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태양계 이야기 848 - 화성 로버에 설치된 레이저 반사경



 (Visible both in the inset photograph on the upper left and near the center of NASA's Perseverance Mars rover in this illustration is the palm-size dome called the Laser Retroreflector Array (LaRA). In the distant future, laser-equipped Mars orbiters could use such a reflector for scientific studies.

Credits: NASA/JPL-Caltech)




(Laser Retroreflector for InSight (LaRRI) is the copper-colored half-dome on the deck of NASA's InSight lander. This image shows LaRRI's location below InSight's calibration target.

Credits: NASA/JPL-Caltech)




(A close-up view, taken on Feb. 5, 1971, of the Laser Ranging Retro-Reflector (LR3), which the Apollo 14 astronauts deployed on the Moon during their lunar surface extravehicular activity.

Credits: NASA)



 내년 2월 18일 화성에 착륙할 퍼서비어런스 (Perseverance) 로버에는 공처럼 생긴 작은 레이저 반사경이 달려 있습니다. 손바닥 만한 크기의 Laser Retroreflector Array (LaRA)는 여러 방향에서 오는 레이저를 반사해 거리를 측정하는데 쓰이는 도구입니다. 사실 이 장비는 아폴로 시절에 달에 설치한 Laser Ranging Retro-Reflector (LR3)의 화성 버전이라고 할 수 있습니다. (아래 참조 )



 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221620549446



 레이저가 거울에 반사되어 되돌아오기까지 시간을 측정하는 거리 측정법은 매우 정밀하게 때문에 과학자들은 이를 통해 달이 매년 지구에서 3.8cm 정도 멀어진다는 사실을 자신 있게 말할 수 있습니다. 하지만 화성은 달과는 비교도 되지 않을 만큼 먼 거리에 떨어져 있어 이런 식으로 거리를 측정하기가 쉽지 않습니다. 물론 이론상 불가능한 건 아닌데, 거리가 먼 만큼 레이저도 흩어져 측정이 매우 곤란합니다. 그런데도 퍼서비어런스 로버에 설치된 이유는 화성 위성 궤도를 공전하는 탐사선의 거리 측정에 사용하기 위해서입니다. 



 나사는 퍼서비어런스 로버보다 더 앞서 인사이트 (InSight) 탐사선에 Laser Retroreflector for InSight (LaRRI)라는 거의 비슷한 기능의 레이저 반사경을 설치했습니다. 대략 크기가 5cm에 불과한 작은 레이저 반사경이지만, 가까운 화성 궤도에 있는 탐사선의 레이저를 반사하기에는 충분한 크기입니다. (발자국과 비교하면 알 수 있지만, 달에 설치한 레이저 반사경은 이보다 훨씬 큰 크기입니다) 여기에 더해 2022년 화성 착륙 예정인 엑소마스 로버에도 레이저 반사경이 설치됩니다. 이렇게 세 개의 지점에서 화성 궤도에 있는 탐사선에서 거리를 측정하면 매우 정밀한 3차원 입체 지도를 얻을 수 있습니다. 



 레이저 반사경 자체는 어떤 동력도 필요하지 않으며 달에 설치된 반사경처럼 반 세기 동안 문제 없이 작동할 수 있습니다. 다만 달과는 달리 화성에는 모래 폭풍이 있다는 것이 한 가지 변수로 생각됩니다. 아마도 달에 설치된 것보다는 수명이 짧겠지만, 화성 레이저 반사경을 통해 과학자들은 전례없이 정확한 화성 지형도를 얻을 수 있을 것입니다. 



 참고 



https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-new-mars-rover-is-ready-for-space-lasers


 

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