우주탐사선 주노

주노는 목성 주위를 도는 NASA의 우주 탐사선이다. 록히드 마틴이 만들었고 NASA의 제트 추진 연구소에서 운영하고 있다. 이 우주선은 2011년 8월 5일 케이프커내버럴 공군기지에서 뉴 프런티어스 프로그램의 일환으로 발사되었다.주노는 2016년 7월 5일 목성의 극궤도에 진입하여 행성에 대한 과학적 조사를 시작했다.임무를 마친 후, 주노는 목성의 대기로 의도적으로 흡수될 것이다.

 

우주탐사선 주노 임무

주노의 임무는 목성의 구성, 중력장, 자기장, 극 자기권을 측정하는 것이다. 또한 암석핵이 있는지, 깊은 대기권 내에 존재하는 물의 양, 질량 분포, 시속 620km(390mph)까지 도달할 수 있는 강풍 등 행성이 어떻게 형성됐는지에 대한 단서를 찾을 예정이다.

주노는 1995년부터 2003년까지 궤도를 돌았던 갈릴레오 궤도선에 이어 목성 궤도를 도는 두 번째 우주선이다. 이전의 모든 우주선이 외부 행성으로 보내진 것과 달리, 주노는 일반적으로 지구 궤도를 돌고 내부 태양계에서 일하는 태양 전지판에 의해 작동되는 반면, 방사성 동위원소 열전 발전기는 외부 태양계 및 그 너머로의 임무를 위해 사용된다. 그러나 주노에게 있어, 행성 탐사선에 배치된 세 개의 가장 큰 태양 전지판 날개는 우주선을 안정시키고 동력을 발생시키는 데 필수적인 역할을 한다.

 

주노 이름 유래 및 개요

주노의 이름은 그리스와 로마 신화에서 유래되었다. 주피터 신은 자신의 장난을 감추기 위해 주위에 구름 베일을 그렸고, 아내 주노 여신은 구름을 뚫어지게 바라보며 목성의 실체를 드러낼 수 있었다. 주노는 2005년 6월 9일 뉴 호라이즌스 이후의 뉴 프런티어 미션으로 선정되었다. 목성 탐사선에 대한 열망은 이 이전 몇 년 동안 강했지만, 승인된 임무는 없었습니다. 디스커버리 프로그램은 다소 유사하지만 더 제한적인 내부 구조와 목성의 내부 동적 진화(Internal Dynamic Evolution of Jupiter) 제안을 통과시켰고 세기의 전환기인 유로파 궤도선은 2002년에 취소되었다. 주력급 유로파 목성 시스템 임무는 2000년대 초에 진행되었지만 자금 문제 때문에 ESA의 목성 얼음 달 탐사기로 진화했다.

주노는 2016년 7월 5일 목성까지 5년간의 순항을 마쳤다. 우주선은 목성에 도달하기 위해 약 2.8 × 109 km(19 AU; 1.7 × 109 mi)의 총 거리를 이동했다. 그 우주선은 임무를 수행하는 동안 목성의 궤도를 37번 돌도록 설계되었다. 이 작업은 원래 20개월이 걸릴 것으로 계획되었습니다

주노의 궤적은 2011년 8월 5일 발사 후 2년 후인 2013년 10월 지구 저공비행(Earth Flyby)에 의해 달성된 중력 보조 속도 상승을 사용했다. 우주선은 궤도 삽입 화상을 수행하여 포획이 가능할 정도로 속도를 늦췄다. 그것은 2016년 12월 11일에 또 다른 화상을 수행하기 전에 53일 간의 궤도를 세 번 만들 것으로 예상되었고, 이것은 과학 궤도라고 불리는 14일 간의 극궤도를 만들 것이다. 주노의 주요 엔진에서 문제가 의심되어 2016년 12월 11일에 예정되어 있던 화상은 취소되었고, 주노는 확장 임무의 첫 번째 가니메데와 마주칠 때까지 53일 동안 궤도에 머물 것이다. 이 확장된 임무는 2021년 6월 7일 가니메데의 비행으로 시작되었다. 유로파와 Io를 차례로 비행하면 2024년 2월까지 공전 주기가 33일로 더 단축된다. 

과학 임무 동안, 적외선과 전자레인지는 목성의 대기 깊숙한 곳에서 방출되는 열 복사를 측정할 것입니다. 이러한 관측은 물의 풍부함, 분포, 산소 등을 평가함으로써 그것의 구성에 대한 이전의 연구를 보완할 것이다. 이 자료는 목성의 기원에 대한 통찰력을 제공할 것이다. 주노는 또한 목성의 대기에서 자연적인 순환 패턴을 움직이는 대류를 조사할 것이다. 주노에 타고 있는 다른 기구들은 주노의 중력장과 극 자기권에 대한 자료를 수집할 것이다. 주노 임무는 목성의 37개 궤도를 완주한 후 2018년 2월에 끝날 계획이었다. 그 후 탐사선은 목성의 외부 대기권인에서 탈궤도하여 타오르게 되어 충돌의 가능성이나 달 중의 생물학적 오염을 피할 수 있었다.

 

 

발사부터 여행까지

 

주노는 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지(CCAFS)에 있는 아틀라스 V의 꼭대기에서 발사되었다. Atlas V (AV-029)는 등유와 액체 산소로 구동되는 러시아제 RD-180 메인 엔진을 사용했다. 점화 시 5개의 스트랩 온 고체 로켓 부스터(SRB)가 점화되기 3.8초 전에 체크 아웃을 했다. SRB가 전소된 후 비행 93초 만에 2대가 차량에서 떨어져 나갔고 1.5초 뒤 나머지 3대가 뒤따랐다. 가열 수준이 사전에 정해진 한계 이하로 떨어졌을 때, 발사 및 대기의 가장 두꺼운 부분을 통과하는 동안 주노를 보호했던 페이로드 페어링은 비행 후 약 3분 24초 만에 분리되었다. Atlas V 메인 엔진은 이륙 후 4분 26초 만에 차단되었습니다. 16초 후, 센타우르 2단계가 점화되었고, 그것은 약 6분 동안 타서 위성을 초기 주차 궤도에 올려놓았다. 차량은 약 30분 동안 해안선을 통과했고, 그 후 센타우르호가 9분 동안 재점화되었고, 우주선은 지구 탈출 궤도에 태양중심 궤도를 그리게 되었다.

분리되기 전에 센타우르 무대는 선상 반응 엔진을 사용하여 주노를 1.4 rpm까지 회전시켰다. 발사 약 54분 후, 이 우주선은 센타우르에서 분리되어 태양 전지판을 펼치기 시작했다. 태양 전지판이 완전히 전개되고 잠기면서, 주노의 배터리는 재충전되기 시작했다. 태양 전지판 전개로 주노의 회전 속도가 3분의 2로 줄어들었다. 탐사선은 항해를 하는 동안 안정성을 확보하고 탐사선의 모든 기구가 목성을 관측할 수 있도록 회전한다.

목성까지의 항해는 5년이 걸렸고, 2012년 8월과 9월에 두 번의 궤도 비행과 2013년 10월 9일에 지구를 한 바퀴 도는 비행이 포함되었다. 조비아 시스템에 도달했을 때, 주노는 약 19개의 천문단위 (28억 킬로미터)를 여행했다.

 

지구여행

1년 동안 타원형 태양 중심 궤도를 여행한 후, 주노는 2013년 10월 지구 옆을 지나가기 위해 펠리온(화성 궤도 너머) 근처에서 두 차례 엔진을 발사했다. 그것은 지구의 중력을 이용하여 조비아 시스템을 향해 새총으로 자신을 쏘는 것을 중력 보조라고 불리는 기동을 했다. 그 우주선은 3.9 km/s (8700 mph) 이상의 속도를 받았고, 목성으로 가는 코스로 설정되었다. 주노 과학 팀이 목성에 도착하기 전에 어떤 악기를 시험하고 어떤 절차를 연습하기 위한 리허설로도 사용되었다.