샘플 리턴 미션
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1. 개요
샘플 리턴 미션은 지구 밖 천체의 샘플을 회수하여 연구하는 우주 탐사 임무이다. 이러한 임무는 망원경이나 궤도선으로는 얻을 수 없는, 지구에서 분석 가능한 샘플을 통해 태양계의 기원과 진화, 생명체의 구성 요소와 존재 가능성에 대한 통찰력을 제공한다. 주요 기술로는 수집기 배열, 에어로젤, 로봇 굴착 및 귀환 방식 등이 있으며, 달, 소행성, 혜성, 태양풍 등 다양한 천체에서 샘플을 회수한 바 있다. 현재는 화성 샘플 반환 임무가 계획 중이며, 중국, 일본 등 여러 국가에서도 미래 샘플 리턴 미션을 준비하고 있다.
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샘플 리턴 미션 | |
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개요 | |
임무 유형 | 샘플 회수 |
목표 | 외계 행성, 위성, 소행성 또는 혜성 표면에서 샘플을 채취하여 지구로 가져오기 |
중요성 | |
중요성 | 외계 물질에 대한 심층적 분석 가능 |
주요 측면 | |
샘플 채취 | 로봇 팔 또는 드릴을 사용하여 표면 물질 채취 |
밀봉 및 보존 | 오염 방지를 위해 샘플을 특수 용기에 밀봉 |
지구 귀환 | 지구 대기 재진입 및 안전한 착륙을 위한 특수 캡슐 사용 |
과제 | |
과제 | 먼 거리 극한 환경 오염 방지 |
역사 | |
최초의 시도 | 소련의 루나 16호 (1970년, 달 샘플 회수) |
다른 성공 사례 | 미국의 아폴로 계획 (달 샘플 회수) 일본의 하야부사 (소행성 이토카와 샘플 회수) 하야부사 2 (소행성 류구 샘플 회수) 창어 5호(달 샘플 회수) |
미래 계획 | |
미래 계획 | 화성 샘플 귀환 미션 (NASA, ESA 협력) 화성 표면에서 채취한 샘플을 지구로 가져오는 것을 목표 |
참고 | |
참고 | 샘플 회수 미션은 외계 생명체 탐색 및 태양계 기원 연구에 중요한 역할 오염 방지 및 안전한 지구 귀환이 핵심 과제 |
2. 샘플 리턴 미션의 과학적 의의
샘플 리턴 미션은 태양계의 형성 과정이나 특정 천체의 진화 과정을 연구하는 데 중요한 역할을 한다. 지구로 가져온 샘플은 연구소에서 첨단 장비를 통해 분석할 수 있기 때문에, 우주선에 탑재된 제한적인 장비보다 훨씬 더 다양하고 발전된 분석이 가능하다.[2] 또한, 지구에서의 분석은 지상 오염 물질과 외계 물질을 구별할 수 있게 해준다.[2]
망원경을 이용한 원격 탐사나 궤도선, 착륙선을 이용한 탐사도 중요하지만, 샘플 분석을 통해 얻을 수 있는 정보는 훨씬 더 깊이 있고 정확하다. 예를 들어, HED 운석 샘플 분석을 통해 소행성 베스타의 구성 성분을 추론할 수 있었고, ''돈'' 우주선의 관측 결과와 비교하여 베스타의 지각, 맨틀, 핵의 조성을 파악할 수 있었다.[3]
샘플 리턴 미션의 또 다른 중요한 목표는 혜성, 소행성, 화성, 가스 행성의 위성 등에서 생명의 구성 요소인 유기 화합물의 존재를 확인하는 것이다. 이를 통해 생명의 기원과 외계 생명체의 존재 가능성에 대한 단서를 찾을 수 있다. 특히, 화성은 과거에 생명체가 존재했을 가능성이 높고, 현재도 생명체가 존재할 수 있는 환경을 가지고 있어 NASA의 "10년 조사"에서 샘플 리턴 미션의 최우선 순위로 선정되기도 했다.
2. 1. 태양계 기원 및 진화 연구
샘플 리턴 미션을 통해 채취한 샘플은 지구에서 연구소에서 분석하여 태양계의 발견과 탐사에 대한 이해와 지식을 발전시키는 데 사용된다.[2] 지구에서 샘플을 분석하면 지상 오염과 다른 이질적인 물질을 구별할 수 있는 도구를 포함하여 다양한 도구를 사용하여 모든 발견 사항을 추적할 수 있다.[2] 우주선은 제한된 분석 도구 세트만 탑재할 수 있으며, 이러한 도구는 발사 훨씬 전에 선택하고 제작해야 한다.지구에서 분석한 샘플은 태양계의 형성과 진화에 대한 더 많은 통찰력을 얻기 위해 원격 탐사 결과와 일치시킬 수 있다. 예를 들어, HED 운석에서 채취한 샘플은 소행성 베스타의 거대한 충돌구 레아실비아에서 방출된 물질로 식별되었고, ''돈'' 우주선의 발견과 비교하여 베스타의 지각, 맨틀 및 핵의 조성을 추론할 수 있었다.[3]
이러한 조사의 또 다른 초점은 혜성, 소행성, 화성 또는 가스 행성의 위성에 있는 유기 화합물인 생명의 구성 요소의 존재를 확인하는 것이다. 현재 소행성과 혜성에 대한 여러 샘플 반환 임무가 진행 중이며, 이를 통해 생명이 우주에서 형성되어 운석에 의해 지구로 운반되었는지 여부를 결정하는 데 도움이 될 것이다. 또 다른 조사 질문은 외계 생명체가 화성과 같은 다른 태양계 천체 또는 자연 위성 거주 가능성을 가진 가스 행성 위성에서 형성되었는지, 그리고 생명이 거기에 존재할 수도 있는지 여부이다. NASA의 마지막 "10년 조사"에서는 화성 샘플 반환 임무를 우선시했는데, 화성은 비교적 "가까이" 있고, 과거에 생명체를 품었을 수도 있으며, 심지어 생명체를 계속 유지할 수도 있기 때문이다. 목성의 위성 유로파는 태양계에서 생명체를 찾는 또 다른 중요한 초점이지만, 거리 및 기타 제약으로 인해 가까운 미래에 샘플 반환 임무의 목표가 아닐 수 있다.
최초의 샘플 반환은 미국 항공 우주국(NASA)의 아폴로 계획에 의한 "달의 돌" 채취였다. 아폴로 우주선은 유인 우주선으로, 1969년 아폴로 11호부터 1972년 아폴로 17호까지 달 샘플을 채취했다. 소비에트 연방은 루나 계획으로 무인기를 이용해 달 샘플 반환을 수행했다. 1970년 루나 16호부터 1976년 루나 24호까지 달 샘플을 채취했다. 1996년 - 1997년에는 우주 정거장 미르에서 에어로젤을 사용하여 지구 궤도의 우주 쓰레기 수집이 18개월에 걸쳐 실시되었다.
1976년 루나 24호의 샘플 리턴으로부터 25년 후에 발사된 NASA의 제네시스는 2001년 12월부터 2004년 4월에 걸쳐 태양풍의 시료를 수집했다. 그러나 2004년 9월 회수 캡슐이 지구 대기권에 재진입했지만 낙하산이 펴지지 않아 유타주 사막 지대에 추락했다. 파손된 캡슐로부터 미량의 시료를 꺼낼 수 있었는데, 이는 달 외부에서 얻어진 최초의 시료였다.
러시아는 화성의 위성 포보스에서 샘플 리턴을 수행하는 포보스-그룬트 계획을 2011년 11월 9일에 발사했지만, 지구 궤도 이탈에 실패하여 2012년 1월 15일 태평양에 추락했다.
NASA는 지구 근접 소행성 벤누로부터 샘플 리턴을 목적으로 하는 오시리스-렉스 계획을 2016년 9월에 발사하여 벤누를 탐사하고 샘플을 채취하여 2023년 9월 24일 (UTC)에 지구로 귀환했다.
중국은 2020년 11월 23일 (UTC), 현지 시간 11월 24일에 창어 5호[67]를 발사하여 달로부터 샘플 리턴을 시도했고, 같은 해 12월 17일 (베이징 시간)에 귀환기 회수에 성공했다. 2024년에는 창어 6호를 통해 세계 최초로 달 뒷면에서 샘플 리턴을 실시했다.[68]
2. 1. 1. 운석 연구
보통 샘플 리턴 미션으로 채취한 샘플을 지구로 가져와서 두꺼운 열 차폐막을 씌운 뒤 지구로 떨어뜨린다. 떨어뜨려 가져온 샘플은 태양계의 형성 과정이나 특정 천체의 진화 과정 등을 연구하는 데 쓰인다.유럽 우주국(ESA)은 NASA와 공동으로 화성 샘플 반환 미션을 계획하고 있다. 이 계획은 로버에 의한 샘플 채취, 화성 궤도 진입, 그리고 지구까지의 수송이라는 3단계로 구성되며, 각각 다른 탐사선을 사용하여 수행한다. 첫 번째 탐사선은 NASA의 마스 2020 (탐사 로버 퍼서비어런스 탑재)로, 2020년에 발사되었다. 도킹 및 행성 간 수송에는 ATV와 베피콜롬보의 기술이 응용될 예정이다[69]。2021년 9월 6일, 탐사 로버 퍼서비어런스가 샘플 채취에 성공했음이 발표되었다[70]。
2. 1. 2. 소행성 및 혜성 연구
샘플 리턴 미션으로 채취한 샘플은 태양계 형성 과정이나 특정 천체의 진화 과정을 연구하는 데 사용된다.1999년에 발사된 NASA의 스타더스트는 2004년 1월에 비르트 2세 혜성의 코마에서 분출된 입자를 수집하여 2006년에 지구로 가져왔다.[67]
2003년에 발사된 우주항공연구개발기구(JAXA)의 하야부사는 2005년에 소행성 이토카와를 탐사하여 시료를 채취하려 했으나, 2010년 6월에 지구로 귀환했다. 샘플 채취 장치가 설계대로 작동하지 않았지만, 탐사선이 이토카와에 착륙했을 때 날아오른 미세 입자가 시료 용기에 도달했을 가능성이 있어, 용기 내벽에 부착되어 있던 미세 입자 일부를 회수하여 분석한 결과, 대부분이 이토카와 유래로 판단되었다.[67]
JAXA에서는 하야부사 2를 2014년 12월에 발사하여, 이토카와와는 다른 조성을 가진 소행성 류구로부터 샘플 리턴을 수행하여 2020년 12월에 귀환했다.[67]
중국은 지구 근접 소행성 카모오알레와로부터의 샘플 반환 임무인 정화를 2025년 발사를 목표로 하고 있으며[71], 샘플 반환 후에는 엘스트-피사로 혜성 탐사도 수행할 예정이다.[72]
JAXA는 화성의 위성으로부터의 샘플 반환은 하야부사의 기술을 응용하면 가능하다고 생각하고 있으며, 화성 위성 탐사선 "MMX (Martian Moons eXploration)"[73]가 개발 단계에 있다.
2. 2. 생명체 존재 가능성 연구
이러한 조사는 혜성, 소행성, 화성 또는 가스 행성의 위성에 있는 유기 화합물인 생명의 구성 요소의 존재와 같이, 다양한 태양계 천체의 기본 조성 및 지질사 외에도 다른 초점을 가지고 있다. 현재 소행성과 혜성에 대한 여러 샘플 반환 임무가 진행 중인데, 소행성과 혜성의 더 많은 샘플은 생명이 우주에서 형성되어 운석에 의해 지구로 운반되었는지 여부를 결정하는 데 도움이 될 것이다. 또 다른 조사 질문은 외계 생명체가 화성과 같은 다른 태양계 천체 또는 자연 위성 거주 가능성이 있는 가스 행성 위성에서 형성되었는지, 그리고 생명이 거기에 존재할 수도 있는지 여부이다.[2]
일부 소행성 스펙트럼 유형과 혜성의 조성 차이(그리고 더 적은 정도로)는 이미징만으로도 식별할 수 있다. 그러나 이러한 서로 다른 천체의 물질에 대한 보다 정확한 조사를 위해서는 더 많은 샘플을 수집하여 망원경과 천문학적 분광법을 통해 수집된 데이터와 비교해야 한다.
2. 2. 1. 화성 탐사
지구에서 구할 수 있는 샘플은 연구소에서 분석할 수 있으므로, 태양계의 발견과 탐사의 일환으로 우리의 이해와 지식을 더 발전시킬 수 있다. 지금까지 태양계에 대한 많은 중요한 과학적 발견은 망원경을 이용한 원격 관측으로 이루어졌으며, 일부 태양계 천체는 원격 탐사 또는 샘플 분석이 가능한 기기를 갖춘 궤도선이나 착륙선에 의해 탐사되었다. 이러한 탐사는 샘플 반환 임무보다 기술적으로 쉽지만, 샘플을 연구하기 위해 지구에서 사용할 수 있는 과학적 도구는 우주선에 탑재할 수 있는 도구보다 훨씬 더 발전되고 다양하다. 또한 지구에서 샘플을 분석하면 지상 오염과 다른 이질적인 물질을 구별할 수 있는 도구를 포함하여 다양한 도구를 사용하여 모든 발견 사항을 추적할 수 있다.[2] 우주선은 제한된 분석 도구 세트만 탑재할 수 있으며, 이러한 도구는 발사 훨씬 전에 선택하고 제작해야 한다.
지구에서 분석한 샘플은 태양계의 형성과 진화에 대한 더 많은 통찰력을 얻기 위해 원격 탐사 결과와 비교할 수 있다. 예를 들어, 2011년부터 2012년까지 소행성 베스타를 방문하여 이미징을 수행한 ''돈'' 우주선의 발견과 HED 운석에서 채취한 샘플(그때까지 지구에서 수집)을 비교하는 연구가 수행되었다.[3] 이 운석은 베스타의 거대한 충돌구 레아실비아에서 방출된 물질로 식별될 수 있었다. 이를 통해 베스타의 지각, 맨틀 및 핵의 조성을 추론할 수 있었다.
이러한 조사의 또 다른 초점은 혜성, 소행성, 화성 또는 가스 행성의 위성에 있는 유기 화합물인 생명의 구성 요소의 존재 여부 등 다양한 태양계 천체의 기본 조성 및 지질사이다. NASA의 마지막 "10년 조사"는 화성 샘플 반환 임무를 우선시했는데, 이는 화성이 비교적 "가까이" 있고, 과거에 생명체를 품었을 수도 있으며, 심지어 생명체를 계속 유지할 수도 있기 때문이다.
유럽 우주국(ESA)은 NASA와 공동으로 "화성 샘플 반환 미션"을 계획하고 있다. 로버에 의한 샘플 채취, 화성 궤도 진입, 그리고 지구까지의 수송이라는 3단계는 각각 다른 탐사선을 사용하여 수행한다는, NASA와의 공동 계획의 일부이다. 첫 번째 탐사선은 NASA의 마스 2020 (탐사 로버 퍼서비어런스 탑재)로, 2020년에 발사되었다. 도킹 및 행성 간 수송에는 ATV와 베피콜롬보의 기술이 응용될 예정이다.[69] 2021년 9월 6일, 탐사 로버 퍼서비어런스가 샘플 채취에 성공했음이 발표되었다.[70]
2. 2. 2. 유로파 등 기타 천체 탐사
지구에서 구할 수 있는 샘플은 연구소에서 분석할 수 있으므로, 태양계의 발견과 탐사의 일환으로 우리의 이해와 지식을 더 발전시킬 수 있다. 지금까지 태양계에 대한 많은 중요한 과학적 발견은 망원경으로 원격으로 이루어졌으며, 일부 태양계 천체는 원격 탐사 또는 샘플 분석이 가능한 기기를 갖춘 궤도 또는 착륙 우주선에 의해 방문되었다. 이러한 태양계 조사는 샘플 반환 임무보다 기술적으로 쉽지만, 이러한 샘플을 연구하기 위해 지구에서 사용할 수 있는 과학적 도구는 우주선에 탑재할 수 있는 도구보다 훨씬 더 발전되고 다양하다. 또한 지구에서 샘플을 분석하면 지상 오염과 다른 이질적인 물질을 구별할 수 있는 도구를 포함하여 다양한 도구를 사용하여 모든 발견 사항을 추적할 수 있다.[2]이러한 조사의 또 다른 초점은 다양한 태양계 천체의 기본 조성 및 지질사 외에도 혜성, 소행성, 화성 또는 가스 행성의 위성에 있는 유기 화합물인 생명의 구성 요소의 존재 여부이다. 현재 소행성과 혜성에 대한 여러 샘플 반환 임무가 진행 중이다. 소행성과 혜성의 더 많은 샘플은 생명이 우주에서 형성되어 운석에 의해 지구로 운반되었는지 여부를 결정하는 데 도움이 될 것이다. 또 다른 조사 질문은 외계 생명체가 화성과 같은 다른 태양계 천체 또는 자연 위성 거주 가능성이 있는 가스 행성 위성에서 형성되었는지, 그리고 생명이 거기에 존재할 수도 있는지 여부이다. 목성의 위성 유로파는 태양계에서 생명체를 찾는 또 다른 중요한 초점이다. 그러나 거리 및 기타 제약으로 인해 유로파는 가까운 미래에 샘플 반환 임무의 목표가 아닐 수 있다.
3. 행성 보호
행성 보호는 샘플 반환 임무에서 목표 천체와 지구 모두의 생물학적 오염을 방지하는 것을 목표로 한다. 생명체가 존재할 가능성이 있는 곳에서 가져온 샘플은 가상 생명체가 인간 또는 지구 생물권에 어떤 영향을 미칠지 알 수 없기 때문에 신중하게 다뤄야 한다.[4]
3. 1. 5등급 임무
행성 보호는 샘플 반환 임무에서 목표 천체와 지구 모두의 생물학적 오염을 방지하는 것을 목표로 한다. 생명체가 존재할 가능성이 있는 화성 등 다른 곳으로부터의 샘플 반환은 COSPAR에 따른 5등급 임무로, 지구로 가져오는 비멸균 샘플의 격리를 지시한다. 이는 그러한 가상 생명체가 인간 또는 지구의 생물권에 어떤 영향을 미칠지 알 수 없기 때문이다.[4] 칼 세이건과 조슈아 레더버그는 1970년대에 5등급 임무로 분류되는 샘플 반환 임무를 극도로 신중하게 수행해야 한다고 주장했으며, 이후 NRC와 ESF의 연구에서도 이에 동의했다.[4][5][6][7][8]3. 2. 칼 세이건과 조슈아 레더버그의 경고
행성 보호는 샘플 반환 임무에서 목표 천체와 지구 모두의 생물학적 오염을 방지하는 것을 목표로 한다. 생명체가 존재할 가능성이 있는 화성 등 다른 장소에서 가져온 샘플을 반환하는 것은 COSPAR에 따른 5등급 임무에 해당하며, 지구로 반환되는 비멸균 샘플은 격리해야 한다. 이는 그러한 가상 생명체가 인간이나 지구 생물권에 어떤 영향을 미칠지 알 수 없기 때문이다.[4] 칼 세이건과 조슈아 레더버그는 1970년대에 5등급 임무로 분류되는 샘플 반환 임무를 극도로 신중하게 수행해야 한다고 주장했으며, 이후 NRC와 ESF의 연구에서도 이에 동의했다.[4][5][6][7][8]4. 샘플 리턴 기술
샘플 리턴에는 다음과 같은 방법들이 사용될 수 있다.
- 수집기 배열: 빠르게 움직이는 작은 원자들을 수집하는 데 유용하며, 스타더스트호에 사용된 기술이다. 혜성 코마의 입자들은 크고 빠르기 때문에, 고밀도 고체 수집기 배열은 부적합하여 다른 수집 방법이 필요했다.
- 초고순도 웨이퍼: 제네시스호는 초고순도 웨이퍼를 사용하여 다양한 태양풍 입자를 채취했다.
- 에어로젤: 스타더스트호는 에어로젤을 이용하여 빠른 속도로 충돌하는 먼지 입자를 포획했다. 에어로젤은 대부분 투명하며, 입자가 통과하면서 당근 모양의 흔적을 남겨 쉽게 찾을 수 있다.
- 로봇 굴착 및 귀환: 외계 천체에서 샘플을 채취하여 지구로 가져오는 방식으로, 소련의 루나와 중국의 창어가 성공했다.
4. 1. 수집기 배열

수집기 배열은 태양풍을 통해 태양에서 방출되는 것과 같은 작고 빠르게 움직이는 원자를 수집하는 데 유용하지만, 혜성의 코마에서 발견되는 것과 같은 더 큰 입자를 수집하는 데에도 사용할 수 있다. 스타더스트호는 이러한 기술을 구현한 NASA 우주선이다. 그러나 코마와 그 주변 지역을 구성하는 입자의 높은 속도와 크기로 인해, 조밀한 고체 상태 수집기 배열은 실행 가능하지 않았다. 그 결과, 우주선과 샘플 자체의 안전을 유지하기 위해 다른 샘플 수집 수단이 설계되어야 했다.
4. 1. 1. 초고순도 웨이퍼
수집기 배열은 다양한 원소로 만들어진 웨이퍼를 사용하여 수백만 또는 수십억 개의 원자, 분자, 미세 입자를 수집하는 데 사용될 수 있다. 이러한 웨이퍼의 분자 구조는 다양한 크기의 입자를 수집할 수 있게 해준다. 예를 들어 ''제네시스''호에 탑재된 것과 같은 수집기 배열은 최대 수집 효율, 내구성 및 분석적 구별성을 보장하기 위해 초고순도로 제작된다.[1]4. 1. 2. 에어로젤
에어로젤은 스펀지 형태의 구조를 가진 이산화 규소 기반의 다공성 고체로, 부피의 99.8%가 빈 공간이다. 에어로젤은 유리 밀도의 약 1/1000 정도이다.
에어로젤은 대부분 투명하고, 입자가 표면을 관통하면 당근 모양의 경로를 남기기 때문에 과학자들이 입자를 쉽게 찾아 회수할 수 있다. 에어로젤의 기공은 나노미터 크기이므로, 모래알보다 작은 입자조차도 에어로젤을 완전히 통과하지 못한다. 대신, 입자는 속도가 줄어 멈추고 에어로젤 내부에 박히게 된다. ''스타더스트'' 우주선에는 에어로젤이 장착된 테니스 라켓 모양의 수집기가 있으며, 이 수집기는 안전한 보관과 지구로의 반환을 위해 캡슐 안으로 들어간다. 에어로젤은 매우 강하며 발사 및 우주 환경 모두에서 쉽게 견딜 수 있다.[56]
4. 2. 로봇 굴착 및 귀환
로봇 굴착 및 귀환은 소행성, 달, 행성과 같은 외계 천체에 착륙하여 샘플을 채취하고 지구로 가져오는 매우 어렵고 위험한 임무이다. 발사, 착륙, 회수, 지구로의 재발사 등 모든 과정이 고도의 정밀성과 정확성을 요구한다.이러한 유형의 샘플 반환 임무는 가장 큰 위험을 수반하지만, 행성 과학에 있어서는 가장 값진 결과를 가져다준다. 또한, 우주 탐사에 대한 대중의 지지를 얻는 데 중요한 역할을 한다.
1976년 소련의 루나 24호의 샘플 반환 이후, 25년 만인 2001년 NASA의 제네시스가 발사되어 2004년까지 태양풍 시료를 수집했다. 제네시스 수집기에는 초고순도 실리콘, 금, 사파이어, 다이아몬드가 사용되었으며, 서로 다른 웨이퍼를 통해 다양한 태양풍 입자를 채취했다. 그러나 회수 캡슐은 2004년 9월 지구 대기권 재진입 시 낙하산이 펴지지 않아 유타주 사막에 추락했다. 그럼에도 불구하고, 파손된 캡슐에서 미량의 시료를 회수하는 데 성공했으며, 이는 달 외부에서 얻어진 최초의 시료였다.
유럽 우주국(ESA)은 NASA와 공동으로 화성 샘플 반환 미션을 계획하고 있다. 이 계획은 로버를 이용한 샘플 채취, 화성 궤도 진입, 지구까지의 수송 등 세 단계로 구성되며, 각 단계마다 다른 탐사선을 사용한다. 첫 번째 탐사선은 NASA의 마스 2020 (탐사 로버 퍼서비어런스 탑재)으로, 2020년에 발사되었다. 2021년 9월 6일, 퍼서비어런스가 샘플 채취에 성공했음이 발표되었다.[70]
JAXA는 가구야 후속기를 통해 달에서의 샘플 반환을 계획하고 있다. 또한, 화성 탐사선 MELOS에서는 미션의 일환으로 고체 표면 착륙을 동반하지 않는 화성 대기 샘플 반환도 구상하고 있다.
미국과 중국은 유인 달 탐사 계획을 구상하고 있으며, 실현될 경우 유인 샘플 반환의 기회도 얻을 수 있을 것으로 전망된다.
4. 2. 1. 루나 계획
소련의 루나와 중국의 창어 착륙선만이 성공적인 로봇 샘플 반환 임무를 수행했다.[1] 다른 임무에서는 다양한 방법으로 소행성에서 물질을 수집했지만, 매우 낮은 중력 때문에 "착륙"하지는 않았다.[1] 이러한 유형의 샘플 반환은 행성 과학에 있어서 가장 보람 있는 일이며, 우주 탐사에 대한 홍보 잠재력이 커 대중의 지지를 얻는 데 중요한 요소이다.[1]4. 2. 2. 창어 계획
소련의 루나와 중국의 창어 착륙선만이 성공적인 로봇 샘플 반환 임무를 수행했다.[1] 다른 임무에서는 다양한 방법으로 소행성에서 물질을 수집했지만, 매우 낮은 중력 때문에 "착륙"하지는 않았다.[1]4. 2. 3. 기타 소행성 샘플 리턴
1999년에 발사된 NASA의 스타더스트는 2004년 1월에 비르트 2세 혜성의 코마에서 분출된 입자를 수집하여 2006년에 지구로 가져왔다.[67]2003년에 발사된 우주항공연구개발기구(JAXA)의 하야부사는 2005년에 소행성 이토카와를 탐사하여 시료를 채취하려 했으나, 2010년 6월에 지구로 귀환했다.[67] 샘플 채취 장치가 설계대로 작동하지 않았지만, 탐사선이 이토카와에 착륙했을 때 날아오른 미세 입자가 시료 용기에 도달했을 가능성이 있어, 용기 내벽에 부착되어 있던 미세 입자 일부를 회수하여 분석한 결과, 대부분이 이토카와 유래로 판단되었다.
러시아에서는 화성의 위성 포보스에서 샘플 리턴을 수행하는 포보스-그룬트 계획이 진행되어 2011년 11월 9일에 발사되었지만, 지구 궤도 이탈에 실패하여 2012년 1월 15일에 태평양에 추락했다.[67]
JAXA에서는 하야부사 2를 2014년 12월에 발사하여, 이토카와와는 다른 조성을 가진 소행성 류구로부터 샘플 리턴을 수행하여 2020년 12월에 귀환했다.[67]
NASA에서는 지구 근접 소행성 벤누로부터의 샘플 리턴을 목적으로 하는 오시리스-렉스 계획을 진행하고 있으며, 2016년 9월에 발사되어 벤누를 탐사하고, 샘플을 채취하여 2023년 9월 24일 (UTC)에 지구로 귀환했다.[67]
중국은 지구 근접 소행성 카모오알레와로부터의 샘플 반환 임무, 정화를 2025년 발사를 목표로 하고 있으며[71], 샘플 반환 후에는 엘스트-피사로 혜성 탐사도 수행할 예정이다.[72]
JAXA는 화성 위성 탐사선 "MMX (Martian Moons eXploration)"[73]가 개발 단계에 있다.
NASA는 소행성의 파편을 달 근처까지 운반하여 유인 작업으로 회수한다는 "ARM" 계획도 있었으나, 이는 중지될 전망이다.[74]
5. 샘플 리턴 미션 목록
샘플 리턴 미션은 크게 유인 미션과 무인 미션으로 나눌 수 있다.
발사일 | 운영 기관 | 이름 | 샘플 기원 | 반환된 샘플 | 회수일 | 임무 결과 |
---|---|---|---|---|---|---|
1969년 7월 16일 | 미국 | 아폴로 11호 | 달 | 22kg | 1969년 7월 24일 | 성공 |
1969년 11월 14일 | 미국 | 아폴로 12호 | 달 | 34kg 및 서베이어 3호 부품[57] | 1969년 11월 24일 | 성공 |
1970년 4월 11일 | 미국 | 아폴로 13호 | 달 | 1970년 4월 17일 | 실패 | |
1971년 1월 31일 | 미국 | 아폴로 14호 | 달 | 43kg | 1971년 2월 9일 | 성공 |
1971년 7월 26일 | 미국 | 아폴로 15호 | 달 | 77kg | 1971년 8월 7일 | 성공 |
1972년 4월 16일 | 미국 | 아폴로 16호 | 달 | 95kg | 1972년 4월 27일 | 성공 |
1972년 12월 7일 | 미국 | 아폴로 17호 | 달 | 111kg | 1972년 12월 19일 | 성공 |
1996년 3월 22일 | 러시아 | 지구 궤도 파편 수집 | 저궤도 | 입자 | 1997년 10월 6일 | 성공[58] |
2015년 4월 14일 | 일본 | 탄포포 임무 | 저궤도 | 입자 | 2018년 2월[59] | 성공 |
1969년 6월 14일 | 소련 | 루나 E-8-5 No. 402 | 달 | 실패 | ||
1969년 7월 13일 | 소련 | 루나 15 | 달 | 실패 | ||
1969년 9월 23일 | 소련 | 코스모스 300 | 달 | 실패 | ||
1969년 10월 22일 | 소련 | 코스모스 305 | 달 | 실패 | ||
1970년 2월 6일[13] | 소련 | 루나 E-8-5 No. 405 | 달 | 실패 | ||
1970년 9월 12일 | 소련 | 루나 16 | 달 | 101g | 1970년 9월 24일 | 성공 |
1971년 9월 2일 | 소련 | 루나 18 | 달 | 실패 | ||
1972년 2월 14일 | 소련 | 루나 20 | 달 | 55g | 1972년 2월 25일 | 성공 |
1974년 11월 2일 | 소련 | 루나 23 | 달 | 실패 | ||
1975년 10월 16일 | 소련 | 루나 E-8-5M No. 412 | 달 | 실패 | ||
1976년 8월 9일 | 소련 | 루나 24 | 달 | 170g | 1976년 8월 22일 | 성공 |
1999년 2월 7일 | 미국 | 스타더스트 | 81P/와일드 | 입자, 무게 약 1g | 2006년 1월 15일 | 성공 |
2001년 8월 8일 | 미국 | 제네시스 | 태양풍 | 입자 | 2004년 9월 9일 | 부분 성공 |
2003년 5월 9일 | 일본 | 하야부사 | 25143 이토카와 | 입자, 무게 1g 미만 | 2010년 6월 13일 | 부분 성공 |
2011년 11월 8일 | 러시아 | 포보스-그룬트 | 포보스 | 실패 | ||
2014년 12월 3일 | 일본 | 하야부사 2 | 162173 류구 | 5.4g[60] (가스 샘플 포함) | 2020년 12월 6일 | 성공 |
2016년 9월 8일 | 미국 | 오시리스-렉스 | 101955 벤누 | 121.6g[36][61] | 2023년 9월 24일 | 성공 |
2020년 11월 23일 | 중국 | 창어 5호 | 달 | 1731g | 2020년 12월 16일 | 성공 |
2024년 5월 3일 | 중국 | 창어 6호 | 달 | 1935.3g[62] | 2024년 6월 25일 | 성공 |
2025년 (예정) | 중국 | 톈원 2호 | 469219 카모오알레와 | 2027년 (예정) | 계획[63] | |
2026년 (예정) | 일본 | MMX | 포보스 | 2031년 (예정) | 계획 | |
2028년 (예정) | 미국 / 유럽 우주국 | NASA-ESA 화성 샘플 반환 | 화성 | 500g | 2033년 (예정) | 진행 중 |
2028년 (예정) | 인도 | 찬드라얀 4호 | 달 | 2028년 (예정) | 계획 | |
2028년 (예정) | 중국 | 톈원 3호 | 화성 | 2031년 (예정) | 계획[66] |
5. 1. 유인 미션
미국 항공우주국(NASA)의 아폴로 계획은 유인 우주선을 통해 달에서 달의 돌을 채취하여 지구로 가져온 최초의 임무였다. 아폴로 11호부터 아폴로 17호까지의 임무를 통해 달 암석과 토양을 포함한 다량의 샘플을 지구로 가져왔다.한편, 소비에트 연방은 루나 계획을 통해 무인 우주선으로 달 샘플 채취를 시도했다. 루나 16호, 루나 20호, 루나 24호는 달 토양 샘플을 성공적으로 지구로 가져왔다.
1996년부터 1997년까지는 우주 정거장 미르에서 에어로젤을 이용하여 지구 궤도의 우주 쓰레기를 수집하는 실험이 18개월 동안 진행되었다.
5. 1. 1. 아폴로 11호 ~ 17호


1969년 7월, 아폴로 11호는 22kg의 달 표면 물질을 회수하며 태양계 내 다른 천체에서 최초로 성공적인 샘플 회수를 달성했다. 이어서 아폴로 12호에서 34kg의 물질과 서베이어 3호의 부품, 아폴로 14호에서 42.8kg의 물질, 아폴로 15호에서 76.7kg의 물질, 아폴로 16호에서 94.3kg의 물질, 그리고 아폴로 17호에서 110.4kg의 물질이 회수되었다. 아폴로 계획 전체에서 382kg 이상의 달 암석과 레골리스를 회수했는데, 여기에는 달 토양도 포함되며, 이는 휴스턴의 달 회수 연구소로 보내졌다.[9][10][11] 오늘날, 샘플의 75%는 1979년에 건설된 달 샘플 실험 시설에 보관되어 있다.[12]
발사일 | 운영자 | 이름 | 샘플 기원 | 반환된 샘플 | 회수일 | 임무 결과 |
---|---|---|---|---|---|---|
1969년 7월 16일 | 미국 | 아폴로 11호 | 달 | 22kg | 1969년 7월 24일 | 성공 |
1969년 11월 14일 | 미국 | 아폴로 12호 | 달 | 34kg 및 서베이어 3호 부품[57] | 1969년 11월 24일 | 성공 |
1970년 4월 11일 | 미국 | 아폴로 13호 | 달 | 1970년 4월 17일 | 실패 | |
1971년 1월 31일 | 미국 | 아폴로 14호 | 달 | 43kg | 1971년 2월 9일 | 성공 |
1971년 7월 26일 | 미국 | 아폴로 15호 | 달 | 77kg | 1971년 8월 7일 | 성공 |
1972년 4월 16일 | 미국 | 아폴로 16호 | 달 | 95kg | 1972년 4월 27일 | 성공 |
1972년 12월 7일 | 미국 | 아폴로 17호 | 달 | 111kg | 1972년 12월 19일 | 성공 |
5. 2. 무인 미션


무인 샘플 리턴 미션은 로봇 기술을 이용하여 외계 천체에서 샘플을 채취하여 지구로 가져오는 임무이다.
- 초기 달 탐사: 소련은 루나 계획을 통해 무인 달 샘플 리턴을 시도했다. 1970년 루나 16호가 101g의 달 토양을 가져왔고, 1972년 루나 20호가 55g, 1976년 루나 24호가 170g을 가져왔다.
- 태양풍 및 혜성 탐사: 2004년 제네시스는 태양풍 샘플을 지구로 가져왔으나, 낙하산이 펴지지 않아 캡슐이 파손되었다. 다행히 일부 샘플은 회수할 수 있었다. 제네시스는 초고순도 실리콘, 금, 사파이어, 다이아몬드 웨이퍼를 사용하여 태양풍의 서로 다른 부분을 수집했다.[16] 스타더스트는 2006년 81P/와일드 혜성의 코마에서 먼지 샘플을 채취해 지구로 가져왔다. 스타더스트는 저밀도 에어로젤을 사용하여 혜성 입자를 손상 없이 수집했다.[17]
- 소행성 탐사: 일본은 하야부사와 하야부사 2를 통해 소행성 샘플 리턴에 성공했다. 하야부사는 25143 이토카와에서 미량의 샘플을, 하야부사 2는 162173 류구에서 5.4g의 샘플을 가져왔다.
- 최근 달 탐사: 중국은 창어 5호와 창어 6호를 통해 달 샘플 리턴에 성공했다. 특히 창어 6호는 세계 최초로 달 뒷면에서 샘플을 채취해 왔다.
러시아의 포보스-그룬트는 화성의 위성 포보스에서 샘플을 가져오는 데 실패한 임무였다. 2011년 11월 8일에 발사되었지만, 지구 궤도를 벗어나지 못하고 몇 주 후 남태평양에 추락했다.[19][20]
발사일 | 운영 기관 | 이름 | 샘플 기원 | 반환된 샘플 (g) | 회수일 | 임무 결과 |
---|---|---|---|---|---|---|
소련 | 루나 16호 | 달 | ||||
소련 | 루나 20호 | 달 | ||||
소련 | 루나 24호 | 달 | ||||
미국 | 스타더스트 | 81P/와일드 | , 무게 약 | |||
미국 | 제네시스 | 태양풍 | ||||
하야부사 | 25143 이토카와 | , 무게 미만 | ||||
러시아 | 포보스-그룬트 | 포보스 | ||||
일본 | 하야부사2 | 162173 류구 | [60] (가스 샘플 포함) | |||
미국 | 오시리스-렉스 | 101955 벤누 | [36][61] | |||
창어 5호 | 달 | |||||
중국 | 창어 6호 | 달 | [62] |
5. 2. 1. 달 샘플 리턴
1969년 7월, 아폴로 11호는 22kg의 달 표면 물질을 회수하며 태양계 내 다른 천체에서 최초로 성공적인 샘플 회수를 달성했다. 이어서 아폴로 12호에서 34kg의 물질과 서베이어 3호의 부품, 아폴로 14호에서 42.8kg의 물질, 아폴로 15호에서 76.7kg의 물질, 아폴로 16호에서 94.3kg의 물질, 그리고 아폴로 17호에서 110.4kg의 물질이 회수되었다.[9][10][11] 아폴로 계획 전체에서 382kg 이상의 달 암석과 레골리스를 회수했는데, 여기에는 달 토양도 포함되며, 이는 휴스턴의 달 회수 연구소로 보내졌다. 오늘날, 샘플의 75%는 1979년에 건설된 달 샘플 실험 시설에 보관되어 있다.[12]
1970년, 소련의 루나 16호 임무는 101g의 달 토양을 회수했으며, 이어서 1974년 루나 20호가 55g을, 1976년 루나 24호가 170g을 회수했다. 아폴로 임무보다 훨씬 적은 양을 회수했지만, 이들은 완전히 자동적으로 수행되었다. 이 세 번의 성공 외에, 루나 계획 하의 다른 시도는 실패했다. 처음 두 임무는 아폴로 11호와 경쟁하기 위해 기획되었으며, 1969년 6월과 7월에 아폴로 11호 직전에 수행되었다. 루나 E-8-5 No. 402는 발사 실패, 루나 15호는 달에 추락했다. 이후 다른 샘플 회수 임무도 실패했다: 1969년 코스모스 300호와 코스모스 305호, 1970년 루나 E-8-5 No. 405, 1975년 루나 E-8-5M No. 412는 발사에 실패했고, 1971년 루나 18호와 1974년 루나 23호는 달 착륙에 실패했다.[13]
최초의 샘플 반환은 미국 항공 우주국(NASA)의 아폴로 계획에 의한 "달의 돌" 채취이다. 아폴로 11호(1969년)에서는 약 22kg, 아폴로 12호에서는 약 34kg, 아폴로 14호(1971년)에서는 약 42kg, 아폴로 15호에서는 약 77kg, 아폴로 16호(1972년)에서는 약 96kg, 아폴로 17호에서는 약 111kg의 샘플을 가져왔다. 아폴로 우주선은 유인 우주선이었다.
한편, 소비에트 연방은 루나 계획으로 무인기를 이용한 달에서의 샘플 반환을 수행했다. 루나 16호(1970년)에서는 101g, 루나 20호(1974년)에서는 55g, 루나 24호(1976년)에서는 170.1g의 흙을 가져왔다.
발사 날짜 | 이름 | 샘플 (g) | 수집 장소 | 귀환 날짜 | 결과 |
---|---|---|---|---|---|
1969년 7월 13일 | 루나 15호 | - | 달 | (미귀환) | 실패 |
1970년 9월 12일 | 루나 16호 | 101 | 달 | 1970년 9월 24일 | 성공 |
1971년 9월 2일 | 루나 18호 | - | 달 | (미귀환) | 실패 |
1972년 2월 14일 | 루나 20호 | 55 | 달 | 1972년 2월 25일 | 성공 |
1974년 11월 2일 | 루나 23호 | - | 달 | (미귀환) | 실패 |
1976년 8월 9일 | 루나 24호 | 170 | 달 | 1976년 8월 22일 | 성공 |
2020년 11월 23일 | 창어 5호 | 1731 | 달 | 2020년 12월 17일 | 성공 |
2024년 5월 3일 | 창어 6호 | 1935.3 | 달의 뒷면 | 2024년 6월 25일 | 성공 |
5. 2. 2. 소행성 샘플 리턴
일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 하야부사 탐사선은 S형 소행성 25143 이토카와와 만나 착륙한 후 소행성 샘플을 지구로 가져왔다. 2010년 11월, JAXA 과학자들은 샘플 채취 장치가 고장났음에도 불구하고 탐사선이 소행성에서 미세 입자를 채취했으며, 이것이 지구로 돌아온 최초의 원본 상태 샘플임을 확인했다.[18]
— ''(전체 크기 이미지)''

일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 2014년 12월 3일 개량된 우주 탐사선 ''하야부사 2''를 발사했다. ''하야부사 2''는 2018년 6월 27일에 근지구 소행성이자 C형 소행성인 162173 류구에 도착했다.[21] 1년 반 동안 소행성을 탐사하고 샘플을 채취한 후, 2019년 11월에 소행성을 떠나[22][23] 2020년 12월 6일에 지구로 귀환했다.[24]
OSIRIS-REx 임무는 101955 벤누 소행성에서 샘플을 가져오기 위해 2016년 9월에 발사되었다.[25][26] 이 샘플은 과학자들이 태양계 형성 이전 시대, 행성 형성 초기 단계, 그리고 생명체 형성을 이끈 유기 화합물의 근원에 대해 더 많이 배우는 데 도움이 될 것으로 예상된다.[27] 2018년 12월 3일에 벤누 근처에 도착하여[28] 다음 몇 달 동안 표면을 분석하여 샘플 채취 구역을 선정했다. 2020년 10월 20일에 샘플을 채취했으며,[29][30] 2023년 9월 24일에 지구에 착륙하여 OSIRIS-REx는 외계 천체에서 샘플을 반환하는 데 성공한 다섯 번째 임무가 되었다.[31][32][33][34]

중국 국가우주국(CNSA)은 2020년 11월 23일과 2024년 5월 3일에 각각 창어 5호 및 창어 6호 달 샘플 귀환 임무를 발사했으며, 각각 2020년 12월 16일과 2024년 6월 25일에 2kg의 달 토양을 가지고 지구로 귀환했다.[42] 이는 40년 이상 만에 최초의 달 샘플 귀환 임무였다.[43] 달 뒷면의 남반구에 있는 아폴로 충돌구 분지에 착륙한 창어 6호는 이전의 모든 달 샘플이 달 앞면에서 수집된 것과 달리 달 뒷면에서 샘플을 채취한 최초의 임무였다.[44]
2003년에 발사된 우주항공연구개발기구(JAXA)의 하야부사는 2005년에 소행성 이토카와를 탐사하여 시료를 채취하려 했으나, 2010년 6월에 지구로 귀환했다. 샘플 채취 장치가 설계대로 작동하지 않았지만, 탐사선이 이토카와에 착륙했을 때 날아오른 미세 입자가 시료 용기에 도달했을 가능성이 있어, 용기 내벽에 부착되어 있던 미세 입자 일부를 회수하여 분석한 결과, 대부분이 이토카와에서 유래한 것으로 판단되었다.
JAXA는 하야부사 2를 2014년 12월에 발사하여, 이토카와와는 다른 조성을 가진 소행성 류구로부터 샘플을 채취하여 2020년 12월에 지구로 가져왔다.
중국은 2020년 11월 23일 (UTC), 현지 시간 11월 24일에 창어 5호[67]를 발사하여 달로부터 샘플을 가져왔다. 같은 해 12월 17일 (베이징 시간)에 귀환기를 성공적으로 회수했다.
NASA는 지구 근접 소행성 벤누로부터 샘플을 가져오는 오시리스-렉스 계획을 진행하고 있으며, 2016년 9월에 발사되어 벤누를 탐사하고 샘플을 채취하여 2023년 9월 24일 (UTC)에 지구로 귀환했다.
중국은 창어 5호에 이어 2024년에 창어 6호를 통해 달 표면에서 샘플을 가져왔다. 이것은 세계 최초로 달 뒷면에서 샘플을 가져온 것이다.[68]
발사 날짜 | 이름 | 샘플 | 수집 장소 | 귀환 날짜 | 결과 |
---|---|---|---|---|---|
2003년 5월 9일 | 하야부사 | 1,500개의 미세 입자 | 이토카와 | 2010년 6월 13일 | 부분적인 성공 (예정보다 적은 시료 회수) |
2014년 12월 3일 | 하야부사 2 | 5.4g 이상의 토양 | 류구 | 2020년 12월 6일 | 성공 |
2016년 9월 8일 | 오시리스-렉스 | 약 250g의 토양 (예상) | 벤누 | 2023년 9월 24일 | 성공 |
2020년 11월 23일 | 창어 5호 | 1731g의 암석 및 토양 | 달 | 2020년 12월 17일 | 성공 |
2024년 5월 3일 | 창어 6호 | 1935.3g의 암석 및 토양 | 달의 뒷면 | 2024년 6월 25일 | 성공 |
5. 2. 3. 혜성 샘플 리턴
일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 하야부사 탐사선은 S형 소행성 25143 이토카와에서 미세 입자를 채취하여 2010년 6월 지구로 귀환했다. 이는 지구로 돌아온 최초의 원본 상태 소행성 샘플이었다.[18]일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 하야부사 2를 발사하여 C형 소행성 162173 류구에서 샘플 채취 후 2020년 12월 6일에 지구로 귀환했다.[24] OSIRIS-REx 임무는 101955 벤누 소행성에서 샘플을 채취하여[29][30] 2023년 9월 24일에 지구로 귀환했으며,[31] 회수된 물질의 총 무게는 121.6g였다.[41]
중국 국가우주국(CNSA)은 창어 5호 및 창어 6호 달 샘플 귀환 임무를 발사하여, 각각 2020년 12월 16일과 2024년 6월 25일에 달 토양을 가지고 지구로 귀환했다.[42] 창어 6호 임무는 달 뒷면에서 샘플을 채취한 최초의 임무였다.[44]
발사 날짜 | 이름 | 샘플 | 수집 장소 | 귀환 날짜 | 결과 |
---|---|---|---|---|---|
2003년 5월 9일 | 하야부사 | 1,500개의 미세 입자 | 이토카와 | 2010년 6월 13일 | 부분적인 성공 예정보다 적은 시료 회수 |
2014년 12월 3일 | 하야부사 2 | 5.4g 이상의 토양 | 류구 | 2020년 12월 6일 | 성공 |
2016년 9월 8일 | 오시리스-렉스 | 약 250g의 토양 (예상) | 벤누 | 2023년 9월 24일 | 성공 |
2020년 11월 23일 | 창어 5호 | 1731g의 암석 및 토양 | 달 | 2020년 12월 17일 | 성공 |
2024년 5월 3일 | 창어 6호 | 1935.3 g의 암석 및 토양 | 달의 뒷면 | 2024년 6월 25일 | 성공 |
5. 2. 4. 태양풍 샘플 리턴
2004년, 제네시스는 지구 궤도 밖에서 태양풍 샘플을 지구로 가져오는 임무를 수행했다. 제네시스 캡슐은 지구 대기권 재진입 중 낙하산을 펼치지 못하고 유타 사막에 추락했지만, 과학자들은 많은 샘플을 구출하는 데 성공했다. 이 샘플들은 달 궤도 밖에서 처음으로 수집된 것이었다. 제네시스는 초고순도 실리콘, 금, 사파이어, 다이아몬드 웨이퍼로 만들어진 수집 배열을 사용했으며, 각기 다른 웨이퍼는 태양풍의 서로 다른 부분을 수집하는 데 사용되었다.[16]
1976년 루나 24호의 샘플 리턴으로부터 25년 후인 2001년 12월부터 2004년 4월에 걸쳐, NASA의 제네시스는 태양풍 시료를 수집했다. 제네시스의 수집기에는 초고순도의 실리콘, 금, 사파이어, 다이아몬드가 사용되었으며, 이들은 서로 다른 태양풍 입자를 채취하기 위해 사용되었다. 그러나 2004년 9월, 회수 캡슐은 지구 대기권에 재진입했지만 낙하산이 펴지지 않아 유타주 사막 지대에 추락했다. 파손된 캡슐에서 미량의 시료를 꺼낼 수 있었으며, 이는 달 외부에서 얻어진 최초의 시료였다.
5. 2. 5. 화성 샘플 리턴 (계획 중)
미국 항공우주국(NASA)과 유럽 우주국(ESA)은 오랫동안 화성 샘플 귀환 미션을 계획해 왔다.[51] 2020년에 배치된 ''퍼서비어런스'' 로버는 드릴 코어 샘플을 수집하여 화성 표면에 보관하고 있다.[52] 2023년 9월 현재, 대기 샘플 1개와 화성암 샘플 8개, 퇴적암 샘플 11개, 레골리스 샘플 2개를 수집했다.[53] 2023년 11월 22일, NASA는 자금 부족으로 인해 화성 샘플 귀환 임무를 축소한다고 발표했다.[54] 2024년 1월, 제안된 NASA 계획은 예산 및 일정 고려 사항으로 인해 이의가 제기되었고, 대체 계획에 대한 조사가 시작되었다.[55]유럽 우주국(ESA)은 NASA와 공동으로 "화성 샘플 반환 미션"을 계획하고 있는데, 이는 로버에 의한 샘플 채취, 화성 궤도 진입, 그리고 지구까지의 수송이라는 3단계를 각각 다른 탐사선을 사용하여 수행하는 NASA와의 공동 계획의 일부이다. 첫 번째 탐사선은 NASA의 마스 2020 (탐사 로버 퍼서비어런스 탑재)로, 2020년에 발사되었다. 도킹 및 행성 간 수송에는 ATV와 베피콜롬보의 기술이 응용될 예정이다.[69] 2021년 9월 6일, 탐사 로버 퍼서비어런스가 샘플 채취에 성공했음이 발표되었다.[70]
발사 날짜 | 이름 | 샘플 | 수집 장소 | 귀환 날짜 | 결과 |
---|---|---|---|---|---|
2020년 7월 30일 (마스 2020) | 화성 샘플 반환 미션 | 화성의 암석 및 토양 | 화성 | (귀환기 미발사) | 샘플 채취 성공, 채집 작업 계속 진행 중(퍼서비어런스) |
5. 2. 6. 기타 미래 샘플 리턴 계획
중국 국가 우주국(CNSA)은 2025년에 톈원 2호 임무를 발사하여 469219 카모오알레와에서 샘플을 회수할 계획이다.[45] CNSA는 2030년까지 화성 샘플 귀환 임무도 계획하고 있다.[46][47] 이와 함께, CNSA는 2020년대에 세레스에서 샘플을 회수하는 임무 역시 설계하고 있다.[48]일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 2026년에 MMX 임무를 발사할 예정이며, 이 임무는 포보스에서 샘플을 회수하는 것을 목표로 한다.[49] MMX는 화성의 위성 두 곳을 모두 연구하지만, 착륙 및 샘플 수집은 포보스에서 진행된다. 포보스는 궤도가 화성에 더 가깝고, 표면에 화성에서 날아온 입자가 있을 수 있어 이 위성이 선택되었다. 따라서 샘플에는 화성 자체에서 유래한 물질이 포함될 가능성이 있다.[50] 샘플을 운반하는 추진 모듈은 2031년에 지구로 귀환할 것으로 예상된다.[49]
미국 항공우주국(NASA)과 ESA는 오랫동안 화성 샘플 귀환 미션을 계획해 왔다.[51] 2020년에 배치된 ''퍼서비어런스'' 로버는 드릴 코어 샘플을 수집하여 화성 표면에 보관하고 있다.[52] 2023년 9월 현재, 대기 샘플 1개, 화성암 샘플 8개, 퇴적암 샘플 11개, 레골리스 샘플 2개가 수집되었다.[53] 그러나 2023년 11월 22일, NASA는 자금 부족으로 인해 화성 샘플 귀환 임무를 축소한다고 발표했다.[54] 2024년 1월, 제안된 NASA 계획은 예산 및 일정 문제로 인해 이의가 제기되었고, 대체 계획에 대한 조사가 시작되었다.[55]
러시아는 2027년까지 달에서 샘플을 회수하는 루나-글로브 임무와 2020년대 후반에 화성에서 샘플을 회수하는 마스-그룬트 임무를 계획하고 있다.
6. 한국의 샘플 리턴 미션 현황 및 전망
(샘플 리턴 미션의 한국 현황 및 전망에 대한 내용이 원본 소스에 없으므로, 내용을 생성할 수 없습니다.)
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