옥스퍼드 대학교에서 제작된 선구적인 열화상 카메라가 달에서 물을 찾는 것을 목표로 하는 NASA의 Lunar Trailblazer 임무에 탑재되어 곧 발사될 예정입니다.

이 아티스트의 컨셉은 달 표면에서 약 100km 떨어진 달 궤도에 있는 NASA의 Lunar Pathfinder를 묘사합니다. 우주선의 무게는 200kg(440파운드)에 불과하며, 태양전지판을 완전히 전개했을 때 폭은 3.5m(11.5피트)입니다. 출처: NASA

소형 우주선은 숨겨진 얼음을 찾기 위해 달 표면, 특히 미래의 우주비행사들이 지속 가능한 물 공급원을 찾을 수 있는 남극의 그늘진 분화구를 스캔할 것입니다. 이 임무는 영국이 개발한 Lunar Thermal Imager를 포함한 최첨단 센서를 사용하여 현재까지 가장 상세한 물 지도를 작성하고 미래 탐사 및 심우주 여행에 중요한 데이터를 제공합니다.

2월 26일 수요일, 옥스포드 대학교 물리학과 연구원들이 설계한 열화상 카메라가 NASA의 Lunar Pathfinder 임무의 일환으로 달에 발사될 예정입니다. 이 임무는 달의 수원 지도를 작성하고, 과학자들이 달의 물 순환을 이해하도록 돕고, 미래의 로봇 및 인간 탐사를 위한 중요한 데이터를 제공하는 것을 목표로 합니다.

NASA의 Lunar Trailblazer는 두 번째이자 마지막 과학 장비인 Lunar Thermal Mapper를 콜로라도주 리틀턴에 있는 Lockheed Martin Space의 클린룸에 통합한 직후 서비스에 들어갔습니다. 우주선의 녹색 테이프는 발사 전에 제거됩니다. 이미지 출처: Lockheed Martin Lunar Pathfinder

무게가 200kg(약 440파운드)이고 세탁기 크기 정도인 이 우주선은 궤도에 진입하면 50미터(약 165피트)의 해상도로 하루에 12번 달 표면을 스캔합니다. 최첨단 장비를 사용하여 달 남극의 영구적으로 그늘진 분화구를 포함하여 달의 주요 특징에 초점을 맞출 것입니다. 이 분화구에는 다량의 얼음(아마도 6억 톤)이 포함될 수 있습니다. 입증되면 이 얼음은 정화되어 식수로 사용되거나 연료와 호흡 가능한 산소로 처리되어 장기적인 달 탐사를 더욱 실현 가능하게 만들 수 있습니다.

옥스포드 대학의 행성 실험 그룹이 개발한 달 열화상 장치(LTM)는 임무의 핵심 구성 요소입니다. 이 첨단 장비는 달 표면 온도를 측정하고 달 지형을 구성하는 광물을 분석하여 물의 존재와 위치를 확인하는 데 도움을 줍니다. LTM은 NASA/JPL의 HVM3(High-Resolution Volatiles and Minerals Lunar Mapper)와 협력하여 현재까지 달 표면수에 대한 가장 상세한 지도를 생성합니다.

Lunar Pathfinder 데이터 수집 인포그래픽. 출처: FiloMeridforLunarTrailblazer

Lunar Trailblazer는 NASA의 2019년 SIMPLEx(Small Innovative Missions for Planetary Exploration)에 선정된 프로젝트로, 저비용 과학 우주선이 선택된 주요 임무를 수행할 수 있는 기회를 제공합니다. 우주선은 Intuitive Machines가 이끄는 계획된 달 착륙선 임무를 위한 보조 탑재체로 발사되어 달에 연착륙을 시도할 더 큰 우주선에 효과적으로 탑승하게 됩니다.

우주선의 엔진은 상대적으로 작기 때문에 계획된 궤도는 태양, 지구, 달의 중력을 사용하여 최종 궤도로 유도하는 저에너지 전달 기술을 사용하게 됩니다. 로켓 부스터에서 제공되는 동력은 우주선을 중력에 의해 뒤로 당겨지기 전에 달을 지나 깊은 우주로 추진합니다. 그런 다음 우주선은 작은 추진기의 폭발력을 사용하여 달 표면 위 약 100km에 도달할 때까지 궤도를 천천히 수정합니다. Lunar Pathfinder는 최종 궤도에 도달하는 데 4~7개월이 걸립니다.

LTM은 영국 우주국과 과학혁신기술부(DSIT)로부터 310만 파운드의 자금을 지원받아 옥스포드 대학 물리학과의 행성 실험 그룹에 의해 구축되었습니다. 팀에게 LTM 구축은 화성, 토성, 달 임무용 구성 요소를 포함하여 우주 비행 및 적외선 열화상 카메라용 구성 요소를 개발해 온 50년 만의 최신 성과입니다. LTM의 구성 요소는 영국의 여러 학술 기관 및 회사(아래 세부 정보 참조)에서 생산되며, 이는 우주 탐사 및 과학 연구 분야에서 영국의 리더십을 강조하는 공동 노력입니다.

2025년 2월 초, NASA의 Lunar Pathfinder는 플로리다 케네디 우주 센터의 SpaceX 페이로드 처리 시설에 있는 EELV 보조 페이로드 어댑터(ESPA) 링에 연료를 보급하고 설치하기 전에 회전 장치에 앉아 있었습니다. ESPA 링은 발사체에서 보조 페이로드를 발사하는 데 사용되는 어댑터입니다. 임무의 과학 장비 중 두 개가 선명하게 보입니다. 여기서 우주선은 발사 상태에서 ESPA 링에 수평으로 장착됩니다. 이미지 출처: SpaceX

옥스포드 대학교 물리학과의 Lunar Thermal Imager 장비 과학자인 Neil Bowles 교수는 다음과 같이 말했습니다.

"Lunar Thermal Imager는 옥스퍼드에서 설계, 제작 및 테스트되었으며 이번 출시는 우리 팀 전체에게 중요한 순간입니다. 온도 측정은 HVM3 측정에서 물 신호의 존재를 확인하는 데 도움이 되며 두 장비를 함께 사용하면 달의 구성을 매핑하여 이전에 암시만 했던 세부 정보를 보여줄 수 있습니다."

이 임무는 또한 달에 물이 있는 이유를 밝힐 수도 있다. 가능한 원인으로는 달과 충돌하는 혜성과 "습식 소행성"이 있습니다. 달 내부에서 수증기를 배출한 고대 화산 폭발; 또는 달의 산소와 결합하는 태양풍의 수소. Lunar Pathfinder의 연구 결과는 어떤 가설이 더 가능성이 높은지 밝혀줍니다.

영국 우주국(British Space Agency)의 주요 프로젝트 책임자인 로렌 테일러(Lauren Taylor)는 다음과 같이 말했습니다.

"영국 우주국은 NASA의 Lunar Pathfinder 임무에 참여하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. Lunar Thermal Imager를 개발하기 위해 옥스포드 대학과 협력한 것은 우주 탐사 및 과학 연구에서 영국의 리더십을 보여줍니다. 이 임무는 달의 수자원에 대한 귀중한 데이터를 제공하고 미래의 인간 임무를 지원하며 달 환경에 대한 이해를 향상시킬 것입니다."

/ScitechDaily에서 편집됨