인류는 화성에 가까워지고 있다

기상 위성

화성에 인간을 착륙시킬 수 있는 열 보호 장치가 우주로 날아갑니다. 일기 예보를 개선하기 위해 설계된 극지 위성이 목요일에 발사되면 실험용 열 차폐 장치가 함께 발사됩니다.

두 개의 개별 임무는 모두 캘리포니아 롬폭의 반 덴 버그 우주군 기지에 있는 우주 발사 복합 단지-3에서 애틀러스 V(United Launch Alliance Atlas V) 로켓을 타고 발사됩니다.

발사는 현지시각 목요일 오전 4시 25분에 진행될 예정이며 생중계는 NASA(미항공우주국) 웹사이트에서 방송될 예정입니다. 미 우주군 우주발사 델타 30 기상 비행대의 기상학자에 따르면 발사에 최적인 날씨가 될 확률은 90%입니다.

두 임무 모두 원래 11월 1일에 이륙할 예정이었으나 로켓 상단의 배터리 결함으로 지연이 발생했습니다. 엔지니어들은 배터리를 교체하고 다시 테스트하여 새로운 출시 날짜를 목요일로 설정했습니다.

미국 해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration)과 NASA는 1960년부터 기상 위성을 발사해 왔습니다. 합동 극지 위성시스템-2(JPSS-2)는 미국 해양대기청(NOAA)의 최신 극궤도 환경 위성 중 세 번째 위성이 됩니다.

궤도선은 과학자들이 허리케인, 눈보라, 홍수와 같은 기상이변을 예측하고 대비하는 데 도움이 되는 데이터를 수집할 것입니다.

위성은 산불과 화산을 모니터링하고 바다와 대기를 측정하며 공기 중의 먼지와 연기를 감지할 수 있습니다. 또한 오존과 대기 온도를 모니터링하여 기후 위기에 대한 더 많은 통찰력을 제공합니다.

궤도에 오르고 북극에서 남극까지 행성 주위를 돌면 위성의 이름은 NOAA-21로 변경됩니다. NOAA에 따르면 이 위성은 적어도 하루에 두 번 지구상의 모든 지점을 관찰할 것입니다. 그리고 스마트폰으로 날씨를 확인하면 위성에서 캡처한 데이터가 제공될 것입니다.

합동 극지 위성 시스템(JPSS-2)을 구성하는 두 개의 다른 위성은 수오미 NPP(Suomi National Polar-orbiting Partnership, NOAA에서 운영하는 기상 위성) 및 NOAA-20(2017년 발사된 기상 위성)에 합류할 것입니다.

Jordan Gerth(NOAA 위성 과학자)는 "JPSS는 대서양과 태평양에서 매일 두 번 이상 관측을 제공하여 기상학자들이 기상 기구의 이점이 없고 제한된 부표만 있는 기상 시스템을 모니터링하는 데 도움이 됩니다."라고 말했습니다.

화성에 인간을 착륙

로켓에 탑승하는 두 번째 페이로드는 NASA의 LOFTID(팽창식 감속기)의  데모 버전인 저궤도 비행 테스트입니다.

이 임무는 화성에 유인 우주선을 착륙시키는 데 필요한 팽창식 열 차폐 기술을 테스트하고 금성 또는 토성의 위성인 타이탄에 더 큰 로봇 임무를 착륙시키기 위해 설계되었습니다. LOFTID와 같은 것을 지구로 무거운 페이로드를 반환할 때도 사용할 수 있습니다.

현재 사용 중인 에어로 쉘 또는 열 보호막이 로켓 덮개의 크기에 따라 다르기 때문에 로봇 탐험가나 인간을 대기가 있는 다른 세계로 보내는 것은 어려울 수 있습니다.

그러나 팽창식 에어로쉘은 그러한 의존성을 우회할 수 있으며 더 무거운 물체를 다른 행성으로 보낼 수 있습니다.

우주선이 행성의 대기권에 진입하면 공기역학적 힘에 부딪혀 속도가 느려집니다.

대기가 지구 대기 밀도의 1%에 불과한 화성에서는 우주선을 천천히 안전하게 착륙시키는 데 필요한 항력을 생성하기 위해 추가 도움이 필요합니다.

이것이 NASA 엔지니어들이 팽창하고 유연한 열 보호막으로 보호되는 LOFTID와 같은 배치 가능한 대형 에어로 쉘이 화성 대기를 통과하는 동안 브레이크를 밟을 수 있다고 생각하는 이유입니다.

에어로 쉘은 우주선이 더 빨리 속도를 늦추는 데 도움이 되도록 상층 대기에서 더 많은 항력을 생성하도록 설계되었으며, 이는 또한 초강력 가열의 일부를 방지합니다. LOFTID 데모의 너비는 약 6미터입니다.

JPSS-2와 LOFITD가 우주로 날아간 지 약 90분 후, 기술 데모는 극 위성이 궤도에 도달하고 LOFTID의 믿을 수 없을 정도로 짧은 임무가 시작되면 극 위성에서 벗겨질 것입니다. 팽창 후 LOFTID는 로켓의 상단에 의해 방향이 바뀝니다.

그런 다음, 에어로 쉘은 상부 단계에서 분리되어 열 보호막이 속도를 늦추고 생존하는 데 효과적인지 확인하기 위해 낮은 지구 궤도에서 대기로 재진입을 시도합니다.

재진입 시 LOFTID는 화씨 3,000도에 달하는 기온과 시속 18,000마일에 가까운 속도에 직면하게 됩니다. 이것은 실리콘 카바이드라고 불리는 직조 세라믹 직물을 포함하는 팽창식 구조를 구성하는 데 사용되는 재료에 대한 궁극적인 테스트가 될 것입니다.

그것은 하와이 해안에서 약 500마일 먼 지점에 떨어지며 NASA에서 에어로쉘을 회수할 것입니다. 

현재 NASA는 자동차 크기의 퍼서비어런스(Perseverance, 마스 2020 프로젝트) 로버 처럼 화성 표면에 1 미터톤(2,205파운드)을 착륙시킬 수 있습니다. 그러나 LOFTID와 같은 것은 화성에 20~40 미터톤(44,092~88,184 파운) 사이에 착륙할 수 있다고 NASA는 말했습니다.

목요일의 시연 결과는 언젠가 화성 표면에 인간 승무원을 수송할 진입, 하강 및 착륙 기술을 결정할 수 있습니다.