피닉스(탐사선)
1. 개요
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2008년 5월 26일 화성에 착륙한 미국의 NASA에서 제작한 고정식 화성탐사선. 2007년 8월 4일 09:26:34 UTC에 미국 케이프 커네버럴에서 발사되어 9달만에 착륙에 성공했다. 특히 이 탐사선은 1999년 이후 NASA가 착륙시키는데에 성공한 처음의 고정식 화성탐사선이라 감회가 깊다. (화성극지탐사선, 화성기후탐사선은 모두 실패. 극지탐사선은 착륙엔진의 소프트웨어 에러, 기후탐사선은 설계한 사람과 제작한사람이 다른 도량형[1]을 써서 실패했다.) [2]
기본적 스펙은
무게: 350kg
높이: 2.2m
직경: 5.5m(태양전지판 펴진상태에서), 1.5m(순수하게 과학기재 탑재공간의 직경)
2. 상세
2003년 8월에 소요제기되어 프로젝트가 시작되었다. 주요참가기관은 아리조나 대학, NASA 제트추진연구소(JPL), 록히드마틴 스페이스 시스템즈사, 캐나다연방항공우주청 등이 프로젝트에 참가했다. 이중 아리조나 대학은 과학기재들의 개발을 맡았고, NASA는 설계와 프로젝트 관리, 캐나다는 화성의 기후를 측정하기 위한 레이저 센서의 개발을 맡았고, 록히드마틴은 탐사선 엔진 및 몸체의 제작과 소프트웨어 인테그레이션, 항행장비, 착륙방법의 개발과 최종조립을 맡았다.(군수기업이긴 하지만 민간용의 탐사선사업도 거의 보잉과 록히드마틴이 차지하고 있다.) ULA(United Launch Alliance, 보잉과 록히드마틴의 우주발사체 합작회사)가 발사계약을 맡아, 보잉이 제작한 델타 II 7925로켓으로 발사되었다. NASA의 요즘 모토인 싸고 좋은 탐사선이라는 모토를 충실히 따라 '''3억 2천만 달러라는 싼 가격'''으로 프로젝트를 진행하였다(흠좀무).[3]
컴퓨터 시스템의 개발과 서포트는 IBM이 맡았으며, 피닉스는 IBM의 RAB6000 CPU기반의 중앙임무컴퓨터를 가지고 있다. 참고로 이 CPU는 최근 10년 동안 발사된 미국탐사선 거의 모두가 사용하고 있다. 아무리 다른 회사가 설쳐도 결국 승자는 IBM이라는 것을 보여주고 있다…
제작중 바이킹 탐사선이 화성에서 생명체를 탐지하지 못한게 착륙엔진의 열이 생명체를 다 죽여서일지도 모른다는 주장이 제기되어, 큰 착륙엔진 하나를 장착하자는 계획은 폐기되고, 작은 6개의 하이드라진 엔진을 착륙 직전에 잠시 틀고, 거의 모든 감속은 낙하산에게 맡기자는 계획이 채택된다.
제작비를 깎기 위해 부품을 대부분 새로 제작하는 대신에, 취소된 2001 마스 서베이어 착륙선에서 대부분의 부품을 빼왔다… 안습의 NASA…
화성의 날씨에 대비해 전자장비 탑재공간에는 온도조절장비가 장비되어 있다. 화성탐사로버들과는 달리 화성북극에서는 모래폭풍의 영향이 덜하기 때문에, NASA에서는 예상수명보다 더 자료를 전송하기를 기대하고 있다.
탐사선에마다 무언가 지구인의 흔적을 남기기를 바라는 미국인들답게, 피닉스에도 피닉스 DVD라는것이 탑재되어있다. 이것에는 하버트 조지 웰스의 우주전쟁, 그리고 방송당시 미국인들에게 패닉을 일으켰다던[4]라디오 방송전문과, 퍼시벌 로웰의 Mars as the Abode of Life, 그리고 그가 그렸던 화성운하지도 Ray Bradbury의 The Martian Chronicles, Kim Stanley Robinson의 Green Mars가 수록되어있다. 그리고 현대사람들이 만든 것으로는 현재 화성에 있는 탐사선이 찍은 사진들을 노래와 함께 재구성한 Visions of Mars와 미래 화성탐사자와 정착자, 어쩌면 외계인에게 보내는 메시지, 그리고 칼 세이건과 아서 클라크가 생전에 화성에 대해 남겼던 메시지와 마지막으로 25만명의 이름을 수록했다. 25만명의 이름을 저장한 파일은 The first library on Mars라고 이름지었다고... 특수 용기에 담겨있어서 몇백~몇천년은 견딜 수 있다고 한다. 나중에 만약 사람이 화성에 식민을 하게 된다면 맨 처음 회수할 물건일 듯하다.
통신시스템은 3중으로 되어있다. 보통때는 지구와 다이렉트 통신을 하다가, 만약 끊어지면 1차 백업으로 화성 궤도를 돌고있는 마스 오디세이를 중계해 지구로 연결하고, 만약 마스 오디세이가 연결할 수 없는 위치에 있을경우 2차 백업으로 화성정찰궤도선(MRO)으로 중계해 지구로 연결하기 때문에 시스템이 완전히 정지하지 않는한 통신이 끊어질 일은 거의 없다.
2008년 5월 26일 마침내 착륙을 시도했다. 5월 25일에는 화성궤도에서 돌고있는 미국 궤도선 2대와 유럽의 마스 익스프레스가 착륙과정을 모니터하기 위해 피닉스 주변궤도로 진입했다. 착륙예정지는 화성 북극근처의 100km x 20km넓이의 Green Valley(녹색 협곡)지역. 피닉스는 21000km/h의 속도로 화성대기권에 진입, 자세제어와 낙하산으로 착륙직전 필요한 속도인 8km/h를 확보. 대기권진입신호는 23:46UTC(협정세계시)에 수신되었고, 대기권진입 완료 및 착륙시퀸스 시작신호는 7분 44초 후인 23:53:44에 수신되었다.
완전자동화된 대기권 진입시스템으로 진입했지만, 알려지지 않은 이유로 착륙낙하산이 7초 늦게 펴져 실패하는게 아닌가...하는 걱정이 한때 미션컨트롤을 지배했으나, 피닉스는 계속 신호를 보내 자신의 생존을 확인시켜주었다. 이로인해 궤도선들이 예상했던 착륙지를 조금 벗어나게되어 착륙신호를 수신한 후 며칠동안 정확한 위치는 알려지지 않았다. 5월 29일에 화성정찰궤도선의 탐사로 정확한위치가 확인되었다. 68.218830°N 234.250778°E 구글맵에서 그 지역의 사진을 볼 수 있다.
그러나 이 불운이 행운을 가져다주었다. 평평하고 안정적인 대지(고정형 탐사선에게는 중요하다!)에 착륙하는데 성공한 것이다. 착륙확인신호 및 첫 사진은 02:00 UTC에 전송되었다. 착륙시퀸스 시작후 착륙하여 태양전지판을 성공적으로 펴고 난 후에 지구와의 연결에 성공한 것이다.
현재 로봇팔의 전개작업을 완료해 흙을 채취, TEGA에 넣어 검사를 수행하고 있다. 진짜 얼음으로 추측되는 물체가 카메라에 잡혔다.
NASA의 6월 브리핑에 의하면 TEGA의 첫번째 분석결과 오븐내에서 수증기를 발견, 즉 화성토양에서 물을 발견했다고 한다. 아직 3번의 분석이 남아있어 확신은 어렵지만, 물이 있다는 것은 거의 기정사실이 된 듯하다.
지금까지 보내온 사진을 보기 위해서는 위키피디아 갤러리로…
2008년 9월 초, 예정되었던 90솔의 임무를 뛰어넘은 157솔 동안 활약했던 피닉스가 주요 임무를 끝내고 처음으로 해가 지는 광경을 지켜보았고,
10월 28일에는 전력 소모로 자동 안전 차단 장치가 켜지기 시작했다.
시스템을 단계적으로 정지시키기 위해 잠시 작동된 피닉스는 11월 2일, 지구에 마지막 메시지로 '''TRIUMPH'''[5]를 2진 부호로 전송하고. 겨울이 다가와 빙관이 팽창하면서 피닉스는 드라이아이스 속에 갇혔다.
이듬해 봄 2010년 1월에 NASA는 교신을 시도했지만 실패하였다. 이미 겨울도 몇 해가 지나갔을 테지만 오래전에 얼음 안에 갇혀 각종 장비가 부서지거나 작동이 불가한 상태일수도 있고 다른 곳에 묻혀있어서 통신은 불가할 것이다.
8월 1일 드디어 물의 존재가 '''공식적으로''' 확인되었다.
이제 화성은 인간의 정착을 위한 탐사가 주를 이루게 될 것으로 보인다.
3. 탑재된 과학 기재
로봇팔&팔에 장착된 카메라: NASA JPL 2.35m의 로봇팔. 카메라는 독일제.
표면다중카메라 Surface Stereo Imager: 이 탐사선의 메인카메라, 지금까지 우주에 보내진 '''소형''' 디지털카메라중 최고성능. 미국&독일공동작품.
Thermal and Evolved Gas Analyzer(Evolve - 진화): 아리조나, 달라스 대학. 화성의 먼지를 펜크기만한 오븐에 구운후, 그것을 센서로 측정해 화성공기내의 물함량, 이산화탄소 함량, 또한 만약 화성에 물이 있다면 생성되는 미네랄 성분을 측정. 정확한 결과를 위해 최대 8번까지 실험이 가능.
Mars Descent Imager[6]: Malin Space Science Systems. 원래 탐사선이 하강하면서 사진을 찍을 예정이었으나, CPU가 사진을 감당하지 못하고 데이터 오염을 일으켜 결국 쓰이지 않기로 발사 전에 결정된다.
Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer(현미경, 전기화학, 전도성 분석기): 아리조나 대학, 스위스 Neuchatel 대학의 공동작품. 제트추진연구소가 시스템 인테그레이션 그리고 현미경을 제외한 다른 센서들을 제작했다. 로봇팔이 흙을 퍼서 4개의 검사장치중 한개에 넣으면, 검사기는 흙에 물을 타서 섞는다, 이때 센서들이 흙의 pH, 구성성분, 생명체의 흔적등을 찾게된다. 생명체 반응 검사에 쓰이는 기질은 런던왕립대학에서 제공.
Meteorological Station(기상관측기기): 캐나다연방항공우주청과 미국, 유럽소재 대학들의 공동작품. 풍향, 풍속, 압력, 온도와 같은 기본적인 센서 외에 레이저를 이용해 공기중의 먼지숫자를 세는 LIDAR 시스템도 같이 탑재되어 있다.
[1] 록히드 마틴 제작팀에서 임페리얼, 즉 피트/인치/파운드 단위로 써놓은 걸 NASA 제트추진연구소 관제소에서 미터법인 줄 알고 날렸다는...덕분에 대기권 진입하다 타버렸다. [2] 취소선이 그어져 있기는 하나, 공대 역학 시간에 단위계와 관련한 것을 배울 때 교수님들이 귀에 딱지가 앉도록 예시로 드는 사례이다.[3] "우리도 이렇게 싸게 안 되냐"는 질문이 나올 것 같아 부연하는데, 그런 욕심은, 비유하자면 한라산의 뿌리가 제주도인 것을 안 보고 백록담만 가지고 싶어하는 것과 같은 이야기다. 기술이 발전하면서 같은 능력을 목표로 할때 더 싸게 만들 수 있기는 하지만, 반 세기 이상 쌓아와 지금도 점점 벌어지는 있는 물적, 인적 인프라의 차이를 무시할 수는 없다. 그래서 NASA와 협력을 하고 우리의 역할을 찾으려 애쓰는 것이다. 이런 협력이 있어야 자력으로 우주개발할 기초를 쌓을 수 있기 때문이다. 우주로 나가는 데 있어 로켓개발이 중요하지만 로켓만 만든다고 되는 것은 아니다.[4] 라디오 드라마로 이걸 방송중 이었는데, 대강 내용은 화성인이 지구를 침략했다는 내용이다. 근데 중간부터 들은 사람들이 진짜로 착각하는 바람에 막 뛰쳐나와서 소리지르고 난리가 났었다 카더라… [5] 승리[6] Descent에는 하강이라는 뜻이 있다.