목성 주위의 강렬한 방사는 Juno 임무의 모든 측면, 특히 Juno의 궤도를 형성했습니다. 데이터에 따르면 목성을 둘러싼 방사선 벨트와 목성의 구름 꼭대기 사이에 간격이있는 것으로 나타났습니다. Juno는 방사선 노출을 최소화하고 과학 목표를 달성하기 위해 '바늘을 꿰고'이 간격을 통과해야합니다. Juno 임무의 복잡성에 더하여, 우주선의 설계, 과학적 목표 및 궤도 요구 사항이 모두 서로를 형성한다는 사실입니다.
이 인터뷰를 시작하기 위해 어떤 질문을해야할지 모르겠습니다. 목성 주변의 상황, 특히 극한의 방사능이 주노의 궤도를 어떻게 형성 했습니까? 또는 Juno가 주피터의 극단적 인 방사능 형태를 유지하기 위해 Juno의 과학 목표를 어떻게 유지해야합니까? 또는 마지막으로 과학 목표가 Juno의 궤도를 어떻게 형성 했습니까?
스콧 볼튼 (Scott Bolton), 목성의 주노 임무를위한 NASA 교장. 이미지 크레디트 : NASA
보시다시피, 주노 미션은 약간 고르 디안 매듭처럼 보입니다. 세 가지 질문 모두에 대해 여러 번 질문하고 대답해야했으며, 그 대답은 다른 질문을 구성했습니다. 이 매듭을 풀기 위해 NASA의 주임 수사관 인 스콧 볼튼과 Juno 임무를 수행했습니다. Juno의 전체 임무를 담당하는 Scott은 Juno의 과학 목표, Juno의 설계 및 Juno가 목성 주위를 따라갈 궤도 경로를 완전히 이해하고 있습니다.
EG : 스캇 오늘 나와 대화 할 시간을 내 주셔서 감사합니다. 주피터의 방사선은 주노가 대항해야 할 큰 위험이며 주노의 티타늄 금고는 주노의 전자 장치를 보호하도록 설계되었습니다. 그러나 주노의 궤도는 목성 주위의 복사에 의해 부분적으로 형성됩니다. 목성 주위의 방사선은 주노의 궤도를 어떻게 형성 했습니까?
"… 우리는 목성 주변 지역이 방사선으로 인해 매우 나쁘고 위험하며 가혹하다는 것을 알고있었습니다."
SB : 글쎄, 그것은 우리의 선택을 제한했다. Juno의 궤도는 과학적 측정의 기회, 우주선의 특정 종류의 지오메트리 또는 위치가 필요했고, 가장 위험한 지역에서 가능한 한 가장 피해야 할 사실을 태양계. 이것은 우리가 목성과 매우 가까워 야하며 방향이 극에 달해야했습니다. 우리는 목성의 기둥을 넘어갑니다. 우리는 목성 주변 지역이 정말로 나쁘고 위험하며 방사선에 가혹하다는 것을 알고 있었지만 우주선으로는 결코 그곳에 들어오지 않았습니다. 그래서 우리는 그것이 얼마나 가혹한 지 또는 정확히 어떻게 형성되는지 확실하지 않습니다. 우리는 단지 몇 가지 아이디어가 있습니다.
그러나 지구와의 유추와 모델링을 통해 우리는 우리가 원하는 과학적 목표를 달성하고 여전히 최악의 지역을 벗어나는 방법을 알아낼 수있었습니다. Juno는 기둥을 통해 들어오고 방사선 벨트와 목성의 대기 사이에있을 것으로 생각되는 방식으로 목성과 매우 가깝게 떨어집니다.
지구에는 우리의 방사선 벨트 사이에 목성만큼 위험하지는 않지만 비슷한 방식으로 형성되는 지구와 지구 대기 사이에 작은 창이 있습니다. 거기에는 차이가 있으며 목성에도 차이가 있다는 증거가 있으며 그 바늘을 꿰고 있습니다.
EG : 어스의 반 앨런 벨트를 보는 것 외에 그 차이에 대한 증거는 어디에서 왔습니까? NASA의 관측소에서 목성과 비슷한 간격이 있다는 관측이 있었습니까?
SB : 우리는 VLS (Very Large Array)와 같은 전파 망원경과 목성을 볼 수있는 전 세계의 다른 전파 망원경을 사용했으며 특정 주파수에서 싱크로트론 방사를 관찰했습니다. 싱크로트론 복사는 빛의 속도에 근접하여 움직이는 매우 높은 에너지 전자이며, 라디오 방출을 방출합니다. 그것들은 상대 론적 물리학에 기초한 매우 특정한 지오메트리를 제공합니다. 우리는 그것을 볼 수 있고, 그것은 방사선의 모양과 고 에너지 전자의 집단이 어떻게 분포되어 있는지에 대해 알려줍니다. 그것은 모델에 사용되며, 우리는 방사선을 볼 때 목성과 매우 가까워지면서 꼬리가 갈라지는 것처럼 보이기 때문에 약간의 차이가 있음을 나타낼 수 있습니다. 그러나 우리는 해상도가 제한되어 있으므로 목성과 방사선 벨트 사이에 간격이 존재한다는 증거가 있지만 긍정적 인 증거는 없습니다.
EG : Juno 자체는 목성과 방사선 벨트 사이에 간격이 있다는 긍정적 인 증거가 될 것입니까?
SB : 예. 그리고 우리는 이것을 이해하는데 도움이되는 다른 측정법을 가지고 있습니다. 90 년대 중반 목성 궤도를 돌고있는 갈릴레오 우주선에는 목성 대기로 들어간 탐사선이 포함되어있었습니다. 이 프로브는 거의 가이거 계수기와 같은 매우 조악한 기기로 측정을 수행했으며, 이러한 측정 데이터는 방사선에서 피크가 나타나고 목성과 가까운 간격을 나타냅니다. 그래서 그것은 우리에게 차이가 있다는 증거를 더 주었다. 데이터 세트는 매우 제한적이지만 무선 망원경의 모델과 일치합니다.
EG : Juno 임무에 대한 특정 과학 목표를 염두에 두었어야하므로 목성의 방사선 벨트와이를 피하기 위해 필요한 궤도에 대한 이러한 이해가 Juno 임무의 과학 목표를 어떻게 형성 했습니까? 목표를 완전히 포기 했습니까?
"사실, 기본적으로 궤도를 이끈 것은 과학 목표였습니다."
SB : 아뇨, 전혀 아닙니다. 사실, 기본적으로 궤도를 이끈 것은 과학 목표였습니다. 그것이 우리가 정말로 가까워 지길 원했던 이유입니다. 문제는 우리가 얼마나 가까이 접근 할 수 있고 얼마나 많은 시간을 선회 할 수 있는가였습니다. 그래서 방사선이하는 것은 궤도를 돌릴 수있는 횟수를 제한하는만큼 궤도를 바꾸지 않았다는 것입니다. 그래서 우리는 제한된 수명을 가졌고, 그 제한된 수명으로 인해, 우리는 가능한 빨리 지구를지도 할 수있는 궤도로 들어갔습니다. 우리는 균등 한 간격으로 여러 경도로 매우 밀접하게 비행하고 싶습니다.
과학 목표와 방사선 벨트의 제약으로 인해 Juno는 오래 지속될 것이므로 제한된 시간 내에지도를 완성해야합니다. 약간의 절충점이 있습니다. 더 많은 티타늄, 더 많은 차폐재로 Juno를 더 오래 보호하는 방법이 있었지만 조금 더 오래 지속될 수 있었지만 결국에는 더 나빠져서 더 이상 보호 할 수 있을지 확실하지 않습니다.
"선박에 연료를 충분히 넣을 수 있었는데, 임무 도중에 궤도를 바꿀 수있었습니다…"
EG : 반품이 줄어들 것 같아요?
SB : 권리. 따라서 로켓에서 발사 할 수있는 엔지니어링의 한계와 실용성은 실제로 우리를 제한했습니다. 기내에 충분한 연료를 공급할 수 있다면 임무 도중에 궤도를 변경하여 더 오래 지속 할 수있었습니다. 그래도 엄청난 양의 연료가 필요합니다. 목성에 가까워지면 완벽하게 대칭이 아니기 때문에 주노의 궤도 모양이 바뀌기 시작합니다.
EG : 그렇다면 궤도를 유지하기 위해 수정을해야합니까?
SB : 예, 그러나 우리는 할 수 없습니다. 우리는 이와 같은 일을하기에 충분한 연료가 없기 때문에 목성이 궤도에서하는 일에 따라 생활해야합니다. 그래서 그것은 궤도를 비틀기 시작하고, 목성이 올 때마다 궤도를 조금 더 비틀기 시작합니다. 우리는 그것을 과학적으로 약간 사용하지만, 현실은 우리가 살아야 할 것입니다. 미션의 전반부에서는 모드가 올 바르면 최대 방사선 량을 처리 할 필요는 없지만 미션의 후반부에서는 더 나 빠지기 시작합니다. 처음에는 방사선 벨트를 최대한 피할 수 없습니다. 기본적으로 Juno 미션의 수명이 제한됩니다.
EG : 목성은 주노의 궤도에 지속적으로 영향을 미치고 있는데, 그 문제를 처리 할 능력이 제한되어 있습니까?
SB : 맞습니다. 목성은 완벽한 구체가 아니기 때문입니다.
EG : 목표 중 하나는 목성의 중력을 매핑하는 것입니까?
SB : 그렇습니다. 구체가 얼마나 불완전한 지 알아 내려면 [웃음.] 그런 다음 그 내부 구조가 어떤지, 따라서 어떻게 형성되는지에 대해 알아보십시오.
EG : Juno의 궤도 모양이 무엇인지 물어볼 수있는 좋은 시간 인 것 같습니다. 목성과는 얼마나 가까워지고 궤도에서 얼마나 멀어 집니까?
"… 우리는 바깥 달 근처, 칼리스토 근처에 있습니다."
SB : 대부분의 궤도와 같이 타원이며 가장 가까운 접근 지점은 구름 꼭대기에서 약 5,000km (3100 마일) 정도 떨어져 있으며,이를 perijove라고합니다. 다른 한편으로, 우리는 바깥 달 근처, 칼리스토 근처에 있습니다.
EG : 그렇다면 꽤 멀리 떨어져 있습니다.
SB : 예, 아주 멀리 떨어져 있습니다. 궤도를 마치려면 Juno가 14 일 정도 걸립니다. 그리고 다른 방향은 바로 바로 위에 있습니다. 북극과 남극 바로 위. 그러나 우리는 그 궤도에 즉시 들어 가지 않습니다. 우리는 먼저 로켓을 발사해야하는데 약 53 일이 걸리는 훨씬 더 큰 궤도에 들어가고 목성으로부터 멀어 질수록 훨씬 더 멀어집니다. 처음 몇 달 동안 우리는 궤도를 수정하여 우리가 원하는 것을 얻도록 충분한 연료를 얻었습니다.
EG :Juno는 또한 궤도를 바꾸는 연료 이외의 태양 에너지를 사용합니다. 궤도를 설계 할 때 태양에 계속 노출되어 있어야합니까?
"… 일반적으로 목성에 의한 그림자 나 오컬트를 피합니다."
SB : 예, 그것은 목성의 그림자에 들어가는 것을 피하고 싶다는 의미에서 추가적인 제약이었습니다. 태양 전지판이 항상 태양을 보길 원합니다. 우리는 그것 없이도 짧은 시간 동안 갈 수 있지만, 일반적으로 목성의 그림자 나 오컬트를 피합니다.
EG : 이것이 궤도가 당신을 목성으로부터 멀어지게하는 이유 중 하나입니까? 목성의 그림자 속으로 들어 가지 않으려면?
SB : 그래 맞아. 너무 가까이 있어도 피할 수 있지만 옆으로 선회하는 경우에는 피할 수 있습니다. 궤도가 작더라도 목성 뒤에 갈 필요는 없습니다. 그러나 당신은 모든 것을 계산하고 확인해야합니다.
EG : Juno의 모든 계측기가 모든 궤도에서 활성화됩니까? 또는 일부 궤도는 특정 센서 및 기기 전용입니까?
SB : 일반적으로 모든 기기가 활성화되어 있습니다. 그러나 우리는 포인팅 요구 사항을 기반으로 특정 것들에 초점을 맞춘 궤도를 가지고 있습니다. 예를 들어, 중력 측정. 중력장을 측정하려면 안테나가 가능한 한 지구를 향하도록해야합니다. 이것이 중력장을 측정하는 방법입니다. Juno가 지구로 다시 보내는 신호를보고 무선 신호의 도플러 편이를 측정하면 중력장이 Juno를 밀고 당기는 방법을 알려줍니다.
중력장을 측정하지 않을 때는 목성을 직접 가리키는 것을 선호하는 다른 도구가 있습니다. 중력장을 측정하는 동안 여전히 데이터를 가져올 수 있지만 목성을 직접 가리키면 더 좋습니다. 우리는 태양 배열이 여전히 태양을 향하고 있기 때문에 우주선과 계속 연락 할 수 있기 때문에 전체 중력장 측정을 할 수는 없습니다.
"… 임무의 끝에서 태양 전지는 처음에 수행하는 것만 큼 성능이 좋지 않을 것으로 예상됩니다."
우리는 그 지오메트리 전용 궤도를 가지고 있습니다. 물론 우리가 그것을 사용하지 않을 경우 중력 시스템을 차단할 수 있다는 데 전념했을 때. 그러나 우리의 추정치는 이제 우리의 힘이 충분하여 동시에 둘 다 유지할 수 있다고 생각합니다. 우리가 그렇게하든 아니든, 필요하지는 않지만, 임무가 끝날 때 태양 전지는 처음에 수행하는 것만 큼 잘 수행되지 않을 것으로 예상됩니다.
EG : 방사선 때문인가요? 전자 장치가 민감한 것과 같은 이유로, 태양 전지는 시간이 지남에 따라 열화 될까요?
SB : 맞습니다. 그래서 우리는 그것들을 보호했지만 그것이 정확히 어떻게 작동할지는 모릅니다. 우리는 계획에 그것을 가지고 있지 않지만, 임무가 끝날 때 모든 것을 실행할 충분한 힘이 없다면, 그 도구 중 일부를 차단할 수 있다는 생각으로 그것을 수용 할 수 있습니다 우리가 원하는 대부분의 과학을 수행했습니다. 우리는 어떤 장비가 켜져 있는지 아닌지에 대한 테이크 턴을 할 수 있습니다.
EG : 따라서 방사선이 모델링이 제안한 것보다 더 심한 경우 약간의 임무 유연성을 제공합니까? 마지막에 우선 순위를 정할 수있는 유연성이 있습니까?
SB : 맞습니다. 지금 우리의 모델은 우리가 그렇게 할 필요는 없지만, 필요하다면 다이얼을 돌릴 수 있다고 제안합니다.
EG : Jupiter의 방사선 및 Juno 임무를 위해 수행 한 세부 모델링과 NASA 웹 사이트 및 기타 소스에서 제공되는 정보를보고 궁금합니다. Juno의 모든 기기가 33 번의 궤도에서 살아남을 것으로 예상되지 않는 것이 좋습니다. 맞습니까? 계측기 생존에 대한 최상의 시나리오가 있습니까? JIRAM (Jupiter Infrared Auroral Mapper)과 Junocam은 8 번째 궤도까지만 지속될 수 있으며 Microwave Radiometer는 궤도 11까지만 지속될 수 있다는 것을 읽었습니다. 아니면 그 궤도 번호를 따르는 도로 모델의 중간 정도입니까?
SB : 우리는 이것이 최악의 시나리오가되기를 바랍니다. 그들은 방사선에서 2 마진의 요소로 그것을 생존하도록 설계되었습니다. 아마도 2 배보다 약간 클 것입니다. 그래서 그들은 문제없이 그렇게 할 수 있어야합니다. 그들이 그렇게 오래 지속되지 않으면 놀랄 것입니다. 우리는 그들이 임무의 끝까지 갈 것으로 예상합니다. 그러나 나는 그것에 의존하지 않으며 그것을 요구하지 않습니다. 이 장비 중 일부는 <titanium> 볼트 안에 전자 장치가 없다는 사실에서 비롯되었습니다.
EG : 33 개의 궤도를 모두 임무를 수행 할 필요가 없기 때문입니까? 임무를 완수하는 데 필요한 궤도의 수에 따라 기기가 티타늄 볼트 안에 우선 순위가 있습니까?
"모든 전자 장치가 보관 된 보관소는 매우 따뜻한 곳이 될 수 있으며 추울 때는 일부 장비가 조금 나아질 수 있습니다."
SB : 맞습니다. 이것이 우리가 선택한 방법입니다. 그들은 분명히 목성의 방사선으로부터 약간의 보호가 필요했기 때문에 상자 주위에는 상자가 거의 없지만 거대한 금고와는 다릅니다. 그들이 금고에없는 다른 이유들도 있습니다. 그것들을 옮기는 데는 몇 가지 이점이 있습니다. 모든 전자 장치가 보관 된 금고에는 매우 따뜻한 곳이 될 수 있으며 추울 때는 일부 악기가 조금 나아질 수 있습니다. 따라서 다른 거래가 진행되었습니다. 그러나 과학 목표를 달성하여 전체 임무를 지속하도록 요구할 필요는 없다는 점에서 잘 설명했습니다. 그러나 내 기대는 더 오래 지속될 경우 이점이 있기 때문에 더 오래 지속될 수 있도록 설계했을 때 희망이 있습니다.
EG : 스캇, NASA의 공식 타이틀은 무엇입니까?
SB : 공식적으로는 Principal Investigator라고합니다. 저는 Juno 미션의 수석 수사관입니다. 그것은 NASA 사람들에게 큰 의미가있는 공식 타이틀입니다.
EG : Juno 시작부터 미션 디자인에 참여한 적이 있습니까?
SB : 오 예. 나는 전체 또는 전체 과정을 만들었습니다. Principal Investigator가 보통 사람에게 의미하는 것은 Juno의 책임입니다. Juno와 관련된 모든 것에 대해 나는 성공의 책임이 있습니다. 그것이 디자인, 공학, 과학이든, 시간을 들여 건축하고, 너무 많은 돈과 일정, 모든 종류의 물건을 소비합니다. 또 다른 방법은 문제가 생기면 내가 비난받는 사람이라는 것입니다 [웃음].
EG : 글쎄, 나는 그것이 많이 진행될 것이라고 생각합니다. [웃음.] 나처럼, 주노가 주피터에 도착하기를 간절히 기대해야합니다. 한 가지를 선택해야한다면 주노의 사명 중 가장 흥미롭고 흥미로운 부분은 무엇입니까? 대답하기가 거의 불가능하다고 확신합니다. 그리고 당신에게 놀라운 것은 무엇입니까? 뉴 호라이즌의 명왕성 도착과 그 곳에서 발견 한 놀라운 것들, 또는 얼음 간헐천을 찾는 Cassini를 볼 때 항상 우리를 기다리는 것은 놀라운 것 같습니다. Juno에 대해 가장 흥미로운 점은 무엇입니까? 또는 놀라운 결과라고 생각하십니까?
"… Juno의 흥미로운 부분은 우리가 아무도 가본 적이없는 곳으로 가고 있다는 것입니다."
SB : 글쎄, 놀라움의 정의에 의하면, 나는 추측 할 수 없다. 그러한 것들 중 어느 것도 예상 할 수 없었기 때문에 놀라웠습니다. 하지만 주노의 흥미로운 점은 우리가 아무도 가본 적이없는 곳으로 가고 있다는 것입니다. 우리는 결코 측정하지 않은 측정을 할 것입니다. 우리는 특별한 측정을 할 수있는이 독특한 오비탈 지오메트리로 가져 가지 않고, 이전에 만들어지지 않은 도구를 가지고 있습니다. 그래서 우리를 놀라게 할 새로운 것을 배우는 기대는 흥미로운 부분이라고 생각합니다.
우리가 어디에서 왔으며 어떻게 도착했는지에 대한 아이디어가 바뀌게 될 것입니다. 목성은 실제로 무엇입니까? 그것에 대해 너무 많은 퍼즐이 있고, 매우 중요합니다. 오늘날에도 우리 자신의 태양계에 대해 배운 것과 외계 행성을 볼 수있게되면서 다른 태양계에 대해 배운 것은 목성을 더욱 중요하게 만들었습니다. 정말 중요한 부분을 차지하고 있으며 흥미 진진한 부분은 마침내 그 비밀에 대한 문을 여는 것입니다. 우리는 미래의 미션이 더 많은 것을 배울 수 있도록 돕고 있습니다.
제가 흥미로워하는 또 다른 것은 제가 교장 수사관인데도 NASA에 그 의미가 무엇인지 물어보고 그들이 모든 것에 대해 책임을 진다고 말하는 경우, 진실은 그것이 한 사람이 아니라는 것입니다. 이 일을 해낸 엄청난 팀입니다. 그것은 그것을 설계하는 데 도움이되었고, 그것을 할 수있는 방법을 만들었고, 제약을 이해하고, 그것이 어떻게 작동 할 수 있는지, 그것을 실현하는 데 필요한 기술을 알아 냈으며, 그것을 만들 겠다는 비전을 가지고 있었고 기본적으로 그것을 가지고있었습니다. 그것을 구현하고 그 비전을 현실로 가져올 수있는 능력. 저는이 목표를 달성 한이 사람들 팀의 일원이며, 그 팀이 실제로 우리 사회와 인류의 일부일 뿐이라는 것을 기쁘게 생각합니다. 우리가 자연에 어떻게 적응하고 우주가 작동하는지와 같은 것들. 나는 일반적으로 그런 일을하려는 일에 참여하게되어 기쁩니다.
EG : 대단하고 당신의 말에 전적으로 동의하며, 나 자신과 스페이스 매거진 독자들에게 흥미 롭다고 생각합니다. 큰 사명이며 결과를 얻기 위해 기다릴 수 없습니다. 그리고 일부 사진. 정말 신나 네요.
SB : 나도. [웃음]
EG : 오늘 Scott에게 말해 줄 시간을 내 주셔서 감사합니다. 잘만되면 우리는 다시 이야기 할 수있다. 저는 사람들이 Juno 임무에 관심이 있다는 것을 알고 있습니다.
SB : 천만에요. 좋은 하루 되세요.
