탐사선

 


[image]
이 항목에서 가장 유명한 탐사선인 보이저. 정면에 보이는 회색 몸체의 동그란 금색 부품이 그 유명한 골든 레코드이다.
  • 해양/해저 탐사선
  • 우주탐사선: 지구 및 여타 천체를 탐사하기 위해 쏘아올린 우주선. 이하 우주탐사선.
1. 개요
2. 역대 탐사선
2.1. 무인탐사선
2.2. 유인탐사선
2.3. 플라이트(Flight)컴퓨터
2.4. 사용된 CPU
3. 관련 문서


1. 개요

'''탐사선'''(探査船)이란, 지구나 다른 천체를 탐사하기 위해 우주로 쏘아 올린 관측도구를 말한다. 덕분에 가격이 어마어마하게 비싸다. 태양으로부터 멀어지면 태양광판에 닿는 광량이 떨어져서 효율이 기하급수적으로 떨어진다. 때문에 외우주로 나가는 것들은 대부분 원자력 전지를 쓴다. 인류가 만든 것 중 가장 빠르고 멀리 나간 물건들(보이저, 파이오니어 시리즈)이다. 지금도 계속 전파를 보내고 있다고 하니 대단하긴 하다. 참고로 저 보이저, 파이오니어 시리즈엔 외계인이 볼수 있는 동판이나 골든 레코드를 실어놨다.
탐사선 중에 지구나 기타 천체의 궤도에 진입하여 도는 궤도를 도는 것들은 인공위성에 포함되기도 한다.
탐사방법에는 접근 통과 (플라이바이), '''표면 충돌''', 궤도 선회, 착륙, 로버 등이 있다. 보통 이 순서대로 난이도가 높아지는 편. 과거 우주 경쟁 중에 탐사선 개발이 갓 시작되었을 무렵에는 플라이바이와 충돌선이 많이 개발되었으나, 기술이 발전된 뒤에는 주로 궤도선과 착륙선, 로버가 개발된다. 다만 지표 깊은 곳의 조성을 알아낸다거나 하는 목적으로 작은 탐사선을 충돌시켜 잔해를 분석하는 방식은 현재에도 사용되고, 목적지를 향해 날아가는 도중에 다른 천체의 옆을 지나가는 일종의 플라이바이 역시 사용되고 있다. 이건 단지 탐사 목적 뿐만이 아니라 스윙바이를 통해 속도를 얻기 위한 목적도 있다.
보통 탐사선은 무인 우주선인데, 이유는 위에서 서술했듯이 우리 태양계만 해도 너무 넓어서 유인 탐사선은 한계가 있다. 지구를 벗어나 다른 천체로 가려면 1년 이상은 기본이고 연료를 아끼기 위해 스윙바이로 가속하려면 중간에 경유지까지 설정해야 하기 때문에 시간도 오래 걸린다. 게다가 귀환까지 해야 되고.... 이와 같은 이유로 현재까지 유인우주선인 탐사선은 단 하나 뿐이다.
속도는 겉 모양으로 봐선 엄청 느릴 것 같지만 우주공간의 적은 중력과 행성의 강한 중력, 또는 스윙바이 같은 걸 이용해 총알 속도의 20배 이상으로 날아간다. 그리고 마찰이 사실상 0인 우주공간의 특성상 어딘가에 부딪히기 전까지 저 속도로 영원히 나아가게 된다.
이러한 탐사선과의 통신을 위해 미국을 비롯한 우주개발 선진국들은 심우주까지의 통신을 가능하게 하는 시스템들을 운영하고 있다. 대표적인 것이 미국 NASA에서 운영하는 심우주 통신망(Deep Space Network).

2. 역대 탐사선

천문학계에서 꽤나 유명한 탐사선들은 다음과 같다.

2.1. 무인탐사선

발사된 순서대로 정리 부탁드립니다

'''1950년대'''
  • 루나 1호 (Мечта 메치타) - 최초로 지구 중력장을 벗어난 탐사선. (1959년)
  • 루나 2호 - 최초로 달 표면에 도달한[1] 탐사선. (1959년)
  • 루나 3호 - 최초로 달 뒷면을 촬영한 탐사선. (1959년)
'''1960년대'''
  • 매리너 2호 - 최초로 금성에 접근비행하여 탐사하는데 성공했다. (1962년)
  • 매리너 4호 - 최초로 화성에 접근비행하여 처음으로 화성표면을 촬영했다. (1965년)
  • 루나 9호 - 최초로 다른 천체인 달에 착륙한 탐사선이다. (1966년)
  • 베네라 3호 - 최초로 금성 표면에 도달한 탐사선. 그러나 금성에 접근하던 중 통신이 두절되어 정보를 얻는 데에는 실패하였다. (1966년)
  • 서베이어 3호 - 지구가 아닌 천체 상에서 인류와 다시 만난 최초이자 유일한 탐사선이다. 아폴로 12호 참고. (1967년)
  • 매리너 5호 - 금성에 접근비행하여 탐사선이 금성 뒤로 지나갈 때의 수신 전파의 강도 변화 측정으로 금성대기압을 계산해냈다. (1967년)
  • 존드 5호 - 최초로 생물을 태우고 달 주위를 비행한 탐사선. 승무원은 거북이 두 마리. (1968년)
  • 매리너 6호, 매리너 7호 - 매리너 4호보다 더 가까이 화성에 접근비행하여 더 많은 양의 표면촬영사진을 보내왔다. (1969년)
'''1970년대'''
  • 베네라 7호 - 최초로 금성에 연착륙한 탐사선. (1970년)
  • 루나 16호 - 월석을 가지고 돌아온 최초의 무인 탐사선.[2] (1970년)
  • 매리너 9호 - 화성에 가까이 접근비행만 한-즉 가까이 지나쳐간-전 탐사선들과는 달리 최초로 화성궤도를 돌면서 수천장이 넘는 표면사진을 보내왔다. 이로써 화성표면지도가 만들어졌다. (1971년)
  • 마스 2호 - 화성에 최초로 착륙하려다 추락해 들이받은 탐사선. 결국 착륙한 지 몇 초 뒤 연락이 두절되어서 결국 임무 실패. (1971년)
  • 마스 3호 - 화성에 최초로 착륙한 탐사선. 그러나 착륙후 수초 후 통신 두절. (1971년)
  • 파이오니어 10호 - 최초로 목성 탐사 성공. (1973년)
  • 파이오니어 11호 - 최초로 토성 궤도에 진입했으며 두번째로 목성을 탐사한 탐사선. (1974년)
  • 매리너 10호 - 최초로 수성 탐사에 성공한 탐사선. (1973년)
  • 바이킹 1, 2호 - 화성에 착륙하여 최초의 화성 표면 영상을 촬영했으며, 몇년 동안 화성 표면에 머물면서 화성에 미생물이 있는지 알아내기 위해 실험을 하고 화성 표면에 관련된 탐사 자료들을 보냈다. (1976년)
  • 보이저 1, 2호 - 외행성들인 천왕성과 해왕성 탐사의 레전드. 교과서에 있는 외행성 사진들은 거의 이 탐사선의 작품이다. 현재 인류가 날린 탐사선 중 가장 멀리까지 갔으며 원자력 전지의 미미한 전력으로 아직도 관측자료를 보내고 있다. 그리고 그게 또 과학적으로 새로운 발견을 해내고 있다.
'''1980년대'''
  • 지오토 - 역시 ESA에 의해 발사된 혜성탐사선. 1986년 핼리 혜성의 지구 접근에 맞추어 발사되어 프로브가 핼리 혜성의 조성에 대한 정보를 보내왔다. 후에 그릭-쉐렐러프 혜성에 접근하고 13일 뒤인 1992년 7월 23일 송신이 끊어졌다.
  • 갈릴레오(탐사선) - 목성에 대기 관측용 프로브를 투하했는데, 프로브는 두 시간 만에 엄청난 대기압으로 인해 파괴됨. 갈릴레오 호 본체는 4년 정도 목성계 탐사를 수행한 후, 목성 대기권에 돌입하여 산화되었다.
'''1990년대'''
  • 마젤란 - 금성 탐사선(1990년)
  • 마스 패스파인더 - 이동식 탐사선 소저너를 탑재. 미션의 대성공으로 체급을 한참 높여서 두 대 더 보냈다.
  • 카시니-하위헌스[3] - 둘 다 토성에 가서 하위헌스는 타이탄에 착륙했고, 카시니는 2017년 9월 15일 마지막 임무인 '그랜드 피날레'로 토성의 대기권에 돌입해서 파괴되었다. 심심하면 뭐 발견했다고 나오는 효율 좋은 탐사선이었다.
  • 화성 기후 궤도선 - 단위 체계의 계산 착오 때문에 착륙 도중 폭발로 임무 실패. 탐사선을 제작한 록히드 마틴에서 야드파운드법으로 표기한 탐사선의 추진력을, NASA의 기술자들이 SI 단위로 착각하여 벌어진 어처구니 없는 실수였다. 이 때문에 미국도 미터법의 도입이 시급하다는 지적이 나왔다.
'''2000년대'''
  • 스피릿과 오퍼튜니티 - 스피릿, 오퍼튜니티의 수명은 3개월로 예상되었으나 2008년에 4년이 지났음에도 아직 신호를 보내고 있다. 2011년 스피릿은 지난 (화성) 겨울을 마지막으로 연락이 두절되었지만, 오퍼튜니티는 2014년에 착륙10주년을 맞이하여 현재까지도 활동중. 2015년 오퍼튜니티의 플레시메모리에서 잦은 데이터 덮어쓰기로 인한 베드셀이 발견되어 치료중 (치료완료). 그러다가 2019년에 종료하였다.
  • 마스 익스프레스 - ESA와 러시아과학자가 만든 유럽최초의 화성탐사선. 2003년 6월 2일 발사되었다.
  • 로제타(탐사선) - 유럽 우주국 (ESA)에 의해 2004년 3월 2일 발사한 혜성탐사선. 프랑스령 기아나에서 아리안 5G + 로켓을 이용해 발사되었다. 2014년 8월에 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에 접근하여 혜성 공전 궤도 진입에 성공, 혜성 탐사선 로제타의 탐사로봇 Philae가 2014년 11월 12일 오전 8시35분(GMT 기준) 혜성 '67P/추류모프-게라시멘코에 착륙할 예정이었고, 오후 3시34분경(GMT 기준) 착륙에 성공하여 인류 최초로 혜성에 착륙한 탐사선이 되었다.
  • 메신저(탐사선) - 매리너 10호의 뒤를 이은 수성 탐사선으로 2004년 8월에 발사되어 2011년 11월에 수성궤도에 진입에 성공했다.
  • 딥 임팩트 - 혜성 충돌로 산화, 다만 원래 목적이 충돌이었다.
  • 가구야(탐사선) - 일본의 달탐사선이다.
  • 하야부사 - 일본의 JAXA에서 소행성 이토카와를 탐사하기 위해 2003년 타네가시마 우주 센터에서 발사한 탐사선. 이토카와가 품은 태고의 태양계의 정보가 담긴 시료를 채취하고, 일본 독자의 우주항공 기술만으로 발사한 탐사선이 자력으로 귀환할수 있는가를 가장 중요한 임무로 삼아 발사되었다. 당초엔 4년의 시간이 걸릴거라 예상했지만 탐사중 발생한 각종 트러블에 의해 예정에서 3년이나 늦은 발사후 7년 뒤인 2010년 6월 지구에 귀환한뒤 시료가 담긴 재진입 캡슐을 호주 남부 우메라 사막에 착륙시키며 본체는 대기권에서 산화했다.
  • 화성 정찰위성
  • 뉴 호라이즌스 - 최초로 왜행성 명왕성에 근접하는 탐사선. 참고로 이걸 쏠 당시에는 아직 행성이었으나, 뉴허라이즌스 발사 7개월여 후 열린 국제천문연맹 총회에서 명왕성 퇴출이 결정나면서 뉴허라이즌스는 왜소행성 탐사를 하러 가는 탐사선이 되어 버렸다. 인류가 발사한 탐사선중 가장 빠른 속도로 지구를 빠져나갔다.
  • 피닉스 - 1999년 이후 NASA가 착륙시키는데에 성공한 고정식 탐사선.
'''2010년대'''
  • 아카츠키 - 일본의 JAXA의 금성탐사선 이다.
  • 주노 - 카시니의 성공을 본받아 이번엔 목성으로 출발. 2011년 8월 발사. 2016년 7월 도착.
  • 큐리오시티 - 화성 과학 실험실(Mars Science Laboratory, MSL)은 NASA의 네번째 화성탐사로버(MER)로, 큐리어시티 로버라고도 부른다. 2009년 7월에 발사되어 2010년 가을에 도착할 예정이었으나. 발사가 연기되어 2011년 11월 26일 오전 10시 2분(현지시각)에 플로리다 주 케이프커내버럴 공군 기지에서 성공적으로 발사되었고, 궤도 진입에 성공해 약 8개월 동안 우주 공간을 비행한 뒤 2012년 8월 6일 화성 적도 아래 분화구 게일크레이터(Gale Crater)에 착륙했다. 이후 2년 여 동안 화성 표면 탐사 임무를 수행할 예정이다. 2018년 2월 6일 기준 현재까지 잘 활동하고 있지만 바퀴 몇몇에 균열이 발생했다. 하지만 NASA에서는 문제없다고 발표
  • 창어 1, 2, 창어 3호 - 중화인민공화국에서 쏘아올린 달 탐사선. 창어 3호는 지금까지 미국과 소련만이 실시했던 달 착륙을 성공하여 중국을 역사상 3번째로 달 착륙에 성공한 나라로 만들어 주었다.
  • LADEE(라디, 래디) - 미국의 달 탐사선. 임무는 달의 대기와 먼지 환경 탐사였다. 선대 탐사선의 장비를 물려받아[4] 제작해서 적은돈으로 개발, 발사됐다.(발사년일은 2013년 9월 6일)[5] 참고로 라디가 발사됐을 때 근처에 있던 개구리가 봉변을 당했다고 한다. 이후 달 궤도후 임무를 수행하다가...[6] 연료 부족으로 달 뒤편으로 추락했다. 이후 2014년 11월 1~2일쯤 라디의 무덤이 발견됐다. 위치는 '선드맨 V’ 근처.
  • MAVEN - 2013년 11월 18에 발사된, 나사의 화성대기연구를 위한 탐사선이다.
  • OSIRIS-REx - New Frontiers program의 일환으로 세 번째로 발사된 지구접근천체 베누 탐사선
  • 망갈리안 - 2013년 인도에 의해 발사된 화성탐사선. 항목 참조.
  • 엑소마스 가스추적궤도선 - 엑소마스 프로젝트 중 1단계의 탐사선이다.
  • 인사이트(탐사선) - 화성탐사선.
  • 파커 태양 탐사선 - 2018년 8월 12일 발사한 NASA의 태양연구탐사선. #
  • 베피콜롬보 - 2018년 10월 20일 발사한 ESA x JAXA의 수성탐사선.
  • 베레시트(Beresheet) - 이스라엘의 첫 달 탐사선이자 세계 최초의 민간 달 탐사선이다. 정보 구글 Lunar X-Prize에 도전하였고 달 궤도에 순조롭게 진입했으나 메인 엔진이 고장나면서 착륙에 실패했다.
  • 찬드라얀 2호 - 2019년 7월 22일에 발사된 달 탐사선으로 착륙선, 로버도 같이 보낸다. 착륙선은 실패하였다.# 97억 8000만 루피(약 1670억원)인데 어벤져스: 엔드게임의 제작비 3억 5000만달러(약 4190억원)의 절반도 안 되는 돈으로 만들었다는 점에서 주목받았다.
'''2020년대'''
  • 솔라 오비터 - 2020년 2월 9일에 발사된 유럽 우주국과 NASA의 태양 탐사선.
  • 찬드라얀 3호 - 2021년 발사 예정으로 달 착륙선 실패에 대한 만회하기 위해 기획한 탐사선.
  • ASTER - 브라질 우주국 최초의 탐사선으로 2021년 2월 발사예정인 소행성 (153591) 2001 SN263을 탐사한다.
  • 루나 25호 - 2021년 7월 발사 예정인 러시아의 달 탐사선.
  • 다트(DART·Double Asteroid Redirection Test) - 공식 명칭은 이중 소행성 방향 전환 평가. 쌍성계 소행성 65803 디디모스의 궤도를 조금이라도 바꾸는 것이 목표다. 2021년 7월 22일에 발사되며, 2022년 10월에 임무 수행. 태양계 탐사 프로그램 1번째 미션이다.
  • 루시 - 2021년 10월 발사예정인 소행성 탐사선. 트로이군 소행성들을 탐사한다. 탐사선으로써 가장 많이 탐사가진다.#
  • SLIM - 2022년 1월 발사예정인 JAXA의 최초 달 착륙선
  • 로잘린드 프랭클린 - 2022년 발사 예정인 유럽우주기구의 화성 로버. 이름은 DNA 구조 발견에 공헌한 동명의 이름에서 따왔다.
  • 목성 얼음 위성 탐사선(JUICE, JUpiter ICy moon Explorer) - 2022년 6월 발사 계획인 ESA가 기획하고 있다. 목성의 위성인 가니메데, 칼리스토, 유로파를 탐사한다.
  • 프시케 - 2022년 8월 발사예정인 소행성 탐사선. 프시케에 있는 희귀광물 조사가 이뤄진다.
  • 유로파 클리퍼(Europa Clipper) - 2020년대 발사예정인 NASA의 탐사선. 유로파에 근접궤도를 형성, 탐사한다. 태양계 탐사 프로그램 2번째 미션이다.
  • 코멧 인터셉터 - ESA와 JAXA의 혜성 탐사선. 2029년 발사 예정
  • 드래곤플라이 - NASA의 타이탄 착륙선. 2026년 발사 예정. 2034년 도착 예정.
'''2030년대'''
  • 스타샷 - 인류 최초의 성간 탐사선. 솔라 세일과 고출력 레이저를 이용하여 광속의 20%까지 가속한 후 알파 센타우리 항성계로 보내진다. 2036년 발사 예정. 2060년대 도착 예정.

2.2. 유인탐사선


2.3. 플라이트(Flight)컴퓨터

대부분의 탐사선에 탑재되는 컴퓨터시스템은 RAD6000, RAD750같은, 태양풍 하전입자나 기타 우주방사선, 그리고, 토성, 명왕성같이 외행성 탐사선의 경우에는 스윙바이를 위해 목성 접근시 뿜어져나오는 막대한 방사선에 대비하여, 엄청 느리지만[7]방사선에 내성을 가지고 특히 CPU나 RAM을 보호 하기위해, 검증된 군사 & 우주용 CPU으로 제작된 컴퓨터 시스템을 사용하는데,[8] 탐사선 시스템의 기본은 전원 버튼이나 셧다운 명령어가 없다.[9]그렇기에 대부분 탐사선은 저장매체로, 플래시 메모리를 사용하며,[10] 플래시 메모리의 절반이상이 운영체제인데 주로 윈드리버 사의 VX Work를 사용한다. 물론 탐사선도 지구쪽으로 통신을 해야돼서 멘터그래픽스 사의 Nucellous RTOS같은 실시간 통신이 가능한 운영체제를 따로 설치해서 궤도 수정이나 메뉴버링 및 INS 프로그램 등은 주로 탐사선의 RAM에 로딩되어 있기에,[11]새로운 탐사 명령어나, 소프트웨어 업데이트 시 시스템을 깨워서 저장매체 내부에 업로드한다. 태양 플레어 폭발같은 태양풍 하전입자들이 태양계 사방으로 맹렬하게 퍼져나갈때 탐사선을 뚫고 지나가서 RAM의 반도체 소자가 열화되어, 손상되면,[12], 탐사선은 행성의 궤도를 찾지못하거나.[13]궤도 진입시 메뉴버링 값이 안맞아서 엔진 이그니션(점화) 타이밍이 너무 빠르거나 혹은 너무 느리거나 심각한 경우 엔진 점화가 안될때(...) 궤도를 이탈하거나 혹은 급강하로 추락해서 파괴되거나, 통신기능의 장애로 영영 우주 미아가 될수도 있다. 급강하 추락파괴의 대표적인 예가 화성 탐사선 비글호.[14]혹은 플래시 메모리 안의 운영체제가 손상된다면...

2.4. 사용된 CPU

상당수가 군사 & 우주용 CPU를 사용한다.
ATAC RCA1802[15]
MIL-STD 1750A[16]
Intel 80C85[17]
Intel 8085
Intel RCA 8086[18]
Intel 80C186 + 80C188
Intel 80386 + 80387[19]
Intel 80386SX + 80387[20]
Intel 80386EX
Intel i386[21]
Intel 80486[22]
Motorola MC 68000[23]
ESSC-1[24]
DF-224[25]
UTMC 69R000
F-9450[26]
TMS320C25[27]
TMS320C30
TMS320C40
BAE Systems RAD6000
BAE Systems RAD750
BAE Systems RAD5500[28]
SYNOVA Mongoose-V

3. 관련 문서

[1] 고요의 바다 서부에 충돌했다.[2] 유인까지 포함해서 보면 아폴로 11호가 조금 더 빨리 월석을 가지고 돌아오는데 성공했다.[3] 흔히 불리는 호이겐스와 달리 하위헌스가 제대로 된 네덜란드어 인명이다.[4] 화성 과학 실험실, 라크로스, 갈리레오[5] 그래도 제작과 발사비용이 3000억원이다.[6] 참고로 10월 15일(추정) 월식때도 작동했다. [7] 화성궤도 도착부터 통신시간이 엄청나게 길어진다. 화성 : 20분 명왕성 : 8시간이다(...) 전송시간이 엄청나게 길어서 그 시간동안 순차적으로 처리한 뒤 보내기 때문에 굳이 빠른 연산을 처리할 이유도 없다.[8] 주로 극한의 환경에 요구되는 안전성을 가진 컴퓨팅 시스템. MIL-STD 인증을 거친다. 이는 전투기나 헬기의 항법 조종 컴퓨터나, 오토 파일럿, 항공기의 INS(initilazed Nevigetion System 관성 항법 시스템), 미사일의 IR Seeker 등등 각종 포착 및 추적 레이더, 그리고 전차의 조종이나 사격통제장비 같은 군사용 컴퓨터와 마찬가지.[9] 프로그래밍 코드 역시 용량을 차지하기에, 종료 명령 삽입할 공간에 탐사 프로시저 코드 한줄을 더 넣는게 이득이다. 누가 수백억~수천억 달러를 들이면 하나라도 더 우려먹지, 누가 굳이 종료 커맨드를 넣겠는가?[10] 카시니 하위헌스와 갈릴레오 탐사선은 제외. 두 탐사선은 테이프 드라이브를 저장매체로 쓴다. [11] 그래서 뉴 호라이즌이나 주노같은 탐사선은 행성으로 가는 도중에 전력을 아끼기 위해, 주로 동면 (하이버네이션)을 한다.[12] 정확히는 RAM안에 로드된 항법프로그램의 코드값이나 메뉴버링 커맨드.[13] 탐사선이 행성의 위치를 찾는방법은 1.태양의 위치와 황도면으로 찾거나 2. 용골자리 알파성 카노푸스의 위치를 실시간 추적해서 찾는다. 2.의 경우에는 플라이트 컴퓨터에 카노푸스 트래커를 별도로 탑재한다.[14] 화성 대기권 진입후 시스템 고장으로 낙하산이 자동으로 펴지질 않아서 시속 2,400km의 속도로 화성 지표면에 들이박고 바로 개박살났다(...).[15] 갈릴레오 목성탐사선에 쓰인 16Bit CPU 메모리는 176KB.[16] MIL-STD 인증 16Bit non-RISC CPU. 카시니-하위헌스 토성탐사선에 쓰였다. 메모리는 512KB.[17] 마스 패스파인더의 소저너에 쓰였다. 속도는 120KHz.[18] 우주왕복선에 쓰였다. 디스플레이 프로세서는 RCA 1802.[19] 80386 CPU의 부동소수점 연산처리를 하는 보조 프로세서.[20] 국제우주정거장에 절찬리 사용중이다.[21] 주로 우주왕복선의 각종 시스템에서 쓰였다.[22] 허블 우주망원경에서 사용중.[23] 인공위성뿐만 아니라 PDA 오락실의 아케이드 게임 기판의 CPU나 SPU 사운드칩등에도 널리 사용된다. 클럭속도는 2.5MHz[24] NASA Standard Spacecraft Computer 즉 나사 표준 탐사선 컴퓨터의 준말.[25] 486 CPU와 동급속도[26] 1750A MMU 칩 즉 코프로세서.[27] DSP 신호처리 칩[28] 차세대 유인 우주선에 탑재된다. 현재 생산되고 있는 탐사용 프로세서 중 최초의 64bit 프로세서 이자, 몇 안되는 멀티코어 프로세서.

분류