주노(탐사선)
1. 개요
외행성 탐사를 목표로 하는 뉴 프론티어 계획의 일부로 당초 2009년 6월에 발사할 계획이었지만 예산상의 이유로 2011년으로 연기되어 8월 5일에 발사하였다.
원체 빠르고 멀리로 보내는 물건이다보니 발사체도 범상치 않은 물건이 필요해서 뉴 호라이즌스 발사에 쓰였던 가장 강력한 발사체인 아틀라스 V-551 로켓으로 발사했다.
5년 동안 심우주 비행, 지구 스윙바이 등을 거친 후 2016년 7월 4일 미 독립기념일에 목성 궤도에 도착하여 높은 이심률의 궤도로 목성을 돌면서 1년 8개월동안 극궤도에 존재하는 성분, 중력장, 자기장, 대기 조사, 극부근[1]의 자기권의 추가 조사를 실시할 예정이다. 가장 의미가 큰 점은 갈릴레오 탐사선의 경우엔 목성의 외부를 조사했지만[2] 주노는 목성의 내부 층들을 샅샅이 들여다본다.
이후 2018년 7월, 임무를 마치고 목성의 구름을 뚫고 들어가 마지막 정보를 수집하고 파괴될 예정이었으나 후술할 추진 기관 관련 문제로 예정된 궤도가 14일에서 53일로 늘어났고, 임무 기간 또한 2021년 7월 30일로 늘어났다. 이후, 마지막 정보를 수집하고 파괴될 예정이었으나 2025년 9월까지로 임무 수행 기간이 다시 연장되었다.
2. 시스템 사양
목성의 무지막지한 방사능[3]에 대한 방호를 제공하기 위해 주노 탐사선의 메인 컴퓨터는 RAD750이 탑재되었고 132MHz의 CPU 256MB의 플래시 메모리 그리고 128MB의 DRAM이 들어있다. 자세한 스펙은 RAD750 문서를 참조.
3. 탐사 일정
- 2011년 8월 5일 : 발사
- 2013년 10월 9일 : 스윙바이를 위해서 지구를 근접 통과
- 2016년 7월 4일 : 목성에 도착하여 궤도에 안착[4]
- 2016년 7월 12일 : 목성 궤도에서 찍은 첫 사진 전송. [5]
- 2021년 6월 7일 : 가니메데 비행 예정
- 2022년 9월 29일 : 유로파 저공 비행 예정
- 2023년 12월 30일 : 이오 1차 비행 예정
- 2024년 2월 3일 : 이오 2차 비행 예정
- 2025년 9월 : 임무 종료 예정
4. 탐사 궤도
한 번에 54일 가까이 걸리는 큰 타원형 궤도를 두 번 돌아야, 본격적인 과학 탐사를 시작할 수 있는 작은 궤도에 들어갈 수 있다. 본격적인 탐사는 2016년 10월 19일부터 진행될 예정이다.출처
그러나 궤도를 수정하는 과정에서 추진 기관에 문제가 발생하여 단주기 궤도 진입에 있어 리스크가 크다는 분석이 나왔다. 비록 주노의 미션 수행에 차질이 있을지언정 포기하기에는 너무 멀리 왔다보니 이에 주노 연구진에서는 미션 종료 시점까지 중대한 궤도 변경 없이 53일짜리 궤도를 유지하기로 결정했다. 미션 수행에는 좀 변동이 있겠지만 오히려 장주기 궤도이니만큼 목성의 강력한 방사선을 예정보다 덜 쬐기 때문에 수명이 연장된 것은 덤.[6]
목성 방사선의 위력이 탐사선에 미치는 영향은 가히 심각한 수준으로, 파이오니어 10호 문서에서도 보듯이 내부의 카메라 및 전자장비가 그냥 망가진다. 이후 보이저와 갈릴레오 탐사선 역시 상당한 두께의 방사선 차폐벽으로 무장하여 내부 컴퓨터와 장비를 보호했다. 장비의 수명에는 문제될 것이 없고 탐사선도 오래 버텨주는 만큼 미션 연장 가능성도 충분하다고. (NASA 보도자료)
5. 관련 영상 및 사진
현지 시간 2016년 7월 4일 23:44(미 동부 표준시 기준)에 목성 궤도에 성공적으로 안착하였다.
이후 약 10여 분간 자세와 궤도를 안정시키기 위해 추진제를 분사하고 23:55에 최종 궤도에 안착하였다.
주노는 사상 최초로 목성의 극지방을 촬영한 탐사선이 되었다. 그런데 목성의 극지방은 상상한 것과는 너무나 다른 모습으로, 목성의 특징적인 띠가 없을 뿐더러 푸르스름한 색을 띄고 있었다. 또한 토성의 극지방에서 볼 수 있는 육각형의 폭풍도 존재하지 않았다.
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다만 더욱 기묘한 현상을 발견했을 뿐. 8개의 대형 폭풍이 북극을 둘러싸고 있는 모습이다.
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6. 이야깃거리
- 주노라는 이름은 목성의 영어명칭인 주피터, 즉 제우스의 아내인 헤라(주노)에서 따왔다. 제우스가 신화 속에서 이름난 바람둥이인 만큼 그의 아내인 주노는 그를 철저히 감시했다는 것에서 이름을 따왔다. 이처럼 주노는 목성을 철저히 감시하며 세세히 탐사할 예정이다. 참고로 목성의 위성 이름들은 제우스와 바람핀 여자와 미소년이다.
- 목성의 관측과 목성의 위성을 발견 한 것으로 알려진 이탈리아의 천문학자 갈릴레오 갈릴레이의 기념 플레이트와 레고사와 NASA의 특별 계약을 통해 피겨 3개(주피터(제우스), 그 아내 주노(헤라) 및 갈릴레오)를 제작해 주노에 탑재 되었다.
- 2016년 6월 24일 미 해군 MUOS-5 통신위성이 아틀라스 V 551에 실려 발사될 때 ULA 중계방송에서 같은 발사체를 썼던 우주선이 곧 목성에 도착한다고 짤막하게 소개하기도 했다. 아틀라스 V 551은 뉴 호라이즌스와 주노 외에는 미 해군 MUOS 위성 발사와 미 공군 AEHF 위성 발사에만 쓰였고, MUOS 시리즈와 뉴 호라이즌스, 주노, AEHF 시리즈 모두 록히드 마틴이 제작했다.
- 목성 탐사선으로는 유일하게 태양전지를 사용하고 있다. 목성 또는 그보다 멀리 가는 우주 탐사선은 태양빛이 너무 약해 통상 수명이 긴 원자력 전지를 사용하는데 주노는 태양전지를 사용한 첫 번째 케이스. 목성 궤도(5 AU)에서의 태양전지의 출력은 지구 궤도에서의 출력의 4%에 불과하다. 그래서 사진에서 보듯 매우 거대한 태양전지를 달고 있다. 원자력 전지를 쓰지 않은 이유는 여기에 쓸 연료인 플루토늄 238의 재고가 거의 없기도 하고 태양전지도 많이 발전해서 효율이 꽤 높아졌기 때문. 자세한 것은 원자력 전지 문서를 참조. 일식 같은 태양광이 거의 없는 상황을 위해 55 Ah(암페어시) 리튬 이온 배터리 두 개를 장착해 두었다고 한다.
- 주노의 주임무는 목성 외부의 사진촬영보다는 목성 내부의 대기 연구, 자기장 연구[9] 등 각종 '사진 찍을 일은 별로 없는' 연구다. 탑재된 카메라의 용도는 홍보 목적이 다분한 일종의 서비스용. 그래도 처음으로 극지방을 촬영하는 등의 쏠쏠한 연구 떡밥도 던져오고 있다.
- 목성으로 떠난 유인 탐사대의 잔혹사를 그린 2013년작 SF 페이크 다큐멘터리 영화 <유로파 리포트>의 탐사대 발사장면에서 주노의 아틀라스 V 551 발사 영상이 쓰였다. 어떤 발사 영상이라고 대놓고 묘사되진 않으나 크고 아름다운 아틀라스 V 페어링에 부스터도 5개인걸 보면 시기상으로 원본 영상은 딱 3회[10]로 압축되는데 로켓에 달린 카메라 각도를 비교해보면 주노가 맞다. 다만 유인 발사인데도 탈출 시스템이 묘사되지 않은 아쉬움이 있지만 본래 저예산 영화인데다 당시 기준 유인 우주선 발사는 러시아산 소유즈만 진행되던 터라 어쩔 수 없는 부분은 있다. 2년 후 마션에서는 오리온 우주선의 시험비행 발사 영상을 가져와 써먹어서 더욱 아쉽다.
- 목성에 닿은 것을 기념하여 2016년 7월 5일, 구글 두들이 생겼다. 보러가자
- 주노는 중력장 조사를 통해, 목성 내부의 암석질 핵의 존재를 명확히 규명했고 그 주위로 암석과 금속성 수소가 섞인 층이 존재한다는 사실을 추가로 확인했다.
[1] 여러 위성을 같이 조사했던 갈릴레오나 보이저 등과 달리 주노 미션은 궤도 진입 후에는 위성보다 목성 극지 연구에 집중할 예정이다.[2] 탑재된 프로브로 목성에 내려보내 내부 조사를 하긴 했지만 고도 160km 지점에서 통신이 두절되었다.[3] 목성의 자기권에서 방출되는 방사선은 '''시간당''' 30 Sv(시버트)라는 어마어마한 양이다. 참고로 지구에서 1년에 쬐는 자연 방사선량이 '''연간''' 2.4 mSv('''밀리'''시버트)이다. [4] 미국의 독립기념일이다! 일명 겹경사.[5] 2020년 6월 5일 기준으로 페이지가 삭제된 듯 하다.[6] 주노라는 탐사선의 구성부터가 태양전지판을 제외하면 방사능 방호복으로 꽁꽁 싸매고 있다.[7] 이 때가 도착 2주전이다. 이 거리에서도 흐릿하게 대적반이 보인다.[8] Bow Shock 부분에 진입하는 순간 굉음이 들린다.[9] NASA 고다드의 MMS에 쓰이는 장비와 비슷하다고 알려져 있다. 물론 발사는 MMS보다 주노가 훨씬 먼저 쐈지만.[10] 뉴 호라이즌스, 주노, 미 해군 MUOS 위성 1호기