THEO
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1. 개요
THEO는 2015년 미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)에서 제안한 엔셀라두스 탐사 개념이다. 엔셀라두스의 간헐천에서 유기물과 소금이 발견되면서 지하 바다의 존재가 밝혀짐에 따라, THEO는 엔셀라두스의 생명체 거주 가능성을 평가하기 위해 질량 분석기, 분광계, 카메라, 자력계, 도플러 추적 장비를 활용하여 탐사 임무를 수행할 계획이었다. 이 계획은 뉴 프론티어 계획에 제안되었으나 최종 후보로 선정되지 못하고 취소되었다. THEO는 엔셀라두스에서 분출되는 물질의 화학 조성을 분석하고, 지하 바다의 특성을 파악하며, 생명체의 존재를 나타내는 생체 표지를 찾는 것을 목표로 했다.
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| THEO | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 임무 유형 | 생물학적 정찰 |
| 운영 기관 | NASA |
| 임무 기간 | (제안) 6개월 과학 단계 |
| 접근 천체 | 엔셀라두스 |
| 목표 천체 | 엔셀라두스 |
| 우주선 정보 | |
| 이름 | THEO |
| 전체 이름 | Testing the Habitability of Enceladus's Ocean (THEO) (엔셀라두스 바다의 거주 가능성 시험) |
| 탑재 질량 | 약 80 kg |
| 크기 | 원통형: 높이 4.5 m × 지름 1 m |
| 전력 | 594 W |
| 전력원 | 72 m2 태양 전지 어레이 |
| 발사 정보 | |
| 발사 예정일 | 2024년 (선택될 경우) |
| 궤도 정보 | |
| 궤도 횟수 | 600회 이상 |
| 임무 종료 | |
| 폐기 유형 | 테티스로의 계획된 궤도 이탈 |
2. 역사와 제작 배경
2008년, 카시니 하위헌스 탐사선이 엔셀라두스의 간헐천에서 유기물과 소금을 발견하면서[15] 지하 바다의 존재가 밝혀졌고,[16][17][18][19][20] 엔셀라두스에 대한 과학계의 관심이 증폭되었다. 2015년, JPL 소속 TeamX에서 THEO 탐사 개념을 만들고 뉴 프론티어 계획에 제안했으나,[21][22] 최종 후보에 선정되지 못하고 취소되었다.[23]
THEO는 1회의 금성 및 2회의 지구 중력 보조를 통해 필요한 운동 에너지를 얻는 궤적을 사용할 예정이었다. THEO는 토성의 위성 타이탄, 레아, 디오네, 테티스 및 엔셀라두스의 플라이바이를 거치면서 속도를 줄인 후 엔셀라두스 궤도에 진입할 것이다.[1] 데이터는 500km, 100km, 30km의 세 궤도 고도에서 수집되며, 각 고도는 별도의 임무 단계를 나타낸다.[1] 6개월의 표준 임무 기간 동안 600개 이상의 과학 궤도가 예상된다. 임무 종료 시, 행성 보호 프로토콜에 따라, 궤도선은 테티스에 충돌시켜 폐기할 예정이었다.[1]
THEO는 엔셀라두스의 해양 거주 가능성을 확인하기 위해 다음과 같은 과학 장비를 탑재할 예정이었다.[2][1]
3. 임무 설계
4. 탐사 장비
이 장비들은 총 질량 약 80kg이며, 엔셀라두스의 지질 활동과 관련하여 달의 해양 거주 가능성을 확인하기 위한 네 가지 핵심 질문에 답하기 위해 선택되었다.[2]
# 분출구와 해양은 어떻게 연결되어 있는가?
# 해양의 비생물적 조건이 거주 가능성에 적합한가?
# 해양 환경은 얼마나 안정적인가?
# 생물학적 과정의 증거가 있는가?
4. 1. 질량 분석기 (SWAMP)
SWAMP(질량 분석기)는 간헐천에서 분출되는 물질의 화학 조성을 분석하는 장비이다.[2][1]
4. 2. 서브 밀리미터 복사계-분광계 (WAVES)
THEO 미션에 포함된 서브 밀리미터 복사계-분광계(WAVES)는 간헐천의 온도와 밀도를 측정한다.[2][1]
4. 3. 카메라 (DRIPS)
카메라(DRIPS)는 엔셀라두스 표면과 간헐천의 고해상도 이미지를 촬영한다.[2][1]
4. 4. 자력계 (OSMOSIS)
OSMOSIS는 엔셀라두스의 자기장을 측정하여 지하 바다의 특성을 파악하는 데 사용되는 자력계이다.[2] ''카시니'' 미션을 통해 엔셀라두스의 얼음 지각 아래에 액체 상태의 물로 이루어진 바다가 존재하며, 이 바다에는 유기 화합물, 염분, 물과 암석 간 상호 작용의 결과물 등이 포함되어 있다는 사실이 밝혀졌다.[3][4][5] THEO 미션은 이러한 지하 바다의 특성을 파악하여 엔셀라두스의 생명체 거주 가능성을 확인하는 것을 주요 목표 중 하나로 한다.[1]
4. 5. 도플러 추적 (GEISER)
THEO 미션에 포함된 장비 중 하나인 GEISER는 도플러 추적을 이용하여 엔셀라두스의 중력장을 측정한다. 이를 통해 엔셀라두스의 내부 구조를 파악할 수 있다.[2][1]
5. 연구 목표
THEO 탐사 계획은 엔셀라두스의 생명체 거주 가능성을 평가하기 위해 다음 네 가지 핵심 질문에 답하는 것을 목표로 했다.[2]
# 분출구와 해양은 어떻게 연결되어 있는가?
# 해양의 비생물적 조건이 거주 가능성에 적합한가?
# 해양 환경은 얼마나 안정적인가?
# 생물학적 과정의 증거가 있는가?
THEO 미션은 (i) 더 차갑고 희미한 태양 조건에서 생명의 한계, (ii) 생명의 기원에서 열수 변질의 중요성, (iii) 생명의 전구체 역할을 했을 수 있는 태양계 내 분자의 분포를 다루면서 생명과 거주 가능성에 대한 이해를 높일 것이다. 이를 위해 질량 분석기(SWAMP), 서브 밀리미터 복사계-분광계(WAVES), 카메라(DRIPS), 자력계(OSMOSIS), 도플러 추적(GEISER) 등의 장비(총 질량 ≈80 kg)를 이용한 원격 감지 및 현장 분석을 수행할 계획이다.[2][1]
5. 1. 간헐천과 해양의 연결 관계
카시니 미션 데이터에 따르면, 엔셀라두스의 얼음 지각 아래에 있는 액체 저장소에서 공급되는 이 기둥에는 유기 화합물, 염분, 물과 암석 간의 상호 작용 파생물이 포함되어 있다.[3][4][5] 따라서 우리가 아는 생명체의 재료는 엔셀라두스의 지하 바다에서 발견된다.
5. 2. 해양의 비생물적 조건
THEO 미션은 엔셀라두스가 생명체 거주 가능성이 있는지에 주로 초점을 맞출 것이다.[1] 비록 생명체를 직접 찾지는 않지만, 특정 분자의 더 높은 농도, 유기 화합물의 비율, 또는 아미노산 사슬은 모두 생명체의 존재를 드러내는 생체 표지가 될 수 있다.[6]''카시니'' 미션의 데이터에 따르면, 엔셀라두스의 얼음 지각 아래에 있는 액체 저장소에서 나오는 수증기와 얼음 기둥에는 유기 화합물, 염분, 그리고 물과 암석 간의 상호 작용으로 생긴 파생물이 포함되어 있다. 따라서 우리가 아는 생명체의 재료는 엔셀라두스의 지하 바다에서 발견된다.[3][4][5]
5. 3. 해양 환경의 안정성
THEO 미션은 엔셀라두스의 해양 환경이 장기적으로 안정적인지, 생명체가 존재하기에 충분한 시간 동안 유지되었는지 확인하는 것을 목표로 한다.[2]5. 4. 생물학적 과정의 증거
카시니 미션의 데이터에 따르면, 엔셀라두스의 얼음 지각 아래에 있는 액체 저장소에서 공급되는 기둥에는 유기 화합물, 염분, 물과 암석 간의 상호 작용 파생물이 포함되어 있다. 따라서 우리가 아는 생명체의 재료는 엔셀라두스의 지하 바다에서 발견된다.[3][4][5]THEO 미션은 주로 엔셀라두스가 생명 거주 가능성이 있는지에 초점을 맞출 것이다.[1] 생명체를 직접 찾지는 않지만, 특정 분자의 더 높은 농도, 유기 화합물의 비율, 또는 아미노산 사슬은 모두 생명체의 존재를 드러내는 생체 표지가 될 수 있다.[6]
6. 지원, 개발, 투자
THEO 탐사 계획은 NASA와 JPL의 지원, 개발, 투자를 받아 진행되었다.
참조
[1]
Conference
THEO Mission Concept: Testing the Habitability of Enceladus's Ocean
http://www.hou.usra.[...]
[2]
간행물
THEO Concept Mission: Testing the Habitability of Enceladus's Ocean
2016-05-02
[3]
간행물
Cassini Ion and Neutral Mass Spectrometer: Enceladus Plume Composition and Structure
2006
[4]
웹사이트
Ocean on Saturn Moon Enceladus May Have Potential Energy Source to Support Life
http://www.space.com[...]
Space.com
2015-05-07
[5]
웹사이트
Cassini Tastes Organic Material at Saturn's Geyser Moon
http://www.nasa.gov/[...]
NASA
2008-03-26
[6]
뉴스
Exploring the Oceans of the Outer Solar System
https://www.theatlan[...]
2016-03-25
[7]
웹인용
THEO Concept Mission: Testing the Habitability of Enceladus's Ocean
https://arxiv.org/ab[...]
2015-05-02
[8]
웹인용
THEO Mission Concept: Testing the Habitability of Enceladus’s Ocean
https://www.hou.usra[...]
2016
[9]
웹인용
THEO concept mission: Testing the Habitability of Enceladus's Ocean
http://adsabs.harvar[...]
2016
[10]
웹인용
THEO Mission Concept: Testing the Habitability of Enceladus’s Ocean
https://www.hou.usra[...]
2016
[11]
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THEO concept mission: Testing the Habitability of Enceladus's Ocean
http://adsabs.harvar[...]
2016
[12]
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https://arxiv.org/ab[...]
2015-05-02
[13]
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THEO concept mission: Testing the Habitability of Enceladus's Ocean
https://www.research[...]
2016-05
[14]
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https://www.scienced[...]
2016
[15]
웹인용
Searching for Life in the Saturn System: Enceladus Life Finder
http://www.lpi.usra.[...]
Lunar And Planetary Institute
[16]
문서
Ocean Within Enceladus May Harbor Hydrothermal Activity
http://astrobiology.[...]
2015-03-11
[17]
웹인용
NASA Space Assets Detect Ocean inside Saturn Moon
http://www.jpl.nasa.[...]
2014-04-03
[18]
서적
The Gravity Field and Interior Structure of Enceladus
http://www.sciencema[...]
2014-04-04
[19]
뉴스
Saturn's Enceladus moon hides 'great lake' of water
https://www.bbc.com/[...]
2014-04-03
[20]
뉴스
Discovery Missions for an Icy Moon with Active Plumes
http://www.planetary[...]
2014-04-03
[21]
웹인용
THEO concept mission: Testing the Habitability of Enceladus's Ocean
https://www.research[...]
2016-05
[22]
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https://www.scienced[...]
2016
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http://adsabs.harvar[...]
2016
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