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VERITAS (우주선)

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목차

1. 개요

VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy)는 미국 항공우주국(NASA)의 금성 탐사 계획이다. 2015년 처음 제안되었으나 루시와 프시케 임무에 밀려 취소되었고, 2019년 재제안되어 2021년 다빈치+와 함께 다음 탐사 임무로 선정되었다. VERITAS는 X 밴드 레이더와 적외선 매핑 기술을 사용하여 금성 표면의 지형, 지질, 화산 활동, 과거 물의 존재 여부 등을 조사할 예정이다. 2028년에서 2030년 사이 발사 예정이었으나, 프시케 미션 문제로 인해 2031년 이후로 연기되었다.

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VERITAS (우주선)
개요
VERITAS 우주선의 금성 궤도 삽입 상상도
VERITAS 우주선의 금성 궤도 삽입 상상도
임무 유형금성 궤도선
운영 기관NASA / JPL
웹사이트science.nasa.gov
임무 기간3년 (예정)
제조사록히드 마틴
발사 질량(정보 없음)
건조 질량(정보 없음)
탑재 질량(정보 없음)
크기(정보 없음)
전력5,900 와트
발사 정보
발사 예정일2031년 6월 (예정)
발사 로켓(정보 없음)
발사 장소(정보 없음)
발사 계약자(정보 없음)
궤도 정보
궤도 기준금성 중심
궤도 근지점400 km
궤도 주기1.6 시간
원지점금성 원지점
탑재 장비
VEM금성 방사율 지도 작성기
VISAR금성 간섭 합성 개구 레이더
DSAC-2심우주 원자 시계-2
프로그램 정보
프로그램디스커버리 프로그램
이전 임무프시케
다음 임무DAVINCI

2. 역사와 제작배경

VERITAS는 2015년 미국 항공우주국(NASA)의 디스커버리 프로그램에 처음 제안되었고, 제트추진연구소(JPL)의 수잔 스머카(Suzanne Smrekar)가 주요 연구자를 맡았다. 당시 JPL은 디자인 예산을 4.5억달러 배정했다. 비록 2015년 9월 30일, VERITAS는 디스커버리 13, 14번째 임무의 최종 후보 5개 중 하나로 선정되었지만,[3] 루시와 프시케가 선정되면서 계획은 무산되었다.[4] 2017년에는 이와 비슷한 금성 기원 탐사선이 뉴 프론티어 계획에 제출되었으나, 이 탐사선 또한 취소되었다.

2019년, VERITAS는 다시 디스커버리 프로그램에 제안되었고, 2020년에는 가능성 있는 탐사 중 하나로 선정되었다.[5] 2021년 6월 2일, DAVINCI+와 함께 최종적으로 디스커버리 프로그램 임무로 선정되었으며,[6][7] 각 임무에는 약 5억달러의 자금이 지원될 예정이다.

VERITAS는 원래 2028년에서 2030년 사이에 발사될 예정이었으나, 2022년 11월 ''프시케'' 임무 검토 결과 NASA와 JPL의 문제점이 발견되어 발사가 최소 3년 연기되어 2031년 이전에 발사될 예정이다. 2023년 3월, 2024 회계연도 예산 요청에서 VERITAS 예산은 150만달러로 사실상 동결되었으나, 2024년 3월 3일 발표된 법안에서 NASA가 2020년대 안에 VERITAS를 발사할 수 있도록 충분한 자금을 확보할 것을 요청하여 이 결정은 번복되었다.

2. 1. 초기 제안과 좌절 (2015년 ~ 2017년)

미국 항공우주국(NASA) 디스커버리 프로그램의 13번째 임무로 제트추진연구소(JPL)의 수잔 스머카(Suzanne Smrekar)가 이끄는 연구팀이 2015년에 VERITAS를 제안했다. JPL은 디자인 예산을 4.5억달러 배정했다. 2015년 9월 30일, VERITAS는 디스커버리 13, 14번째 임무의 최종 후보 5개 중 하나로 선정되었다.[3] 그러나 루시와 프시케가 선정되면서 계획은 무산되었다.[4] 2017년에는 이와 비슷한 금성 기원 탐사선이 뉴 프론티어 계획에 제출되었으나, 이 탐사선 또한 취소되었다.

2. 2. 재도전과 선정 (2019년 ~ 현재)

VERITAS는 2015년 미국 항공우주국(NASA)의 디스커버리 프로그램에 제안되었고, 제트추진연구소(JPL)의 수잔 스머카르가 주요 연구자를 맡았다.[3] 2015년 9월 30일, VERITAS는 디스커버리 13, 14번째 임무를 위한 최종 후보 5개 중 하나로 선정되었으나,[3] 루시와 프시케가 선정되면서 계획은 무산되었다.[4]

2019년, VERITAS는 다시 디스커버리 프로그램에 제안되었다.[5] 2020년 2월 13일, NASA는 VERITAS를 다음 단계 연구를 위한 후보 중 하나로 선정하였고,[5] 2021년 6월 2일, DAVINCI+와 함께 최종적으로 디스커버리 프로그램 임무로 선정되었다.[6][7] 각 임무에는 약 5억달러의 자금이 지원될 예정이다.[6][7]

당초 VERITAS는 2028년에서 2030년 사이에 발사될 예정이었으나, 2022년 11월 ''프시케'' 임무에 대한 검토 결과 NASA와 JPL의 문제점이 발견되어 발사가 최소 3년 연기되었다. 따라서 2031년 이전에 발사될 예정이다. 2023년 3월, 2024 회계연도 예산 요청에서 VERITAS 예산은 150만달러로 사실상 동결되었으나, 2024년 3월 3일 발표된 법안에서 NASA가 2020년대 안에 VERITAS를 발사할 수 있도록 충분한 자금을 확보할 것을 요청하여 이 결정은 번복되었다.

2. 3. 발사 연기와 예산 문제

수잔 스머카(Suzanne Smrekar) 연구팀은 2015년 VERITAS를 디스커버리 13으로 제안했고, 제트추진연구소(JPL)는 디자인 예산으로 4.5억달러를 배정했다. 2015년 9월 30일, 디스커버리 13과 14의 후보 5개 중 하나로 선정되었으나,[3] ''루시''와 ''프시케''가 선정되면서 계획은 무산되었다.[4] 2017년에는 이와 비슷한 금성 기원 탐사선이 뉴 프론티어 계획에 제출되었지만 이 역시 취소되었다.

VERITAS는 2019년 디스커버리 프로그램에 다시 제안되었다. 2020년 2월 13일, 가능성 있는 탐사 중 하나로 선정되었으며,[5] 2021년 6월 2일 ''다빈치+''와 함께 다음 탐사 임무 중 하나로 선정되었다.[6][7] 각 임무에는 약 5억달러의 자금이 지원되며, 2031년 6월 이후 발사될 예정이다.

VERITAS는 원래 2028년에서 2030년 사이에 발사될 예정이었다. 그러나 2022년 11월, ''프시케'' 임무에 대한 독립적인 검토 결과 미국 항공우주국(NASA)와 JPL에 심각한 제도적 문제가 발견되면서 임무 작업이 중단되었고, 발사가 최소 3년 연기되어 2031년 이전에 발사될 것으로 예상되었다. 2023년 3월에 발표된 2024 회계연도 VERITAS 예산 요청은 150만달러로, 이는 "사실상 연기"로 간주되는 임무의 거의 완전한 동결을 의미했다. 그러나 3월 3일 발표된 2024 회계연도 법안에서 이는 번복되었으며, NASA는 VERITAS 금성 탐사 임무를 위해 2030년대 이전에 발사할 수 있도록 충분한 자금을 확보해야 한다.

3. 탐사 목표

VERITAS는 금성에 대해 과학자들이 답해야 할 세 가지 주요 질문에 대한 데이터를 수집한다.

1. 금성의 지질은 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는가?

2. 현재 금성에서 어떤 지질학적 과정이 일어나고 있는가?

3. 금성 표면이나 그 근처에 물이 존재했는가?

금성은 지구와 크기, 나이, 구성이 비슷하지만 환경은 매우 다르다. 이러한 지구와의 유사성 때문에 금성의 지질을 이해하는 것은 과학적으로 매우 중요하다. 금성의 지질학적 진화를 이해하면 생명체에게 우호적인 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 질문에 답할 수 있을 것이다.

VERITAS는 X 밴드 레이더를 단일 패스 간섭 합성 개구 레이더(InSAR)로 구성하여 고해상도 이미지를 획득하고, 이 레이더 데이터를 다중 스펙트럼 근적외선(NIR) 방사율 매핑 기능과 결합한다. 공간 해상도 250m, 수직 정확도 5m로 표면 지형을 매핑하고, 공간 해상도 30m의 레이더 이미지를 생성하여, 과학자들이 활화산을 찾아내고 금성 표면 지형의 연령과 구성을 이해하도록 돕는다. 또한, 우주선의 통신 시스템을 활용해 금성의 중력장 변화를 조사하고, 금성 핵 크기 추정 및 표면 아래 지형적 특징에 대한 정보를 제공한다.

3. 1. 금성의 지질학적 진화

금성은 지구와 크기가 거의 같지만 기후와 표면이 크게 다르다.


VERITAS는 과학자들이 금성에 대해 다음 세 가지 주요 질문에 답하는 데 도움이 되는 자료를 수집할 것이다.

# 금성의 지질은 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는가?

# 현재 금성에서 어떤 지질학적 과정이 일어나고 있는가?

# 금성 표면이나 그 근처에 물이 존재했는가?

금성의 지질을 이해하는 것은 지구와의 유사성 때문에 매우 중요한 과학적 관심사이다. 금성의 크기, 나이, 구성은 모두 지구와 대체로 유사하지만, 환경은 훨씬 다르고 생명체에게 덜 우호적이다. 따라서 금성의 지질학적 진화를 이해하는 것은 생명체에게 우호적인 행성의 형성에 대한 질문에 답하는 데 도움이 될 것이다. 이러한 진화를 이해하는 데 있어 핵심 단계는 금성의 현재 지질을 조사하는 것이다. 현재 자료는 금성에서 최근에 활발한 화산 활동이 있었음을 강력하게 시사하지만, 이러한 화산 활동의 정도는 완전히 알려져 있지 않다. 게다가 과거에 금성 표면에 얼마나 많은 물이 존재했는지, 그리고 지하수가 금성의 현대 지질에 어떤 역할을 하는지는 알려져 있지 않다.

3. 2. 현재 진행 중인 지질학적 활동

VERITAS는 과학자들이 금성에 대해 가지는 세 가지 주요 질문에 답하는 데 필요한 자료를 수집할 것이다. 그 질문은 다음과 같다.

# 금성의 지질은 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는가?

# 현재 금성에서 어떤 지질학적 과정이 일어나고 있는가?

# 금성 표면이나 그 근처에 물이 존재했는가?

금성의 지질을 이해하는 것은 지구와 비슷하기 때문에 매우 중요하다. 금성의 크기, 나이, 구성은 지구와 대체로 비슷하지만, 환경은 훨씬 다르고 생명체에게 덜 우호적이다. 따라서 금성의 지질학적 진화를 이해하면 생명체에게 우호적인 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 질문에 답할 수 있다. 이러한 진화를 이해하기 위한 핵심 단계는 금성의 현재 지질을 조사하는 것이다. 현재 자료는 금성에서 최근에 화산 활동이 활발했음을 강력하게 시사하지만, 그 정도는 완전히 알려져 있지 않다. 게다가, 과거에 금성 표면에 얼마나 많은 물이 존재했는지, 그리고 지하수가 금성의 현대 지질에 어떤 역할을 하는지는 알려져 있지 않다.

과거 금성 표면 이미징 임무 비교, 이 중 ''마젤란''이 가장 최근이다.


VERITAS는 여러 가지 방법으로 이러한 질문에 답하는 데 도움이 되는 자료를 수집한다. X 밴드 레이더를 단일 패스 간섭 합성 개구 레이더(InSAR)로 구성하여 고해상도 이미지를 획득한다. 이 레이더 자료는 다중 스펙트럼 근적외선(NIR) 방사율 매핑 기능과 결합된다. VERITAS는 공간 해상도 250m, 수직 정확도 5m로 표면 지형을 매핑하고, 공간 해상도 30m의 레이더 이미지를 생성한다. 이 고해상도 이미징 자료를 통해 과학자들은 활화산을 찾아내고, 금성 표면 지형의 연령과 구성을 이해하며, 행성의 전반적인 지질을 더 잘 이해할 수 있다. 우주선의 통신 시스템은 금성의 중력장 변화를 조사하기 위한 중력 과학 실험을 수행하는 데 사용된다. 우주선의 통신 시스템은 금성 표면의 중력 강도를 매핑하는 데 사용되어 160km보다 나은 균일한 해상도를 제공한다. 이 자료는 금성의 핵 크기에 대한 추정치와 행성 표면 아래에 있는 지형적 특징에 대한 정보를 제공한다.

3. 3. 과거 물의 존재 여부

금성은 지구와 크기, 나이, 구성이 비슷하지만 환경은 매우 다르다. 과학자들은 금성의 지질학적 진화를 이해함으로써 생명체에게 적합한 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 단서를 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

과거 금성 표면에 얼마나 많은 물이 존재했는지, 그리고 지하수가 현재 금성의 지질에 어떤 역할을 하는지는 알려져 있지 않다. VERITAS는 X 밴드 레이더를 이용한 간섭 합성 개구 레이더 (InSAR)와 다중 스펙트럼 근적외선 (NIR) 방사율 매핑을 통해 고해상도 이미지 데이터를 수집하여 이 질문에 대한 답을 찾을 것이다.

4. 과학 장비

VERITAS는 금성 표면의 고해상도 지형 및 이미지를 생성하고, 표면 조성, 열 방사율, 중력장 등의 첫 번째 지도를 제작하도록 설계되었다. 우주선에는 금성 방사율 매퍼(VEM)와 금성 간섭 합성 개구 레이다(VISAR) 등 두 가지 과학 기기가 탑재될 예정이었다.

이 외에도 딥 스페이스 아토믹 시계-2가 보조 탑재체로 탑재될 예정이다.

4. 1. 금성 방사율 매퍼 (VEM, Venus Emissivity Mapper)

독일 항공우주 센터가 제작할 예정이었던 금성 방사율 매퍼(VEM)는 적외선으로 금성 표면을 탐사하는 것이 목표인 탐사 장비이다. 가시광선으로는 금성의 표면을 볼 수 없기 때문에 VEM이 장착될 예정이었다.[8][9][10][11]

VEM은 구름을 통과하는 다섯 개의 대기 창에서 여섯 개의 스펙트럼 밴드를 사용하여 표면 방사율을 측정하도록 설계되었다. 또한, 보정 및 근표면 수증기 감지를 위한 8개의 대기 밴드도 탑재하고 있다.

4. 2. 금성 간섭 합성 개구 레이다 (VISAR, Venus Interferometric Synthetic Aperture Radar)

금성 간섭 합성 개구 레이다(VISAR)는 합성 개구 레이다로, 금성의 표면을 탐색할 예정이었다.[8][9][10] VISAR는 지형(수평 250m, 수직 정확도 5m) 및 30m 해상도의 SAR 이미징을 위한 전 지구적 데이터 세트를 생성하도록 설계되었으며, 목표 해상도는 15m이다(50km 공간 및 100m 수직 해상도를 가진 마젤란과 비교).[11] VERITAS는 최초의 행성 활동 표면 변형 지도(1.5cm 수직)를 생성할 것이다.[11]

4. 3. 딥 스페이스 아토믹 시계-2 (Deep Space Atomic Clock-2)

VERITAS (우주선)에는 딥 스페이스 아토믹 시계-2가 보조 탑재체로 탑재될 예정이다. 딥 스페이스 아토믹 시계-2는 2019년 6월 STP-2 임무에 탑재된 딥 스페이스 아토믹 시계 탑재체의 후속 기종이며, 심우주 임무를 위한 매우 정밀한 타이밍을 제공하기 위한 것이다.[1]

참조

[1] 웹사이트 VERITAS Venus mission seeks to avoid further delays https://spacenews.co[...] 2024-11-27
[2] 웹인용 SpaceNews https://spacenews.co[...] 2024-11-27
[3] 웹인용 NASA Selects Investigations for Future Key Planetary Mission https://www.nasa.gov[...] 2018-05-03
[4] 웹인용 NASA Selects Two Missions to Explore the Early Solar System https://www.nasa.gov[...] 2018-05-03
[5] 보도자료 NASA Selects 4 Possible Missions to Study Secrets of the Solar System https://www.nasa.gov[...] NASA 2020-02-13
[6] 보도자료 NASA Selects 2 Missions to Study "Lost Habitable" World of Venus https://www.nasa.gov[...] NASA 2021-06-02
[7] 뉴스 New NASA Missions Will Study Venus, a World Overlooked for Decades - One of the spacecraft will probe the hellish planet's clouds, which could potentially help settle the debate over whether they are habitable by floating microbes. https://www.nytimes.[...] 2021-06-02
[8] 문서 두터운 누런 대기만 보인다.
[9] 문서 두터운 노란 대기만 보이기 때문에 표면에 적외선이나 레이다 등을 발사시켜 지형의 전체적인 생김새, 높이 등을 측정한다.
[10] 웹인용 VERITAS – a Discovery-class Venus surface geology and geophysics mission http://www.dlr.de/pf[...] 2018-05-03
[11] 웹인용 Observing the surface of Venus after VIRTIS on VEX: new concepts and laboratory work http://spie.org/Publ[...] 2018-05-03


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