NASA의 OSIRIS-REx는 그레이트 솔트레이크 사막에 착륙하는 것을 목표로 올해 9월 소행성 샘플 캡슐을 출시할 예정이며, 팀은 하강 및 복구 과정에서 어려움을 겪을 준비가 되어 있습니다. 올해 9월 NASA의 OSIRIS-REx 우주선은 태양계를 가로질러 10억 마일을 여행한 후 특별한 지구 비행을 할 예정입니다. 지나가면서 지구와 화성 궤도 사이에 위치한 소행성에서 수집한 깨끗한 우주 암석 샘플이 담긴 미니 냉장고 크기의 캡슐을 방출합니다.

OSIRIS-REx는 2020년 10월 소행성 Bennu 표면에서 0.5파운드 샘플을 수집했습니다. 임무의 샘플 귀환 캡슐은 솔트레이크시티 외곽 사막에 있는 국방부 유타 테스트 및 훈련장에서 8월 30일 테스트에 표시된 훈련 모델과 마찬가지로 9월 24일 낙하산의 도움으로 착륙할 예정입니다. 이미지 출처: NASA/KeeganBarber

OSIRIS-REx - 기원, 스펙트럼 해석, 자원 식별 및 보안 - Regolith Explorer - 소행성에서 샘플을 수집하는 미국 최초의 임무입니다. 과학자들은 2020년 소행성 베누(Bennu)에서 수집한 원자재(소행성 표면에서 약 0.5파운드의 잔해와 먼지)가 45억년 전에 태양과 행성이 언제 형성되었는지에 대한 정보를 제공할 수 있기를 바라고 있습니다.

시작하기 과제 및 준비

그때까지 샘플의 보호 챔버는 용암 온도의 두 배와 지구 대기에 진입하는 인공 물체 중 두 번째로 빠른 속도를 견딜 수 있습니다. 캡슐은 음속의 약 36배 속도로 지구 대기에 진입한 후 표면에 접근하면서 결국 바람, 비 및 기타 기상 조건에 직면할 수 있습니다. 날씨가 어떠하든, 그것은 뜨거운 여름 기온과 소금 평지, 딱딱한 소금 퇴적물로 뒤덮인 고대 호수 바닥의 잔해로 유명한 건조한 땅인 그레이트 솔트 레이크 사막에 착륙할 것입니다.

대부분의 초점은 우주선과 착륙 모듈의 기술적 측면에 맞춰지지만, 과학자와 기상학자로 구성된 팀은 착륙 모듈의 복구에 큰 영향을 미칠 수 있는 날씨를 면밀히 모니터링할 것입니다.

OSIRIS-REx는 NASA의 첫 번째 소행성 샘플 반환 임무입니다. 2016년 9월 발사돼 지구에 가까운 소행성 베누(Bennu)를 탐사하는 여행을 시작했다. 임무의 흥미진진한 피날레는 2023년 9월 24일에 일어날 것이며, 이때 Bennu 샘플이 담긴 캡슐이 유타 서부 사막에 착륙하게 됩니다. 출처: NASA

버지니아주 햄프턴에 있는 NASA 랭글리 연구 센터의 EDL(진입, 하강 및 착륙) 팀의 연구 엔지니어인 Eric Queen은 "7년 전, 우리가 발사하기 전, 캡슐은 유타가 9월에 겪게 될 모든 기상 조건을 설명하도록 설계되어야 했습니다"라고 말했습니다.

견고한 캡슐은 번개나 얼음과 같은 물체에 영향을 받지 않도록 제작되었지만 "낙하산을 타고 착륙할 때마다 바람이 가장 큰 관심사일 것입니다"라고 콜로라도주 리틀턴에 있는 록히드 마틴의 EDL 분석 책임자인 마크 존슨은 말했습니다. 그 이유는 풍속과 방향이 솔트레이크시티 남서쪽 국방부 유타 시험 및 훈련장에 있는 36마일 x 8.5마일(58km x 14km) 목표에 캡슐이 착륙하는 위치에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

사막 상태 및 복원 계획

OSIRIS-REx 비행 역학 책임자인 Kenneth Getzandanner는 착륙 지역이 "안전하고 통제된 지역"으로 간주된다고 말했습니다. "이곳은 스타더스트 임무의 착륙지이기도 해서 유산이 남아있습니다."

복구 팀이 국방부 유타 테스트 및 훈련 범위에서 NASAOSIRIS-REx 임무를 위한 샘플 반환 캡슐을 회수하기 위한 준비로 현장 훈련에 참여하고 있습니다. 이 샘플은 2020년 10월 NASA의 OSIRIS-REx 우주선에 의해 소행성 Bennu에서 수집되었으며 9월 24일 지구로 돌아와 유타 테스트 및 훈련장에 낙하산 착륙할 예정입니다. 이미지 출처: NASA/KeeganBarber

OSIRIS-REx 팀은 또한 지상 자체의 조건에 대해서도 많은 생각을 했습니다. 늦여름은 사막의 몬순 시즌이므로 폭우가 진흙탕 땅을 가득 채울 수 있습니다. 헬리콥터가 캡슐을 찾고 운반하는 데 오프로드 차량이 필요한 경우 젖은 시멘트 같은 진흙으로 인해 운전이 어려워집니다.

임무를 지원하는 미 육군 기상학자인 에릭 넬슨은 "몬순 시즌이 끝날 때까지 우리가 받은 강수량과 염원의 상태에 대한 아이디어를 얻어야 한다"고 말했습니다. "좋은 지표는 매년 8월에 열리는 경주 행사인 Bonneville Speed ​​​​Week입니다." 모든 것이 순조롭게 진행되고 있기 때문에 "아마 문제가 발생하지 않을 것입니다."

OSIRIS-REx 임무를 지원하기 위해 팀은 착륙을 앞두고 기상 관측 기구를 배치할 예정입니다. 일회용 풍선은 상업용 제트기의 약 두 배 높이인 약 60,000피트(18,288미터)의 고도에 도달할 수 있습니다. 초당 5.5m의 속도로 상승하며 온도, 습도, 기압, 바람에 대한 데이터를 전송한 후 대기권으로 돌진합니다. 임무는 이러한 관찰을 사용하여 해당 범위 내에서 가능한 착륙 위치를 추정합니다.

샘플 반환 캡슐의 훈련 모델은 2023년 8월 29일 화요일 국방부 유타 테스트 및 훈련장에서 NASA의 OSIRIS-REx 임무에서 샘플 반환 캡슐을 회수하기 위한 준비를 위한 실시간 리허설 중에 볼 수 있습니다. 이미지 출처: NASA/KeeganBarber

배송은 어떻게 이루어지나요?

캡슐의 긴 여행의 마지막 구간은 캡슐이 OSIRIS-REx 우주선에서 분리되어 약 4시간 후 서해안 상공의 지구 대기권에 진입할 때 시작됩니다. 극초음속으로 이동하는 약 100파운드(45kg)의 캡슐은 캘리포니아 실리콘 밸리에 있는 NASA의 에임스 연구 센터에서 개발되고 극한의 온도를 견딜 수 있도록 설계된 경량 절제 재료로 만들어진 열 차폐 장치를 포함하는 보호된 진입 시스템에 의존합니다.

레이더 및 적외선 추적 시스템은 하강 중에 캡슐을 추적합니다. 9월 24일 아침 동쪽으로 날아갈 때 휴스턴에 있는 NASA의 존슨 우주 센터에 있는 고고도 WB-57 연구 항공기를 포함한 여러 항공기가 시각 및 열 화상 시스템을 사용하여 여행을 추적할 것입니다.

캡슐이 훈련 범위 내에서 드로그 낙하산을 펼치면 약 1,150mph(1,850km/h)의 속도로 이동하게 됩니다. 둥근 주 낙하산은 착륙을 부드럽게 하기 위해 지면 가까이에 열립니다. 다른 디자인과 달리 둥근 모양은 바람에 휩쓸릴 확률이 적어 하강할 때 캡슐의 저항력과 안정성이 높아집니다. 이렇게 하면 바람에 의해 경로를 이탈할 가능성이 줄어들어 지상에서 감지하기가 더 어려워질 수 있습니다.

전담 팀이 도착하여 회수한 샘플은 Johnson의 특수 실험실로 옮겨져 보존 및 연구될 것입니다. 역사적인 착륙도 연구하여 미래의 우주 운송에 대한 정보를 제공할 것입니다.

"우리는 일반적으로 예측하지 못하는 어떤 것도 예측하지 않을 것입니다. 하지만 올 가을 사막의 작은 구석에 많은 시선이 있을 것입니다. 평소보다 스트레스가 조금 더 많을 것입니다."라고 Nelson은 말했습니다.