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태양계 이야기 603 - 수성을 향한 여행을 준비 중인 탐사선 BepiColombo



(Mercury Transfer Module in ESTEC before stacking, 출처: 위키피디아)

(Mercury Planetary Orbiter in ESTEC before stacking, 출처: 위키피디아)

(Mercury Magnetospheric Orbiter in ESTEC before stacking. 출처: 위키피디아)



 유럽 우주국(ESA)과 일본 우주항공연구개발기구 (JAXA)의 합작 프로젝트인 베피콜롬보(BepiColombo)가 2018년 10월 발사를 앞두고 거의 완성단계에 들어갔다는 소식입니다. 베피콜롭보는 이미 수명을 다한 메신저 탐사선 ( http://blog.naver.com/jjy0501/220335886723 참조)를 대신해 수성을 탐사할 계획으로 상당히 복잡한 방법을 통해 수성에 도달합니다. 


 우주선을 발사해서 목표지점에 도달하기 위해서는 막대한 연료가 필요합니다. 최근 진행되는 탐사 임무들은 가능하면 연료량은 줄이고 탐사선의 중량은 늘리기 위해서 플라이바이 (flyby)를 통해 중력 도움을 받는 쪽을 선호합니다. 베피콜롬보 역시 마찬가지라서 금성에 2회, 지구에 1회 플라이바이를 통해 속도를 조절해서 수성에 접근하게 됩니다. 


 베피콜롬보를 수성에 근접시키는 위해 우주선은 통상적인 화학 로켓 이외에도 두 개의 이온 로켓을 가지고 있습니다. QinetiQ T6라는 이온 엔진은 290 mN에 불과한 추력을 지니고 있으나 공기 저항이 없는 우주공간에서 우주선을 끊임없이 가속해 목표지점에 도달하는 대부분의 힘을 제공합니다. 이 엔진들은 모두 Mercury Transfer Module (MTM)에 탑재되어 있습니다. (맨 위 사진) MTM의 역할은 두 개의 위성 우주선을 수성궤도까지 수송하는 것입니다. 


 지구에서 1회, 금성에서 2회, 수성에서 6회의 플라이바이를 통해서 수성 궤도에 진입하는 것은 2025년 정도로 예정되어 있습니다. 여기에서 우주선은 두 개의 탐사선으로 분리됩니다. Mercury Planetary Orbiter (MPO)은 1,150kg의 비교적 큰 탐사선으로 수성 궤도의 뜨거운 기온을 견딜 수 있는 내열 능력을 지니고 수성의 인공위성이 되어 가까운 거리에서 수성의 표면을 관측합니다. 수송 모듈과 행성 오비터 모듈은 유럽 우주국이 제작을 담당합니다. 


 일본 우주항공연구개발기구가 제작한 부분은 Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO)라는 소형 탐사선으로 무게가 285kg 정도입니다. 이 탐사선은 수성 주변의 자기장 및 태양풍을 조사하는 역할을 담당합니다. 그래서 궤도 역시 길쭉한 타원형 궤도를 돌게 됩니다. 


 베피콜롬보는 2025년부터 2027년 사이 주로 탐사를 진행할 예정이며 우주선의 상태에 따라서 연장 임무를 수행하면서 수성과 그 주변환경에 대한 상세한 자료를 수집해 지구로 전송할 것으로 기대됩니다. 과거 메신저 임무와 마찬가지로 베피콜롬보 역시 수성에 대한 많은 지식을 제공할 것으로 예상됩니다. 


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