지구에 화성을 가져옵니다. 화성 샘플 반환 임무 계획

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아폴로 임무의 위대한 업적 중 하나는 수백 킬로그램의 음력을 집으로 가져 오는 것이 었습니다. 이 암석과 먼지는 50 년 전에 아폴로 11 호 우주 비행사가 집으로 돌아온 이후 지속적으로 분석되고 있습니다.

그리고 그들은 여전히 발견하고 있습니다.

과학자들은 태양의 태양풍 샘플, 혜성 꼬리 입자, 소행성에서 몇 그램, 더 빨리오고 있습니다.

그러나 많은 과학적 연구의 초점이되었던 세상은 하나뿐입니다.

NASA와 유럽 우주국 (European Space Agency)은 수십 년 동안 화성에서 샘플을 집으로 가져갈 계획을 세우고 있으며, 앞으로 몇 년 안에 임무를 수행하여 마침내 붉은 행성 덩어리를 지구로 가져 와서 직접 연구 할 수 있습니다.

샘플 반환 임무의 역사

우주 탐사는 단계적으로 일어난다. 먼저 스카우트 비행으로 시작합니다. 여기서 우주선은 세계를 지나는 빠른 궤도를 통과하여 초기 이미지 및 데이터 세트를 제공합니다. 태양계를 통한 보이저 그랜드 투어 나 명왕성을 방문하는 뉴 호라이즌을 생각해보십시오.

그런 다음 지구 표면을 아주 자세히 연구하면서 몇 년 동안 남을 수있는 우주선 인 궤도 선으로 돌아옵니다. 토성을 294 번 공전 한 카시니 (Cassini) 우주선이 450,000 장 이상의 사진을 찍고 고리 형 행성에 대한 우리의 이해가 영원히 바뀌 었다고 생각해보십시오.

그런 다음 착륙선과 로버로 오십시오. 물론, 이것의 가장 좋은 예는 화성과 정신과 기회 그리고 호기심입니다. 호기심은 수십만 장의 이미지를 뚫고 바위를 뚫고 화성에서 과거 물의 증거를 발견했습니다.

그런 다음 샘플 반환 임무를 수행하십시오. 우주 기관이 몇 번만 시도한 단계입니다.

아폴로 임무 외에 우주에서 지구로 샘플을 가져 오는 최초의 우주선은 소련의 루나 임무였습니다. 1970 년 Luna 16은 101 그램의 음력 반석과 Luna 20, Luna 24를 가져 왔습니다. 비록 그들은 아폴로 임무에서 반환 한 재료의 일부를 가져 왔지만 달의 다른 위치에서 나왔습니다.

집으로 돌아 오는 우주선은 NASA의 Genesis 임무였습니다. 2001 년에 태양의 태양풍 샘플을 수집하여 지구로 집으로 가져 오기 위해 시작되었습니다.

2004 년 4 월 1 일에 샘플 수집기를 개설 한 후 같은 해 9 월에 지구로 돌아 왔습니다. 불행히도 낙하산이 제대로 열리지 않아 우주선이 유타 사막으로 강타했습니다.

어려운 착륙에도 불구하고 과학자들은 유용한 샘플을 검색 할 수 있었는데, 이로 인해 지구는 태양과는 다른 태양 성운 물질로 형성되었을 수 있음을 발견 할 수있었습니다.

그런 다음 2004 년 1 월 NASA의 스타 더스트 미션이 왔는데, 2004 년 1 월에 Comet Wild 2의 꼬리를 뚫고 2 년 후 수집기 캡슐을 지구로 돌려 보냈습니다. 이 입자들을 분석 한 결과 과학자들은 혜성이 역사 초기에 태양으로부터 방출 된 입자를 포함하고 있으며 천문학 자들이 예측 한 것과는 다른 형성 방법을 가지고있을 수 있음을 보여 주었다.

마지막 샘플 반환 임무는 JAXA의 하야부사 임무로, 태양 플레어에 직접 닿는 것과 반응 바퀴의 손실, 호핑 착륙선 배치 실패 등 모든 종류의 어려움을 극복했습니다. 그러나 엄청나게 미션 컨트롤러는 소행성 소량의 소행성 물질이 탑재 된 우주선을 집으로 가져갈 수있었습니다.

하야부사 2와 OSIRIS-REx는 현재 더 많은 임무를 수행하고 있습니다. JAXA는 심지어 화성의 달에서 샘플을 반환하는 임무를 계획하고 있습니다.

그렇다면 화성 자체로 돌아가는 샘플 임무는 어떻습니까?

화성 샘플 반환 임무에서 무엇을 배울 수 있습니까?

지구상에 발견 된 붉은 행성 덩어리가 있기 때문에 우리는 실제로 화성의 지질과 대기에 대해 상당히 배웠습니다. 그들은 수백만 년 전에 거대한 소행성 충돌로 화성에서 부딪 쳤고, 우주를 떠 다니면서 결국 지구를 강타하고 대기를 통해 엄청나게 살아 남았습니다.

과학자들은 화성의 무작위 조각을 가지고 있지만 이제는 자신이 선택한 표본을 원합니다. 그리고 그것은 샘플 반환 임무를 직접 보내는 것을 의미합니다.

NASA는 실제로 바이킹 우주선이 발사되기 전인 1970 년대 초부터 화성 샘플 반환 임무를 계획하고 있습니다.

귀환 임무의 목표에는 오늘날의 삶뿐만 아니라 과거의 삶, 그리고 생명의 화학 선구자까지의 삶에 대한 탐색이 포함됩니다.

과학자들은 화성의 원시 샘플을 집으로 돌려 보내서 화성 regolith에 대해 모든 종류의 실험을 수행하여 물, 두꺼운 대기 및 영양분에 노출시켜 활성 박테리아가 있는지 확인할 수있었습니다. 이 실험은 Viking으로 시도되었지만 결과는 결정적이지 않았으며 행성 생물 학자들은 여전히 논쟁을 벌이고 있습니다.

그들은 강력한 현미경으로 샘플을 분석하고 미세한 화석을 찾거나 다른 생명체가 있다는 것을 알 수있었습니다.

또한 과학자들은 화성 표면의 역사와 수백만 년에 걸친 물의 영향을 이해할 수있었습니다.

호수 퇴적물, 수열 통풍구 주변의 퇴적물 및 고대 강 삼각주와 같은 가장 흥미로운 지점에서 샘플을 반환 할 수 있습니다.

그들은 최근 및 고대의 운석 파업, 화산 폭발 및 오랫동안 바람에 노출 된 지역에서 샘플을 가져올 수 있습니다.

또한 수십억 년에 걸친 화성의 장기 역사를 연구하여 행성이 너무 차갑고 건조하게 만들기 위해 거대한 행성 변화가 언제 발생했는지 이해하고 시도 할 수있었습니다. 소행성 폭격은 언제 해결 되었습니까?

그들은 심지어 다른 세계를 동시에 샘플링하면서 화성 표면을 흩 뜨리는 운석 조각을 샘플링 할 수도있었습니다.

이 샘플들은 최초의 인간이 화성 표면에 발을 딛기 전에 이상적으로 집으로 보내질 것입니다. 우리는 화성 regolith에 독성 화학 물질이 있다는 것을 이미 알고 있지만, 대기에서 침전되는 먼지는 어떻습니까? 우주 비행사가 숨을 쉬면 위험할까요? 표면 아래에있는 재료는 어떻습니까?

이 자료를 연구함으로써 과학자들은 우주 비행사가 땅에서 얼마나 잘 살 수 있는지 이해할 수있을 것입니다. 건축 자재 및 건축 재배에 regolith를 사용합니다. 다양한 원료를 위해 화학적으로 분해 할뿐 아니라

화성의 다른 부분이 다른 부분보다 더 유용합니까?

화성 샘플 반환 임무 계획

화성으로의 샘플 반환 임무에 대한 가장 초기 계획 중 하나는 화성 조사를위한 샘플 수집 (또는 SCIM)이라고합니다. 이것은 상대적으로 저렴한 스카우트 급 임무로 40km 고도의 화성 대기를 통해 먼지와 대기 가스를 수집합니다.

이것은 우주선이 화성에 포착되지 않을 정도로 충분히 높을 것입니다. 그런 다음 샘플을 지구로 반환합니다. 이 샘플들을 연구함으로써 과학자들은 대기 행성 샘플을 화성암에서 발견 된 가스와 일치시켜 그들이 붉은 행성에서 왔음을 확신 할 수있었습니다. 그들은 화성의 미션을 끝낼 수있는 행성 전체의 폭풍을 형성 할 수있는 화성 먼지를 가까이서 연구 할 수 있었으며 미래 우주 비행사의 위험이 될 수 있습니다.

이 제안은 2001 년에 시작되어 2007 년에 비행하여 2010 년에 샘플을 반환 할 것이지만 결코 실패하지는 않았습니다.

그러나 2009 년 NASA와 유럽 우주국 (European Space Agency)은 화성에 집을 가져와 공식적으로 임무에 대한 협력을 발표 할 진지한 계획을 세우기 시작했다.

NASA와 ESA는 미래의 샘플 반환 임무를 예상하여 다가오는 로버를 제작하여 재료를 집으로 보내는 첫 번째 단계가되었습니다.

NASA의 Mars 2020 로버는 붉은 행성 표면을 기어 다니면서 흥미로운 샘플을 수집 한 다음 표면에 떨어 뜨립니다. 2020 년 출시 예정인 ESA의 로잘린 프랭클린 로버는 화성 표면에서 샘플을 수집하여 펜 크기의 용기에 담아 보관할 예정입니다.

샘플 반환 임무에는 세 부분이 있습니다.

먼저, 유럽 우주국 (European Space Agency)이 연구용 샘플을 수집하기 위해 제작 한 빠른 이동 페치 로버가있었습니다. 그런 다음 샘플을 화성 궤도로 옮길 NASA 상승 차량. 마지막으로, ESA의 궤도 임무는 샘플을 검색하여 지구로 다시 가져옵니다.

ESA의 샘플 페치 로버는 약 120 킬로그램 이하의 비교적 가벼운 차량입니다. 하루에 200 미터 씩 20-30km를 여행 할 수 있어야하며 위험을 자율적으로 경로를 따라 이동해야합니다. 이 기간 동안 Mars 2020 또는 Rosalind Franklin에 의해 수면에 남아있는 수십 개의 샘플이 집으로 보내질 가장 과학적으로 흥미로운 30 개를 선택했습니다.

몇 달 간의 샘플 수집 후 Fetch Rover는 Mars 샘플 검색 랜더에 도착합니다. 이것은 NASA의 호기심과 2020 년 화성 탐사선과 많은 유사점이있는 우주선입니다.

화성 대기에 들어가면서 열 껍질을 사용한 다음 낙하산을 사용하여 마지막으로 상승 로켓을 화성 표면으로 내립니다. Fetch Rover의 샘플을 기다리는 동안 최대 150 일 동안 화성에 앉아있을 것입니다.

샘플이 탑재 된 상태에서 Ascent Vehicle은 하이브리드 또는 솔리드 로켓 모터를 발사하여 350km 고도로 샘플을 운반합니다.

그런 다음 ESA의 Earth Return Orbiter에 의해 차단되어 지구에서 수백만 킬로미터 떨어진 완전히 자율적 인 만남을 갖습니다. 그런 다음 태양 전기 이온 엔진을 사용하여 지구로의 긴 여정을 만듭니다.

그리고 2030 년대에 과학자들은 화성 표면에서 약 500 그램의 물질을 얻을 것입니다.

2019 년 초 백악관은 화성 샘플 반환 임무 예산을 예산에 포함 시켰습니다. 2026 년에 시작하는 것이 이상적입니다. 이와 같은 임무는 여러 번 제안되었지만 실제 자금은 처음입니다. 따로. NASA는 2020 년 NASA에 1 억 9,300 만 달러를 제공했으며 이는 본질적으로 샘플 귀환 임무 인“미래 화성 활동”에 참여했습니다.

거의 50 년의 계획 끝에 이제 화성에 대한 심각한 샘플 반환 임무가 진행 중입니다.