섀클턴 (충돌구)
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1. 개요
섀클턴 충돌구는 달 남극에 위치한 지름 약 21km, 깊이 약 4.2km의 충돌구이다. 1994년, 영국의 탐험가 어니스트 섀클턴의 이름을 따서 명명되었다. 섀클턴은 달의 자전축이 지나가는 곳에 위치하여, 충돌구 내부는 영구 음영 지역을 형성하며, 주변 봉우리는 햇빛을 지속적으로 받아 '영원한 빛 봉우리'로 불린다. 이 지역은 태양 전지판 설치 및 물 자원 활용에 유리하여 미래 달 기지 건설 후보지로 주목받고 있으며, NASA의 아르테미스 계획의 주요 착륙 후보지 중 하나이다.
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| 섀클턴 (충돌구) | |
|---|---|
| 위치 정보 | |
 | |
| 기본 정보 | |
| 지름 | 21.0 km |
| 깊이 | 4.2 km |
| 경도 | 0 |
| 명명 유래 | 어니스트 섀클턴 |
2. 역사
1994년 국제천문연맹에서 영국의 탐험가 어니스트 섀클턴(1874~1922)의 이름을 따 공식적으로 명명되었다.
3. 지형
달의 자전축은 섀클턴의 가장자리에 있는 섀클턴을 통과한다. 충돌구의 직경은 약 21km이고 깊이는 약 4.2km이다.[5] 지구에서 볼 때 울퉁불퉁하고 충돌구가 많은 지형의 가장자리에서 보인다. 남극-에이트켄 분지 내 산괴에 위치해 있다.[6] 가장자리는 주변 표면보다 약간 높이 솟아 있으며, 외부에는 약간만 충돌된 해자가 있다. 가장자리를 가로지르는 중요한 충돌구는 없으며, 지구에서 50~90° 방향으로 약 1.5° 기울어져 있다.[5][7] 충돌구의 나이는 약 36억 년이며, 적어도 지난 20억 년 동안 달 남극 근처에 있었다.[6]
달 궤도가 황도에서 1.5°만 기울어져 있기 때문에,[28] 이 충돌구의 내부는 영원한 어둠 속에 있다. 영구적인 그림자 영역에 대한 추정치는 지구 기반 레이더 연구를 통해 얻었다.[8] 충돌구 가장자리를 따라 있는 봉우리는 거의 끊임없이 햇빛을 받으며, 각 달 궤도의 약 80~90%를 태양에 노출된다.[9] 지속적으로 빛을 받는 산은 영원한 빛 봉우리라고 불리며, 19세기 초부터 존재할 것으로 예측되어 왔다.
충돌구의 그림자 부분은 일본의 SELENE 우주선의 지형 카메라를 사용하여 가장자리에서 반사된 햇빛으로 촬영되었다. 충돌구 내부는 대칭적인 30° 경사로 구성되어 있으며, 지름이 약 6.6km인 바닥으로 이어진다. 내부를 따라 있는 몇 개의 충돌구는 수백 미터를 넘지 않는다. 바닥은 약 300~400m 두께의 고르지 않은 둔덕 모양의 특징으로 덮여 있다. 중앙 봉우리의 높이는 약 200m이다.[5][10]
남극 충돌구의 지속적인 그림자는 이러한 지형의 바닥이 약 100K를 넘지 않는 온도를 유지하게 한다. 섀클턴의 경우 평균 온도는 약 90K로 결정되었으며, 충돌구 바닥에서는 88K에 도달했다. 이러한 조건에서 내부의 얼음 손실률은 10−26에서 10−27 m/s로 추정된다. 혜성이 달에 충돌한 후 이곳에 도달하는 모든 수증기는 표면이나 표면 아래에 영구적으로 얼어붙을 것이다. 그러나 충돌구 바닥의 표면 알베도는 달의 뒷면과 일치하며, 이는 표면에 노출된 얼음이 없음을 시사한다.[5][11]
고위도에 위치해 있기 때문에, 섀클턴 충돌구 외연의 고지는 달의 하루 중 70% 동안 태양의 빛을 받는다. 반대로, 충돌구 바닥은 거의 태양광에 비치지 않아, 달의 자전축이 황도면에 대해 거의 수직이기 때문에 영구 음영 영역이 된다.
섀클턴은 광대한 남극 에이트켄 분지의 가장자리에 위치해 있다. 또한, 주변에는 슈메이커/슈메이커 (달 충돌구)영어, 스베르드루프/Sverdrup (crater)영어, 드 제르라슈/De Gerlache (crater)영어, 파우스티니/Faustini (crater)영어 등의 충돌구가 존재한다.
3. 1. 영구 음영 지역
달의 자전축은 섀클턴의 가장자리에 있는 섀클턴을 통과한다. 달의 자전축이 황도에서 1.5°만 기울어져 있기 때문에,[28] 이 충돌구의 내부는 영원한 어둠 속에 있다. 영구적인 그림자 영역에 대한 추정치는 지구 기반 레이더 연구를 통해 얻었다.[8] 충돌구 가장자리를 따라 있는 봉우리는 거의 끊임없이 햇빛을 받으며, 각 달 궤도의 약 80~90%를 태양에 노출된다.[9] 지속적으로 빛을 받는 산은 영원한 빛 봉우리라고 불린다.
남극 충돌구의 지속적인 그림자는 이러한 지형의 바닥이 약 100K를 넘지 않는 온도를 유지하게 한다. 섀클턴의 경우 평균 온도는 약 90K로 결정되었으며, 충돌구 바닥에서는 88K에 도달했다. 이러한 조건에서 내부의 얼음 손실률은 10−26에서 10−27 m/s로 추정된다. 혜성이 달에 충돌한 후 이곳에 도달하는 모든 수증기는 표면이나 표면 아래에 영구적으로 얼어붙을 것이다. 그러나 충돌구 바닥의 표면 알베도는 달의 뒷면과 일치하며, 이는 표면에 노출된 얼음이 없음을 시사한다.[5][11]
3. 2. 영원한 빛 봉우리
섀클턴 충돌구 가장자리를 따라 있는 봉우리는 각 달 궤도의 약 80~90% 동안 햇빛을 받는다.[9] 지속적으로 빛을 받는 이러한 산을 '영원한 빛 봉우리'라고 부르며, 19세기 초부터 존재할 것으로 예측되어 왔다.[9] 섀클턴 충돌구는 달의 남극에 있으며, 달의 자전축이 섀클턴의 가장자리에 위치해 있다.[5] 지구에서 볼 때 울퉁불퉁하고 충돌구가 많은 지형의 가장자리에서 보이며, 남극-에이트켄 분지 내 산괴에 위치해 있다.[6]
4. 탐사
지구에서는 달 남쪽 가장자리에 위치한 섀클턴 크레이터를 관측하기 어렵기 때문에, 궤도 우주선 등장 이전에는 상세한 지도가 없었다.[14] 섀클턴은 태양계에서 알려진 가장 큰 충돌 형성 중 하나인 남극-에이킨 분지 가장자리에 위치한다.[14]
1999년 루나 프로스펙터 우주선은 섀클턴 크레이터 근처에서 수소 농도 증가를 감지했다.[15] 루나 프로스펙터 임무 종료 시, 우주선을 슈메이커 크레이터에 충돌시켜 수증기 발생 여부를 확인하려 했으나, 감지 가능한 수증기는 생성되지 않았다.[16]
지구 기반 레이더 및 우주선 이미지에서 섀클턴의 가장자리는 비교적 온전하게 보이며, 이는 후속 충돌로 인해 크게 침식되지 않은 어린 충돌구와 매우 유사하다. 이는 내부 측면이 비교적 가파르다는 것을 의미할 수 있으며, 이는 로봇 차량이 측면을 통과하기 어렵게 만들 수 있다.[17]
레이더 연구 결과, 섀클턴 크레이터 내부 벽은 햇빛이 비치는 다른 크레이터와 유사한 반사 특성을 보이며, 이는 레이더 특성이 얼음 퇴적물이 아닌 표면 거칠기의 결과일 수 있음을 시사한다.[18] 이는 이전에 클레멘타인 임무와 관련된 레이더 실험에서 제시되었던 것이다.[18] 그러나 이러한 해석은 과학계에서 보편적으로 동의되는 것은 아니다.[19] 파장 13cm의 충돌구 레이더 이미지는 얼음 퇴적물의 증거를 보여주지 않는다.[20]
2007-2008년 JAXA의 달 궤도 위성 가구야는 섀클턴 크레이터 내부를 촬영했으나, 지표 부근에서 얼음의 증거를 찾지 못했다.[21][22][30]
2008년 인도의 찬드라얀 1호는 섀클턴 크레이터에 달 충돌 탐사선 (MIP) 탐사체를 충돌시켜 물의 존재를 조사했다.[2][23]
5. 잠재적 활용
섀클턴 가장자리의 일부 지역은 거의 지속적으로 빛을 받는다.[24] 이 지역에서는 태양 전지판을 사용하여 전기로 변환하기 위해 거의 항상 햇빛을 이용할 수 있으며, 잠재적으로 미래 달 착륙에 좋은 위치가 될 수 있다. 이 지역의 온도는 태양이 머리 위에 있을 때 100 °C에서 달 밤 동안 -150 °C까지 극심한 일일 온도 변화를 겪지 않으므로 적도 지역보다 더 좋다.
클레멘타인과 달 탐사선이 수행한 과학 실험은 극지방 충돌구에서 물의 존재를 나타낼 수 있지만, 현재 증거는 결정적이지 않다. 과학자들 사이에는 수소가 얼음 형태로 존재하는지 여부와 표면 아래 깊이에 따른 이 "광석"의 농도에 대한 의문이 있다. 이 문제는 미래의 달 탐사를 통해 해결해야 한다. 물의 잠재적 존재는 충돌구 바닥에서 지구에서 직접 운송하는 데 비용이 많이 드는 수소 형태의 물 퇴적물을 "채굴"할 수 있음을 시사한다.
이 충돌구는 또한 미래의 대형 적외선 망원경 부지로 제안되었다.[25] 충돌구 바닥의 낮은 온도는 적외선 관측에 이상적이며, 가장자리에 배치된 태양 전지는 관측소에 거의 지속적인 전력을 공급할 수 있다. 충돌구에서 약 120킬로미터 떨어진 곳에는 5km 높이의 말라퍼트 산이 있으며, 이 봉우리는 지구에서 영구적으로 보이며 적절한 장비를 갖추면 무선 중계소 역할을 할 수 있다.[26]
2006년, NASA는 섀클턴 가장자리를 달 기지의 잠재적 후보로 지정했으며, 원래 2020년까지 가동되고 2024년까지 승무원이 지속적으로 배치될 예정이었습니다. 이 위치는 달 거주자의 자급자족을 촉진할 것이며, 남극의 영구적인 햇빛은 태양 전지판에 에너지를 공급할 것입니다. 또한, 음영 지역인 극지방에는 인간 소비에 필요한 얼어붙은 물이 포함되어 있을 것으로 여겨지며, 연료 제조를 위해 수확할 수도 있다.[27] 이 충돌구는 아르테미스 계획의 주요 착륙 후보지이며, 2026년부터 승무원이 탐사할 수 있으며[3] 2028년에 첫 번째 달 기지가 건설될 수 있다.[4]
5. 1. 달 기지 건설 후보지
2006년 12월 4일, NASA의 더그 쿠크(Doug Cooke)는 달 남극 근처 아이트켄 분지(Aitken Basin)에 루나 아웃포스트를 설치할 계획이라고 발표했다.[31] 전초기지는 아이트켄 분지의 섀클턴 크레이터에 설치될 예정이었다. 섀클턴 크레이터는 하루에 75-80%의 시간동안 그늘이 지는 곳으로서, 인간이 거주하기에 적절한 환경을 갖고 있다. 영구적인 그늘의 근처에 있으며, 그늘은 워싱턴의 내셔널 몰 면적인 1.25 km2(38만평) 정도이다. 어니스트 섀클턴(1874~1922) 경은 영국의 대표적인 남극 탐험가로, 크레이터는 그의 이름을 땄다.인도가 발사한 찬드라얀 달탐사선은 전초기지의 정확한 위치를 확정하는데 도움을 주었다. 또다른 후보지는 달 북극의 피어리 크레이터와 달 남극의 마라페트 크레이터가 고려되었다.[31]
섀클턴 가장자리의 일부 지역은 거의 지속적으로 빛을 받는다.[24] 이 지역에서는 태양 전지판을 사용하여 전기로 변환하기 위해 거의 항상 햇빛을 이용할 수 있으며, 잠재적으로 미래 달 착륙에 좋은 위치가 될 수 있다. 이 지역의 온도는 태양이 머리 위에 있을 때 100 °C에서 달 밤 동안 -150 °C까지 극심한 일일 온도 변화를 겪지 않으므로 적도 지역보다 더 좋다.
클레멘타인과 달 탐사선이 수행한 과학 실험은 극지방 충돌구에서 물의 존재를 나타낼 수 있지만, 현재 증거는 결정적이지 않다. 미래의 달 탐사를 통해 물의 잠재적 존재는 충돌구 바닥에서 지구에서 직접 운송하는 데 비용이 많이 드는 수소 형태의 물 퇴적물을 "채굴"할 수 있음을 시사한다.
이 충돌구는 또한 미래의 대형 적외선 망원경 부지로 제안되었다.[25] 충돌구 바닥의 낮은 온도는 적외선 관측에 이상적이며, 가장자리에 배치된 태양 전지는 관측소에 거의 지속적인 전력을 공급할 수 있다. 충돌구에서 약 120킬로미터 떨어진 곳에는 5km 높이의 말라퍼트 산이 있으며, 이 봉우리는 지구에서 영구적으로 보이며 적절한 장비를 갖추면 무선 중계소 역할을 할 수 있다.[26]
2006년, NASA는 섀클턴 가장자리를 달 기지의 잠재적 후보로 지정했으며,[27] 원래 2020년까지 가동되고 2024년까지 승무원이 지속적으로 배치될 예정이었다. 이 위치는 달 거주자의 자급자족을 촉진할 것이며, 남극의 영구적인 햇빛은 태양 전지판에 에너지를 공급할 것이다. 또한, 음영 지역인 극지방에는 인간 소비에 필요한 얼어붙은 물이 포함되어 있을 것으로 여겨지며, 연료 제조를 위해 수확할 수도 있다. NASA는 2019년부터 2024년까지 달 전초기지를 건설할 계획이었으며, 미국 의회는 달 전초기지 이름을 '닐 A. 암스트롱 루나 아웃포스트'로 정했다. 섀클턴 크레이터는 아르테미스 계획의 주요 착륙 후보지 중 하나이며, 2026년부터 승무원 탐사가 이루어질 수 있다.[3]
5. 2. 대한민국과의 관계
2006년 12월 4일, NASA는 달 남극 근처 아이트켄 분지(Aitken Basin)에 루나 아웃포스트를 설치할 계획이라고 발표했으며, 섀클턴 크레이터가 유력한 후보지로 언급되었다.[31] 섀클턴은 영국의 대표적인 남극 탐험가 어니스트 섀클턴(1874~1922) 경의 이름을 딴 것이다.2024년에 개봉 예정인 한국 영화 더 문에서 섀클턴 크레이터가 착륙 지점으로 등장한다.
6. 대중 문화
섀클턴은 대체 역사 텔레비전 드라마 시리즈 《For All Mankind》에서 중요한 역할을 한다. 이 프로그램에서 허구화된 아폴로 15호 임무의 우주 비행사들은 1971년에 섀클턴 근처에 착륙하여 분화구 벽에서 물 얼음을 발견한다. 이후, 미국과 소련은 식수, 산소 및 기타 용도로 얼음을 활용하기 위해 분화구 옆에 경쟁적인 유인 기지를 건설한다.
섀클턴은 또한 《Mass Effect》에서 최초의 달 기지 부지였다. 가설상 물 얼음 매장량 때문에 이곳이 선택되었다.
섀클턴은 허구 팟캐스트 시리즈 Transmissions from Colony One에서 중국 국가우주국 달 기지 광한궁 1호의 위치였다.
Pusher (musician)는 2023년 9월 말에 발표한 앨범 "King of the Moon"에서 앨범의 뒷이야기가 펼쳐지는 "섀클턴 하이츠"라는 위치를 강력하게 언급한다.
섀클턴은 한국 영화 더 문의 착륙 지점이었다.
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