ESA의 Aeolus 위성은 매우 성공적인 임무를 마치고 고도 320km에서 지구 대기권으로 돌아왔습니다. 위성은 일반적으로 지구의 중력으로 인해 천천히 하강하지만 ESA는 최초로 제어된 위성의 대기권 재진입을 달성했습니다. 다음은 Aeolus 임무가 끝나기 직전에 수행된 라이프니츠 대류권 연구소(TROPOS)와 관련된 과학 실험에 대한 간략한 검토입니다.


Fraunhofer FHR의 우주 관측 레이더 TIRA가 획득한 우주 잔해의 일시적인 단계인 Aeolus의 최종 이미지. (색상은 온도가 아니라 레이더 에코 강도를 나타냅니다.)

Aeolus는 글로벌 바람 프로필을 획득하는 최초의 우주 임무입니다. 이미지 출처: ESA/ATGmedialab

Aeolus 위성은 2018년 8월 22일에 발사되었으며 거의 ​​5년 동안 지구 궤도에 머물면서 수평 풍속의 수직 프로필과 구름과 에어로졸의 후방 산란 정보를 제공했습니다. 임무 시작부터 끝까지 TROPOS는 풍력 및 에어로졸/구름 제품 검증을 위해 전 세계의 지속적인 참조 측정 데이터를 제공하여 임무의 성공적인 성공에 크게 기여했습니다. 임무 이후 TROPOS는 데이터 제품을 개선하고 임무의 과학적 영향력을 높이기 위해 Aeolus 데이터, 혁신 및 과학 클러스터(DISC) 프로젝트에도 참여할 예정입니다. TROPOS는 클래스 2A 에어로졸 광학 특성화 제품 개발에 참여하고 데이터 품질을 모니터링하며 유럽 파트너의 과학 팀과 함께 외부 검증을 지원합니다.

Aeolus 수직풍 테스트 결과 분석. 왼쪽: 구름 꼭대기 높이(GOES-R 정지궤도 위성을 통해)와 Aeolus의 측정된 궤적. 오른쪽: 구름 위에서 측정했을 때 Aeolus 신호 레벨. 노란색 선은 GOES-R의 구름 꼭대기 높이를 나타냅니다. 출처: Sebastian Bley, TROPOS

위성이 역사상 폐기되기 전에 Aeolus 팀은 일련의 폐기 실험을 성공적으로 수행했습니다. 과학자들은 이러한 실험 결과가 미래의 우주 LiDAR 임무를 개선하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 각 테스트는 AeolusDISC와 협력하여 장비의 방사 성능과 에어로졸 및 바람 제품에 대한 영향을 평가하기 위해 수행되었습니다.

TROPOS는 깊은 대류 구름 시스템에서 수직 바람을 측정하기 위해 명목상 35도 대각선 시야에서 천저 시야(위성 바로 아래 지구 표면의 지점)로 레이저를 기울이는 실험에 참여했습니다. 수직 공기 이동은 큰 수평 규모에 걸쳐 평균적으로 무시할 수 있지만 심각한 대류 상황(예: 열대성 폭풍)에서는 이 가정이 유지되지 않습니다. TROPOS의 Sebastian Bley 박사는 "이 테스트 중에 수집된 유망한 데이터를 계속 분석하는 동안 사용된 가정에 대한 수직 공기 이동의 영향을 정량화할 수 있기를 바랍니다"라고 말했습니다.

TROPOS는 ATLID 테스트에도 참여하여 EarthCARE에서 비행할 ATLID LiDAR를 모방하도록 Aeolus 레이저 ALADIN을 구성합니다. 이 테스트의 목적은 Aeolus의 LiDAR와 매우 유사한 장비를 탑재할 EarthCARE 위성의 곧 출시를 준비하는 것입니다. "Aeolus에서 배운 교훈은 우리가 EarthCARE 임무를 준비하는 데 큰 도움이 되었습니다. 에어로졸, 구름 및 방사선을 측정하는 4개의 장비를 하나의 플랫폼에 운반하는 것은 Aeolus보다 더 어렵습니다."라고 TROPOS의 Ulla Wandinger 박사는 말했습니다. EarthCARE 임무의 발사 기간은 현재 2024년 4월부터 6월로 예정되어 있습니다. ATLID 테스트 동안 Aeolus는 TROPOS가 운영하는 지상 기반 LiDAR 장비를 갖춘 카보베르데 제도의 라이프치히와 민델로 상공을 비행했습니다.

TROPOS의 최종 성명서

'아이올루스' 재입장 이벤트를 엇갈린 심경으로 지켜보고 있습니다. 한편으로 우리는 이 놀라운 위성이 지구 대기권에서 불탔다는 사실이 슬프다. 한편, 우리는 이 흥미진진한 임무의 성공에 기여한 것을 기쁘게 생각하고 자랑스럽게 생각합니다.

하지만 밝은 미래를 바라보아야 할 이유도 있습니다. 우리의 작업은 Aeolus가 마지막으로 유성처럼 하늘을 밝힌 후에도 오랫동안 계속될 것입니다. TROPOS의 동료들은 특히 재처리된 에어로졸 제품을 검증하고 대기 과학 커뮤니티를 위한 새로운 응용 분야를 강조하기 위해 AeolusDISC 프로젝트에서 지난 5년간의 Aeolus 데이터를 계속 연구할 것입니다.

또한, 내년 여름에 시작될 EarthCARE 임무 준비에도 적극적으로 참여하고 있습니다. ESA-CARDINAL 프로젝트 프레임워크 내에서 TROPOS는 ATLID LiDAR 프로세서 및 다중 스펙트럼 이미저(MSI) 클라우드 제품 개발에서 선도적인 역할을 수행해 왔습니다. 또한 TROPOS는 전 세계 지상 측정 사이트를 사용하여 EarthCARE의 측정값을 검증할 준비를 하고 있습니다.