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스위프트 관측 위성을 밀어올리는 LINK 부스터 위성




 (출처: Northrop Grumman)

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2004년 11월, 나사는 우주에서 가장 격렬한 현상인 감마선 폭발 및 같은 위치에서 발생하는 X선 및 자외선/가시광선 영역의 잔광을 관측하기 위해 닐 게럴스 스위프트 천문대(Neil Gehrels Swift Observatory, 이하 스위프트)를 발사했습니다. 거의 22년 동안 스위프트는 임무를 훌륭하게 수행했지만, 이제 수년간 궤도가 낮아지면서 대기권으로 진입해 타서 사라질 운명에 처했습니다.

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하지만 노스롭 그루먼은 새로운 대안을 내놓았습니다. 아직 쓸만한 스위프트의 상태를 감안해서 스위프트의 궤도를 다시 밀어올릴 부스터를 발사하는 것입니다. LINK로 명명된 부스터는 노스롭 그루먼의 공중 발사 로켓인 페가수스 XL 로켓을 사용할 예정입니다. 페가스수 로켓은 오래전 한 번 소개한 적이 있는 발사체로 항공기에 매달은 소형 고체 로켓을 이용해서 작은 인공위성을 궤도로 올리는 로켓입니다.

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페가수스 로켓: https://blog.naver.com/jjy0501/100095693067

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페가수스 로켓은 스타게이저 L-1011 운반 항공기에 아래 매달려 발사됩니다. 여기에는 카탈리스트 스페이스 테크놀로지스가 제작한 약 400kg의 소형 부스터 위성인 LINK 탑재되어 있습니다. (사진) 마셜 제도 콰잘레인 환초 인근 적도 해역 상공에서 분리된 페가수스 로켓은 LINK 부스터를 적도에 대해 20.6°의 경사각을 가진 스위프트의 정밀 궤도면으로 진입시키게 됩니다.

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LINK는 자체 추진 시스템을 사용하여 며칠 또는 몇 주에 걸쳐 스위프트를 추적하여 우주 망원경의 궤적과 일치할 때까지 이동한 후, 속도를 맞춰 도킹합니다. 이는 비교적 간단해 보이지만, 실제로는 전혀 그렇지 않습니다. LINK는 광학 카메라, LiDAR 거리 측정 센서로 얻은 데이터를 자체적으로 처리해 실수 없이 도킹해야 하는데, 문제는 스위프트가 본래 이런 가능성을 염두에 두고 개발되지 않아서 표준 도킹 링, 자기 포획 장치 또는 협력 항법 비콘이 없습니다. 게다가 20년이 넘는 시간이 흐른 후라 위성의 물리적 상태는 가보기 전까지 알 수 없습니다.

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따라서 LINK는 스위프트 우주망원경을 스캔하고 상황을 평가하는 동시에, 발사체인 델타 로켓에 탑재되기 전 운반에 사용되었던 지상 운반용 고정 장치를 찾아야 합니다. 모든 것이 순조롭게 진행되면 LINK는 로봇 팔 세 개를 뻗어 이 고정 장치들을 잡을 것입니다. 만약 제대로 고정된다면 LINK는 자체 추진기를 사용하여 망원경을 약 600km 고도에 있는 새로운 궤도로 올려보내 수명을 상당 기간 연장할 것입니다.

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발사 임무는 올해 6월 말으로 예정된 상태입니다. 실제로 성공할 수 있을지 결과가 매우 주목됩니다. 만약 성공하다면 앞으로 비슷한 방식으로 수명이 다한 위성이나 과학 탐사 위성의 수명을 연장할 수 있게 될 것입니다.

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참고

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https://newatlas.com/space-systems/robotic-rescue-mission-save-nasa-space-telescope/

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https://news.northropgrumman.com/spacecraft/northrop-grummans-pegasus-rocket-to-power-unprecedented-nasa-observatory-rescue

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