매리너 8호
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1. 개요
매리너 8호는 1971년 5월 9일 발사되었으나, 발사 후 상단 로켓의 문제로 인해 대서양에 추락한 화성 탐사선이다. 매리너 화성 71 프로젝트의 일환으로 매리너 9호와 함께 화성 궤도에서 탐사를 수행할 예정이었다. 팔각형 본체에 태양 전지판, 과학 장비 등을 탑재했으며, 화성 대기 및 표면 탐사를 목표로 했다.
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매리너 8호 | |
---|---|
개요 | |
![]() | |
임무 유형 | 화성 궤도선 |
운영 기관 | NASA/JPL |
임무 기간 | 궤도 진입 실패 |
제작사 | 제트 추진 연구소 |
무게 | |
건조 질량 | 558.8 kg |
발사 질량 | 997.9 kg |
전력 | |
전력 | 500 와트 |
발사 | |
발사 날짜 | 1971년 5월 9일 01:11:02 UTC |
발사 로켓 | 아틀라스 SLV-3C 센타우르-D |
발사 장소 | 케이프커내버럴 LC-36A |
궤도 | |
궤도 기준점 | 계획됨 |
궤도 참조 | 화성 중심 |
궤도 지점 | 화성 |
프로그램 | |
프로그램 | 매리너 계획 |
이전 임무 | 매리너 7호 |
다음 임무 | 매리너 9호 |
2. 발사 실패
매리너 계획의 일환으로 화성 탐사를 위해 매리너 H와 매리너 I 탐사선이 계획되었다. 이 중 매리너 H가 매리너 8호, 매리너 I가 매리너 9호이다. 매리너 8호는 1971년 5월 9일 케이프커내버럴에서 아틀라스-센타우르 로켓에 실려 발사되었다. 발사 265초 후, 센타우르 엔진이 점화되었지만 상단 로켓이 피치 방향으로 진동하며 통제를 벗어났다. 연료 부족으로 발사 365초 후 센타우르 엔진은 정지했다. 센타우르와 우주선은 분리되어 지구 대기권으로 재진입, 푸에르토리코 북쪽 약 560km 떨어진 대서양에 추락했다.
2. 1. 원인 분석
조사 결과, 피치 속도 자이로 증폭기의 오작동이 원인으로 밝혀졌다. 이는 벤치 테스트에서는 감지되지 않았던 문제였다. 시스템을 과전압으로부터 보호하기 위한 다이오드가 피치 증폭기의 인쇄 회로 기판을 수리/설치하는 동안 손상된 것으로 추정되었다. JPL 항법 책임자 빌 오닐은 전체 유도 시스템이 고장났다는 생각을 일축하고, 자동 조종 장치의 오작동이 발생했다고 주장했다.3. 매리너 화성 71 프로젝트 (Mariner Mars 71 Project)
매리너 계획의 일환으로 진행된 '''매리너 화성 71 프로젝트'''(Mariner Mars 71 Project)는 매리너 H와 매리너 I, 두 대의 탐사선을 화성 주회 궤도에 진입시켜 탐사하는 계획이었다. 이 탐사선들은 화성의 대기압, 온도, 구성 성분 및 지형을 탐사할 예정이었으나, 매리너 9호가 이 임무를 대체하였다.
매리너 화성 71 프로젝트는 두 대의 우주선(매리너 H, 매리너 I)이 각각 화성 궤도에서 별도의 임무를 수행하면서 상호 보완적인 역할을 하도록 계획되었다. 두 우주선은 최소 90일 동안 화성 궤도를 돌며 대기의 성분, 밀도, 압력, 온도와 표면의 성분, 온도, 지형에 대한 자료를 수집할 예정이었다. 행성 표면의 약 70%를 관측하고 시간적, 공간적 변화를 관찰하는 것이 목표였다. 매리너 H의 임무 목표 일부는 매리너 I ( 매리너 9호 ) 임무 계획에 추가되었다.
4. 탐사선 구조 및 구성 요소
매리너 8호는 마그네슘 프레임으로 제작된 팔각형 본체를 가지고 있으며, 대각선 길이는 138.4cm이다. 건조 중량은 558kg이다. 화성 궤도상에서 500W의 출력을 낼 수 있는 4개의 태양 전지판이 설치되어 있으며, 주 엔진은 하이드라진과 사산화질소를 추진제로 사용하는 로켓 엔진이다. 6기의 자세 제어 엔진과 태양 방향 검출기, 카노푸스 방향 검출기, 자이로스코프 등의 자세 제어 기기가 탑재되었다.
4. 1. 본체
매리너 8호는 팔각형 마그네슘 프레임으로 제작되었으며, 깊이는 45.7cm이고 대각선은 138.4cm이다. 프레임 상단에는 각각 215x 크기의 태양 전지판 4개가 뻗어 나왔다. 두 개의 태양 전지판 세트는 각 끝에서 끝까지 6.89m에 걸쳐 있었다. 프레임 상단에는 두 개의 추진 탱크, 기동 엔진, 1.44m 길이의 저이득 안테나 마스트 및 포물선형 고이득 안테나가 장착되었다. 프레임 하단에는 스캔 플랫폼이 부착되었으며, 여기에는 상호 정렬된 과학 장비(광각 및 협각 TV 카메라, 적외선 복사계, 자외선 분광기 및 적외선 간섭계 분광기)가 부착되었다. 우주선의 전체 높이는 2.28m였다. 발사 질량은 997.9kg이었으며, 이 중 439.1kg은 소모품이었다. 과학 장비의 총 질량은 63.1kg이었다. 통신 및 명령 제어를 위한 전자 장치는 프레임 내부에 보관되었다.
우주선 전원은 총 7.7m2 면적의 태양 전지판 4개를 구성하는 총 14,742개의 태양 전지에서 공급되었다. 태양 전지판은 지구에서 800W, 화성에서 500W를 생산할 수 있었다. 전력은 20 암페어 시 니켈-카드뮴 전지에 저장되었다. 추진력은 1340 N의 추력을 낼 수 있고 최대 5번 재시동이 가능한 짐벌 엔진에 의해 제공되었다. 추진제는 모노메틸 히드라진과 사산화 질소였다. 6개의 자세 제어 질소 분사기 2세트가 태양 전지판 끝에 장착되었다. 자세 정보는 태양 센서, 카노푸스 별 추적기, 자이로스코프, 관성 기준 장치 및 가속도계에서 제공되었다. 수동 열 제어는 프레임의 8개 측면에 루버와 보온 담요를 사용하여 수행되었다.
우주선 제어는 512개의 단어가 내장된 메모리를 가진 중앙 컴퓨터 및 시퀀서를 통해 이루어졌다. 명령 시스템은 86개의 직접 명령, 4개의 정량적 명령 및 5개의 제어 명령으로 프로그래밍되었다. 데이터는 디지털 릴-투-릴 테이프 레코더에 저장되었다. 168m 8트랙 테이프는 132 kbit/s로 기록된 1억 8천만 비트를 저장할 수 있었다. 재생은 한 번에 두 개의 트랙을 사용하여 16, 8, 4, 2 및 1 kbit/s로 수행할 수 있었다. 원격 통신은 고이득 포물선 안테나, 중간 이득 혼 안테나 또는 저이득 무지향성 안테나를 통해 이중 S-밴드 10 W/20 W 송신기 및 단일 수신기를 통해 이루어졌다.
4. 2. 전력
우주선 전원은 4개의 태양 전지판으로 구성되었으며, 총 14,742개의 태양 전지가 7.7m2 면적에 설치되었다. 태양 전지판은 지구에서 800W, 화성에서 500W의 전력을 생산할 수 있었다. 전력은 20 암페어 시 니켈-카드뮴 전지에 저장되었다.4. 3. 추진
매리너 8호의 추진 시스템은 1340 N 추력의 짐벌 엔진으로, 최대 5번까지 재시동이 가능했다. 추진제로는 모노메틸 히드라진과 사산화 질소가 사용되었다. 또한, 태양 전지판 끝에는 6개의 질소 분사기로 구성된 2세트의 자세 제어 장치가 장착되었다.4. 4. 자세 제어
태양 센서, 카노푸스 별 추적기, 자이로스코프, 관성 기준 장치, 가속도계를 통해 자세 정보를 얻었다. 6개의 자세 제어 질소 분사기 2세트가 태양 전지판 끝에 장착되었다. 수동 열 제어는 프레임 8개 측면에 있는 루버와 보온 담요를 사용하여 이루어졌다.4. 5. 통신 및 제어
매리너 8호의 우주선 제어는 512개 단어의 메모리를 가진 중앙 컴퓨터 및 시퀀서를 통해 이루어졌다. 명령 시스템은 86개의 직접 명령, 4개의 정량적 명령, 5개의 제어 명령으로 프로그래밍되었다. 데이터는 디지털 릴-투-릴 테이프 레코더에 저장되었다. 168m 8트랙 테이프는 1억 8천만 비트를 132 kbit/s로 기록할 수 있었다. 재생은 한 번에 두 개의 트랙을 사용하여 16, 8, 4, 2, 1 kbit/s로 수행할 수 있었다. 원격 통신은 고이득 포물선 안테나, 중간 이득 혼 안테나, 저이득 무지향성 안테나를 통해 이중 S-밴드 10W/20W 송신기 및 단일 수신기를 통해 이루어졌다.
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