인공위성 (2011-2015)은 과학자들이 그것에 대해 더 많이 알고 싶어하는 많은 이유를 밝혔다. 여기에는 행성의 비정상적으로 큰 핵이 포함됩니다. 화성이나 금성과 달리 왜 여전히 녹아서 자기장을 생성 할 수 있는지 알 수 없습니다. 또 하나의 수수께끼는 그 표면에있는 (대부분 확인되지 않은) 휘발성 물질이 풍부하다는 것입니다. 이것들은 수성이 지금 태양과 너무 가깝게 형성된 행성에 통합되어서는 안된다.

로켓 과학

체크 아웃을 위해 지구 궤도를 돌고있는 3 일 후에 BepiColombo의 초기 코스는 태양에 관한 타원형 궤도가 될 것입니다. 이것은 지구의 궤도 안으로 들어가는 것으로 시작됩니다. 그러나 2019 년 초에, 그것은 대부분의 년 동안 그것의 밖에서 교차 할 것이다. 그런 다음 2020 년 4 월에 지구로 매우 가까이 오기 전에 내부로 다시 이동합니다.

그 당시에는 지구 중력을 이용하여 금성쪽으로 안쪽으로 휘몰아 치는 중력 보조 비행을 할 것입니다. 비너스가 2020 년에 도착하면 중력 보조 비행 거리가 생길 것이며, 2021 년에는 수성쪽으로 그것을 보냈을 것입니다. 2020 년에서 2025 년까지 6 대의 유사한 수성 비행선이 생겨났다. 2025 년 12 월에 우주선이 궤도를 도는 속도가 느린 속도로 목표물에 도달하게했다.

위의 애니메이션에 표시된 각 flyby는 완벽하게 실행되어야합니다. 상황이 잘못 될 수 있습니다, 특히 발사 중에,하지만 난 독일의 다름슈타트에서 ESA의 비행 통제 팀의 능력에 충분한 자신감을 가지고.

누적 된 우주선

중력 보조 비행선 인 우주선을 최초로 제안한 Giuseppe (Bepi) Colombo를 기념하여 명명 된 임무는 ESA와 일본 항공 우주국 (JAXA) 간의 합작 투자입니다.

적재 된 우주선은 두 개의 궤도를 운반합니다. ESA는 2 미터 길이의 유닛으로, 수성 행성의 인공위성 인 MPO라고 불리는 1 톤 이상을 덩어리지게합니다. 머큐리가 궤도를 그리기 시작한 후에는 BepiColombo 또는 Bepi라는 이름을 상속 받게됩니다. 일본 인공 위성은 더 작고 질량은 ESA 인공위성의 약 1/4이다. 원래 6 월에 수성 마그네토 스 피오리 오비 튜어 (MMO)라고 불렀는데, 일본에서는 Mio라는 이름이 수여되었는데, Mio는 안전한 항법을 함축합니다. 머큐리로의 순항 중, 미오 (Mio)는 선샤인 (sunshield) 안에 보관되어 유럽 궤도의 한쪽면에 부착됩니다.

인공위성의 다른 측면에는 수은 전송 모듈 (MTM)이 있습니다. 이것은 ESA에 의해 운영되며 누적 된 우주선을 수성 궤도까지 가져갈 수있는 추진력을 제공합니다. 7.5m 길이의 "날개"태양 전지 패널을 가지고 있는데, 태양 광을 전기로 변환하여 "이온 드라이브"를 가동시키는 것이 임무입니다.이 장치는 양전하를 띤 크세논 가스를 가속시켜 추력을 생성하는 추진 장치입니다 (전자의 원자를 제거한다). 이 기술은 기존의 화학 로켓보다 연료 질량 당 훨씬 많은 추력을 제공 할 수 있습니다.

태양의 엄청난 중력은 엄청나게 먼 명왕성에 동일한 우주선을 보내는 데 필요한 것보다 수성에 대한 안정된 궤도에 진입하는 데 더 많은 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다. 이 때문에 이온 드라이브는 우주선의 속도를 줄이기 위해 크루즈 시간의 절반 정도되는 간격으로 작동합니다.

불행하게도, 결합 된 우주선의 적층형 구성은 행성 비행 도중 과학을 수행하는 능력을 저해합니다. 일부 과학 데이터가 수집되지만 플라이 비 (flybys) 중에 얻을 수있는 최상의 사진은 MTM에 장착 된 셀프 캠 (selfie-cams)에서 얻을 수 있습니다.

머큐리에 도착

2025 년 12 월 말에 Mercury에 도착하면 전송 모듈이 분리됩니다. 미오 (Mio)는 안정성을 위해 분당 15 회전으로 회전하여 수성에 관해 강하게 타원형 궤도로 자유롭게됩니다. 이런 일이 발생하자마자 JAXA는 Mio 작업을 인수하고 지구의 자기장과 우주 환경을 연구하면서 작업을 수행합니다.

ESA의 궤도 비행자는 태양 방패, 마지막 장애물을 버리고 자신의 화학적 스러 스터를 사용하여 수성에 대해 더 가까운 원형 궤도를 달성합니다. 거기에서 카메라 및 기타 악기의 구색을 사용하여 행성의 표면을 연구합니다. 이것은 작고 덜 복잡한 메신저보다 훨씬 더 자세하게 구성과 지질 학적 역사를 집어 넣어야합니다. 인공위성은 자력계를 탑재하여 Mio와 동시에 두 장소에서 자기 조건을 동시에보고 할 수 있습니다. 이는 우주 비행이 자기장을 통과하는 속도에 관해 알려주는 우주 탐사의 중요한 첫 번째 중요한 요소입니다.

BebiCombo가 불과 몇 년 만에 수성에 대한 지식을 변화시킬 수 있다고 생각하는 것은 흥미로운 일입니다. 그리고 기다리는 동안 10 월 23 일부터 행성이 Planets 2018 프로젝트의 일부로 영감을받은 아름답고 감동적인 음악을들을 수 있습니다. 이것은 행성의 과학에서 영감을 얻은 음악으로 Gustav Holst의 Planets Suite 100 주년을 기념하기 위해 설립되었습니다.

이 기사는 David Rothery의 The Conversation에 처음 게시되었습니다. 여기에 원본 기사를 읽으십시오.