돈 (우주선)
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1. 개요
돈(Dawn)은 NASA의 탐사선으로, 태양계 초기의 상태를 간직하고 있는 것으로 여겨지는 소행성대에서 가장 큰 두 천체인 베스타와 세레스를 연구하기 위해 설계되었다. 예산 문제와 기술적 문제로 여러 차례 발사가 연기 및 취소되었지만, 2007년 9월 27일에 발사되어 베스타와 세레스의 궤도에 진입하는 데 성공했다. 돈은 이온 엔진을 사용하여 장기간의 항행을 수행했으며, 베스타와 세레스의 표면을 자세히 관측했다. 2018년 10월 31일 연료 고갈로 통신이 두절되면서 임무가 종료되었다.
디스커버리 프로그램 공모에 26건의 제안이 제출되었으며, 초기 예산은 3억달러였다.[22] 2001년 1월, 돈(Dawn), 케플러(Kepler), INSIDE 유피터(INSIDE Jupiter)가 A단계 설계 연구를 위한 준결승 진출자로 선정되었다.[21] 2001년 12월, 미국 항공우주국(NASA)은 케플러와 돈 미션을 최종 선정했다.[22] 두 미션 모두 처음에는 2006년 발사를 목표로 했다.[22]
돈 (우주선) 탐사선은 소행성대에서 가장 큰 두 천체인 세레스와 베스타를 연구하여 태양계 형성 과정에 대한 질문에 답하고자 했다. 세레스와 베스타는 매우 대조적인 원시 행성으로, 전자는 “습한” (차갑게 얼어붙은) 원시 행성이며 후자는 “건조한” (돌 덩어리) 원시 행성이다. 두 천체는 태양계에 있는 지구형 행성과 얼음 천체의 형성 과정을 이어주는 과학적 가교가 될 것이며, 어떤 조건에서 지구형 행성이 물을 보존할 수 있는가에 대한 과학적 이해 또한 제공할 것이다.[30][31]
2. 프로젝트 역사
돈 탐사선 프로젝트는 여러 차례 취소와 재개를 반복했다. 2003년 12월에 취소되었다가[23] 2004년 2월에 재승인되었다. 2005년 10월에는 작업이 "일시 중지"되었고, 2006년 1월에는 NASA의 공식 발표 없이 언론에서 "무기한 연기"로 보도되기도 했다.[24] 2006년 3월 2일, NASA는 돈 임무를 다시 취소한다고 발표했다.[25]
하지만, 우주선 제작사인 오비탈 사이언스 코퍼레이션은 NASA의 결정에 이의를 제기하며, 이윤을 포기하고 비용으로 우주선을 제작하겠다고 제안했다. NASA는 취소 결정을 재검토했고,[26] 2006년 3월 27일, 임무가 취소되지 않을 것이라고 발표했다.[27][28] 2006년 9월 말, 돈 임무의 탑재 장비 통합이 완료되었다. 당초 3.73억달러의 비용이 예상되었으나, 비용 초과로 2007년에는 최종 비용이 4.46억달러로 증가했다.[29] 크리스토퍼 T. 러셀이 돈 임무 팀을 이끌도록 선정되었다.
돈의 발사는 여러 차례 연기되었다. 2007년 7월 7일 발사 예정이었으나 악천후로 연기되었고, 다른 로켓 발사에 영향을 미치지 않도록 2007년 9월 26일로 다시 연기되었다.[155] 결국 돈은 2007년 9월 27일 7시 34분(미국 동부 표준시, 한국 시간 9월 27일 20시 34분)에 성공적으로 발사되었다.[156]
2. 1. 최초 프로젝트의 취소
돈 임무는 2003년 12월에 한 차례 취소되었다가,[23] 2004년 2월에 다시 시작되었다.[24] 2005년 10월에는 "대기" 상태로 바뀌었다가, 2006년 1월에 언론 발표에서 "무기한 연기" 상태라는 말이 오갔으나, 미국 항공우주국(NASA)은 임무 진행 상황에 대해 공식적으로 언급하지 않았다.[24] 하지만 2006년 3월 2일, 미국 항공우주국은 돈 임무를 다시 취소한다고 발표했다.[25]
당초 디스커버리 프로그램 공모에는 26건의 제안이 제출되었고, 예산은 3억달러를 목표로 했다.[22] 2001년 12월, NASA는 디스커버리 프로그램으로 케플러와 돈 미션을 선정했다.[22]
그러나 예산 삭감, 인력 부족, 기술적 문제로 인해 탐사선의 발사는 여러 차례 연기되었다. 2006년 3월 2일, 돈에 필요한 자금이 당초 예산을 크게 초과하는 4.46억달러로 늘어난 것을 이유로 미션 중지가 발표되었다.
하지만 이 시점에서 탐사선은 오비탈 사이언시스사에 의해 90% 정도 조립이 완료된 상태였다. 또한, 관측 장치를 제공했던 유럽의 학자들과 제트추진연구소(JPL)이 미션 중지에 항의했다. 그 후 기술적 문제가 이미 해결되었고, 예산 초과가 당초보다 낮게 추산되었기 때문에 2006년 3월 27일에 부활이 결정되었다.
2. 2. 재시작
오비탈 사이언스 코퍼레이션은 미국 항공우주국의 결정에 이의를 제기하며, 새로운 시장 분야에서 경험을 쌓기 위해 이윤을 포기하고 비용으로 우주선을 제작하겠다고 제안했다. 그러자 NASA는 취소 결정을 재검토했고,[26] 2006년 3월 27일, 임무가 결국 취소되지 않을 것이라고 발표했다.[27][28] 2006년 9월 마지막 주에 ''돈'' 임무의 탑재 장비 통합은 완전한 기능을 갖추게 되었다. 원래 3.73억달러의 비용이 소요될 것으로 예상되었지만, 비용 초과로 인해 2007년에는 임무의 최종 비용이 4.46억달러로 늘어났다.[29] 크리스토퍼 T. 러셀이 ''돈'' 임무 팀을 이끌도록 선정되었다.
2. 3. 기술적 배경
미국에서 최초로 작동하는 이온 추진기는 1959년 NASA의 오하이오주 글렌 연구 센터에서 해럴드 R. 카우프만(Harold R. Kaufman)에 의해 제작되었다. 이 추진기는 수은을 추진제로 사용하는 격자형 정전기 이온 추진기의 일반적인 설계와 유사했다. 1960년대 동안 엔진의 아궤도 시험이 이어졌고, 1964년에는 우주 전기 로켓 시험 1(SERT 1)을 탑재한 아궤도 비행에서 엔진이 시험되었다. 계획된 31분 동안 성공적으로 작동한 후 지구로 귀환했다.[18] 이 시험 후 1970년에는 궤도 시험인 SERT-2가 실시되었다.
NASA가 1998년에 발사한 딥 스페이스 1(DS1)은 제논 추진 이온 추진기의 장기적인 사용을 과학 임무에서 시연했으며,[19] NSTAR 정전기 이온 추진기를 포함한 여러 기술을 검증했을 뿐만 아니라 소행성과 혜성의 근접 비행을 수행했다.[20] DS1에서 검증된 다른 기술 중 하나는 이온 추진기 외에 장거리 통신에 사용되는 소형 딥 스페이스 트랜스폰더였다.[20]
3. 과학적 배경
국제천문연맹(IAU)은 2006년 8월 24일 행성의 정의를 새롭게 고쳤는데, 여기서는 궤도를 도는 다른 물체들이 있을 때 “궤도 주변 지역을 청소할 수 있는”라는 조건에 부합하기에는 너무 작은 타원체형 천체를 분류하는 “왜행성”이란 용어를 새롭게 정의하였다. 돈은 왜행성을 탐사하는 최초의 탐사선이 되었고, 뉴 허라이즌스 탐사선이 명왕성에 도착하는 2015년 7월 보다 몇 개월 앞서 세레스에 도착하게 되었다.[30][31]
열진화 연구에 의하면 세레스는 CAIs (태양계의 기원 시기에 형성된 알려진 가장 오래된 천체)가 형성된 후 3백만 년 이상 지난 이후에 형성된 것으로 추정된다.[33]
3. 1. 베스타
베스타는 세레스보다 작으며, 물이 거의 없는 어콘드라이트 소행성으로, 상당한 수준의 가열과 구조 분화를 경험했다. 금속 핵의 증거가 보이며, 화성 수준의 밀도에 달과 비슷한 용암 흐름이 있었던 것으로 추측된다.[30]
현재 수집된 증거에 의하면 베스타는 태양계 역사의 매우 초기에 형성된 것으로 보이며, 따라서 지구형 행성 형성 시기의 과정과 사건의 기록을 보존하고 있을 것으로 보고 있다. 베스타에서 떨어져나온 운석의 방사성 동위원소 연대측정 결과에 의하면 베스타는 3백만년 또는 그보다 더 짧은 시간 안에 빠르게 내부가 분화된 것으로 추정된다.[30]
또한, 베스타는 태양계에 있는 수많은 작은 천체들의 기원인 듯하다. 대부분의 (하지만 전부는 아니다) V형 근지구소행성과, 더 바깥에 있는 소행성대 천체들은 베스타와 유사한 스펙트럼 조성을 보이며, 베스토이드(vestoids)라고도 불린다. 지구에서 발견된 운석 표본의 5% 가량이 HED 운석인데, 베스타와 다른 천체 간의 충돌 결과로 형성된 것으로 보고 있다.[30]
과학자들이 다뤄볼 수 있는 베스타의 잠재적 표본은 1400개 이상의 HED 운석으로 매우 많은데, 이들 표본을 통해 베스타의 지질사와 구조를 엿볼 수 있다. 베스타는 철-니켈 금속 코어 위로 감람석 맨틀과 지각이 덮여 있을 것으로 추정된다.[30]
3. 2. 세레스
세레스는 왜행성으로 소행성대 전체 질량의 3분의 1을 차지한다.[32] 스펙트럼 특성은 물이 풍부한 탄소질 콘드라이트와 유사한 조성을 나타낸다.[32]
세레스는 분화된 내부를 가지고 있을 수 있다고 생각된다.[34] 편평도는 분화되지 않은 천체에 비해 너무 작아서 암석 핵이 얼음 맨틀로 덮여 있음을 나타낸다.[34]
4. 목표
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돈(Dawn) 임무의 주 목표는 태양계 초기 상태를 간직하고 있다고 여겨지는 가장 큰 두 원시행성인 베스타와 세레스를 조사하여 태양계 형성과정과 조건의 특징을 알아내는 것이었다.[30][39] 이 임무는 행성 진화에 있어 행성 크기와 물의 역할을 조사하는 것을 최우선 과제로 삼았다. 베스타와 세레스는 지질학적으로 대조적인 특징을 보이는데, 세레스는 원시적이고 얼음이 존재하는 반면, 베스타는 더 진화되었으며 암석으로 이루어져 있다. 이러한 차이는 두 천체가 초기 태양계의 서로 다른 지역에서 형성되었기 때문으로 추정된다.
NASA와 제트 추진 연구소(JPL)는 임무명이 태양계의 시작(the dawn of the solar system)에 관한 정보를 제공한다는 목적에서 명명된 것이라고 설명하고 있다. 돈(Dawn)은 영어로 "새벽", "여명" 외에도 "일의 시작"이나 "탄생"을 의미하기도 한다.[154]
세레스와 베스타는 태양계의 서로 다른 곳에서 탄생하여 대조적인 특징을 보인다. 세레스는 지하수에 의한 "차가운 습한" 상태를, 베스타는 맨틀과 핵, 표면 화산 활동 등 "뜨겁고 건조한" 상태를 경험한 것으로 여겨진다. 소행성의 스펙트럼 분류에서도 세레스는 G형, 베스타는 V형으로 구분된다.
이 탐사 계획은 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스(UCLA)의 크리스토퍼 T. 러셀을 중심으로 진행되었다.
4. 1. 주요 과학적 동기
돈 임무는 세 가지 주요 과학적 동기를 갖는다. 첫째, 태양계 기원의 초기 순간을 포착하여 천체 형성 조건을 이해할 수 있다. 둘째, 지구형 행성의 구성 요소를 파악하여 지구형 행성 형성에 대한 이해를 높인다. 셋째, 매우 대조적인 진화의 길을 걸어온 두 작은 행성(세레스와 베스타)의 형성과 진화를 비교하여 행성 진화에 영향을 주는 요인을 파악할 수 있다.[39]5. 세부
돈 탐사선은 NASA의 제트추진연구소가 전반적인 계획, 임무 관리, 비행 시스템, 과학 분석 장비 및 이온 엔진 개발을 담당했다. 막스 플랑크 연구소와 독일 우주 센터(DLR)는 프레이밍 카메라, 이탈리아 우주국은 지도 작성용 분광기, 로스앨러모스 국립 연구소는 감마선과 중성자 분광기를 개발했다.[180] 탐사선 개발은 오비탈 사이언스 사가 담당했는데, 이는 해당 기업의 최초 행성간 임무였다.
관측 장비는 다음과 같다.[180]
| 장비명 | 기관 |
|---|---|
| 프레이밍 카메라(FC) | 독일 항공우주센터(DLR) |
| 가시광선 및 적외선 분광계(VIR) | 이탈리아 우주국(ASI) |
| 감마선 및 중성자 검출기(GRaND) | 로스앨러모스 국립 연구소 |
돈 탐사선에는 36만 명 이상의 우주 애호가들의 이름이 담긴 칩이 실려 있다.[177] 이 이름들은 2005년 9월부터 2006년 11월 4일까지 온라인을 통한 대중 홍보 프로그램의 일환으로 모은 것이다.[178] 이 칩은 미국 1센트 동전만한 크기이며, 탐사선의 고이득 안테나 아래에 장착된 이온 추진기 위에 장착되었다.[179]
5. 1. 크기
태양 전지판이 접혀있을 때 돈 탐사선의 길이는 2.36m이고, 완전히 펼쳐지면 19.7m이다.[167] 태양 전지판 면적은 36.4m2이다.[168] 주 안테나 직경은 1.24m이다.[12]5. 2. 추진 시스템
돈 탐사선은 딥 스페이스 1호 탐사선에 장착된 NSTAR 이온엔진 기술을 계승한 세 개의 제온 이온 엔진으로 추진된다.[169] 이 엔진은 비추력이 3,100초이며, 90 mN의 추력을 낼 수 있다.[170] 탐사선의 주요 추진 시스템으로, 딥 스페이스 1호에서 사용 실적이 있는, 제논을 사용한 이온 엔진 "NSTAR" 3기를 탑재했다. 제트 추진 연구소(JPL)는 이온 엔진을 제공하고, 비행 시스템 개발도 진행했다. 돈은 또한 0.9N 추력의 하이드라진 추진기 12기를 장비하고 있으며, 이는 고도조정용으로 사용되며 궤도진입시 보조추진기로도 이용된다.[176]5. 3. 페이로드
NASA의 제트추진연구소는 전반적인 계획과 임무 관리, 비행 시스템, 과학 분석 장비 및 이온엔진 개발을 담당했다. 막스 플랑크 연구소와 독일 우주 센터(DLR)는 프레이밍 카메라, 이탈리아 우주국은 지도 작성용 분광기, 로스앨러모스 국립 연구소는 감마선과 중성자 분광기를 개발했다.[180] 탐사선 개발은 오비탈 사이언스 사가 담당했는데, 이는 해당 기업의 최초 행성간 임무였다.관측 장비는 다음과 같다.
| 장비명 | 기관 |
|---|---|
| 프레이밍 카메라(FC) | 독일 항공우주센터(DLR) |
| 가시광선 및 적외선 분광계(VIR) | 이탈리아 우주국(ASI) |
| 감마선 및 중성자 검출기(GRaND) | 로스앨러모스 국립 연구소 |
5. 3. 1. 프레이밍 카메라(FC)
독일 항공우주센터(DLR)에서 제공한 프레이밍 카메라(FC)는 과학 및 항해에 사용되는 관측 장비이다.[165] 두 대의 카메라가 이중으로 탑재되어 있다.5. 3. 2. 가시광선 및 적외선 분광계(VIR)
가시광선 및 적외선 분광계(VIR)는 이탈리아 우주국(ASI)에서 제공한 매핑 분광계이다. 로제타, 비너스 익스프레스, 카시니-호이겐스 우주선에 사용된 분광계를 기반으로 제작되었다.[165]5. 3. 3. 감마선 및 중성자 검출기(GRaND)
독일 항공우주센터(DLR)는 프레이밍 카메라를, 이탈리아 우주국(ASI)은 매핑 분광계를, 미국 에너지부의 로스앨러모스 국립 연구소는 감마선 분광계를 제공했다.[154]5. 4. 메모리 칩
돈 탐사선에는 36만 명 이상의 우주 애호가들의 이름이 담긴 칩이 실려 있다.[177] 이 이름들은 2005년 9월부터 2006년 11월 4일까지 온라인을 통한 대중 홍보 프로그램의 일환으로 모은 것이다.[178] 이 칩은 미국 1센트 동전만한 크기이며, 탐사선의 고이득 안테나 아래에 장착된 이온 추진기 위에 장착되었다.[179]6. 탐사 일정
돈 탐사선은 2007년 9월 27일에 발사되어 화성을 근접 통과하고, 베스타와 세레스를 탐사했다. 주요 탐사 일정은 다음과 같다.
| 날짜 | 내용 |
|---|---|
| 2007년 9월 27일 | 발사[86] |
| 2009년 2월 17일 | 화성 접근 통과 (중력 보조)[86] |
| 2011년 7월 16일 | 베스타 도착[86] |
| 2012년 9월 5일 | 베스타 출발[86] |
| 2015년 3월 6일 | 세레스 도착[86] |
| 2016년 6월 30일 | 세레스 주요 탐사 종료[86] |
| 2016년 7월 1일 | 세레스 확장 탐사 시작[86] |
| 2018년 11월 1일 | 임무 종료[157] |
탐사 과정에서 반작용 휠 고장, 이온 엔진 작동 중단, 통신 안테나 문제 등 여러 기술적 어려움이 있었으나, 대체 시스템을 활용하고 문제를 해결하여 극복했다.[114][115] 2018년 10월 31일, 연료 고갈로 인해 통신이 두절되어 임무가 종료되었다.[165]
6. 1. 발사
Dawn영어은 2007년 9월 27일 동부 일광 절약 시간대(EDT) 07:34 (한국 시간 20시 34분)에 17-B 발사대에서 델타 7925-H 로켓을 이용하여 발사되었다.[76][77][78][79] 발사는 회전 안정화된 고체 연료 3단계 로켓의 도움을 받아 이루어졌으며,[80][81] 이후 Dawn영어의 이온 엔진이 작동되었다.
당초 발사는 2007년 6월 20일로 예정되었으나, 부품 배송 지연, 발사대 크레인 고장, 태양 전지판 손상, 악천후, 피닉스 임무와의 충돌 회피 등 여러 요인으로 인해 수차례 연기되었다.[69][70] 9월 27일 발사 당일에도 해상 제외 구역에 선박이 진입하여 지연될 뻔했으나, 국제 우주 정거장과의 충돌 회피 창이 종료되기 전에 발사가 이루어졌다.[75]
6. 2. 베스타 탐사
돈은 2011년 7월 16일 베스타에 도착하여 궤도에 진입했으며,[95] 2012년 9월 5일까지 탐사를 진행했다. 베스타 도착 후, 돈은 태양열을 이용해 이온 엔진을 가동하여 더 낮고 가까운 궤도로 이동했다.돈은 베스타에서 다음과 같은 궤도를 돌며 탐사를 진행했다.
- 탐사 궤도: 2011년 8월 2일, 2750km 고도에서 69시간 동안 베스타를 조사했다.[96]
- 고고도 매핑 궤도: 2011년 9월 27일, 680km 고도에서 12.3시간 동안 베스타를 상세 매핑했다.[96]
- 저고도 매핑 궤도: 2011년 12월 8일, 210km 고도에서 4.3시간 동안 베스타를 정밀 매핑했다.[96]
4 베스타 (녹색) - 돈 (자홍색)
2012년 5월, 돈 탐사팀은 베스타 연구의 예비 결과를 발표했다. 베스타의 금속이 풍부한 코어 크기는 220km로 추정되며, 과학자들은 베스타가 태양계 형성 과정에서 암석 행성을 형성하기 위해 함께 모인 대형 소행성 중 유일하게 남은 "마지막 종류"라고 생각한다고 밝혔다.[95][99]
2012년 10월에는 베스타 표면의 특이한 어두운 반점과 줄무늬의 기원에 대한 추가적인 결과가 발표되었는데, 이는 고대 소행성 충돌에 의해 퇴적되었을 가능성이 높았다.[100][101][102] 2012년 12월에는 돈이 일시적으로 흐르는 액체 물에 의해 침식된 것으로 해석되는 베스타 표면의 도랑을 관찰했다는 보고가 있었다.[103][104]
돈은 원래 2012년 8월 26일에 베스타를 떠나 세레스로 향할 예정이었으나,[7] 우주선의 반작용 휠 문제로 인해 2012년 9월 5일까지 출발이 연기되었다.[6][105][106][107][108]
6. 2. 1. 베스타 접근
탐사선 돈이 베스타에 접근하면서, 프레이밍 카메라 장비는 점차 고해상도 이미지를 촬영했고, 이 이미지들은 미국 항공우주국(NASA)과 막스 플랑크 연구소(MPI)에 의해 온라인과 기자 회견에서 공개되었다.[88]
2011년 5월 3일, 돈은 베스타에서 1200000km 떨어진 지점에서 첫 번째 목표 이미지를 획득하고 소행성 접근 단계를 시작했다.[88] 6월 12일, 돈의 베스타에 대한 상대 속도는 34일 후 궤도 진입을 위해 감속되었다.[89][90]
6. 2. 2. 베스타 궤도
2011년 7월 16일 베스타의 중력에 포획되어 궤도에 진입한 후,[95] ''던''은 태양열을 사용하여 제논 이온 엔진을 가동하여 더 낮고 가까운 궤도로 이동했다. 8월 2일, 2750km 고도에서 69시간의 탐사 궤도에 진입하기 위해 나선형 접근을 중단했다. 9월 27일 680km에서 12.3시간의 고고도 매핑 궤도에 진입했으며, 12월 8일 마침내 210km에서 4.3시간의 저고도 매핑 궤도에 진입했다.[96][97][98]2012년 5월, ''던''팀은 베스타 연구에 대한 예비 결과를 발표했는데, 여기에는 220km 크기로 추정되는 베스타의 금속이 풍부한 코어 크기에 대한 추정치가 포함되어 있다. 과학자들은 베스타가 "마지막 종류"라고 생각한다고 밝혔는데, 이는 태양계 형성 과정에서 암석 행성을 형성하기 위해 함께 모인 대형 소행성의 유일한 남은 예이다.[95][99] 2012년 10월에는 베스타 표면의 특이한 어두운 반점과 줄무늬의 기원에 대한 추가적인 ''던'' 결과가 발표되었는데, 이는 고대 소행성 충돌에 의해 퇴적되었을 가능성이 높았다.[100][101][102] 2012년 12월에는 ''던''이 일시적으로 흐르는 액체 물에 의해 침식된 것으로 해석되는 베스타 표면의 도랑을 관찰했다는 보고가 있었다.[103][104] 베스타에서 ''던'' 임무의 과학적 발견에 대한 더 자세한 내용은 4 베스타 페이지에 포함되어 있다.
발사부터 운용 종료까지의 일련의 흐름은 다음과 같다.[157]
- 2011년 7월 16일: 베스타 궤도 진입.[161]
- 2011년 8월 11일: 베스타 약 2700km 상공을 3일 동안 1주하는 '개관 관측 궤도'(survey orbit)로 이행.
- 2011년 9월 29일: 베스타 680km 상공을 반나절에 1주하는 '고고도 매핑 궤도'(HAMO)로 이행.[162]
- 2011년 12월 12일: 다소 타원형의 베스타 궤도인 '저고도 매핑 궤도'(LAMO)로 이행.
6. 3. 세레스 탐사
2015년 3월 6일, 돈은 세레스에 도착하여 왜행성을 근거리에서 연구한 최초의 임무를 수행했다.[164][134][135] 돈은 세레스 궤도를 돌며 탐사를 진행했고, 2016년 6월 30일에 주요 탐사를 종료한 후,[164] 2016년 7월 1일부터 확장 탐사를 시작했다.탐사 과정에서 반작용 휠 고장과 이온 추진기 작동 중단, 주 통신 안테나 조준 문제 등 몇 가지 어려움이 발생했다. 돈 팀은 반작용 휠과 이온 추진기를 모두 사용하는 "하이브리드" 모드로 탐사선 방향을 잡았고, 이는 연료를 절약하는 효과를 가져왔다. 추진기 문제는 예비 엔진과 컨트롤러 교체로, 안테나 문제는 컴퓨터 재설정으로 해결되었다.
탐사선의 궤도 및 관측에 대한 자세한 내용은 하위 섹션에서 다룬다.
6. 3. 1. 세레스 접근
''돈''영어은 2014년 12월 1일에 케레스의 사진을 촬영하기 시작했으며,[116] 2015년 1월 13일과 25일에 부분 회전 이미지가 애니메이션으로 공개되었다. 2015년 1월 26일 이후 ''돈''영어이 촬영한 케레스의 이미지는 허블 우주 망원경에서 얻은 이미지보다 해상도가 높았다.[117]
두 개의 반응 휠 고장으로 인해, ''돈''영어은 케레스 접근 단계에서 베스타 접근 단계보다 더 적은 카메라 관측을 했다. 카메라 관측은 우주선을 회전시켜야 했으며, 이는 귀중한 하이드라진 연료를 소모했다. 궤도 포획으로 본격적인 관측이 시작되기 전, 7번의 광학 항법 사진 촬영 세션(OpNav 1–7, 1월 13일 및 25일, 2월 3일 및 25일, 3월 1일, 4월 10일 및 15일)과 2번의 완전 회전 관측 세션(RC1–2, 2월 12일 및 19일)이 계획되었다. 3월과 4월 초의 간격은 케레스가 ''돈''영어의 관점에서 태양에 너무 가까이 보여 사진을 안전하게 촬영할 수 없는 기간 때문이었다.[118]
6. 3. 2. 세레스 궤도
[[File:Legend_Icon_Magenta.svg|12px]] ''돈''(Dawn) '''·''' [[File:Legend_Icon_Lime.svg|12px]]세레스
''돈''(Dawn)은 2015년 3월 6일 세레스 궤도에 진입했으며,[133] 이는 ''뉴 호라이즌스''가 명왕성에 도착하기 4개월 전이었다. 따라서 ''돈''(Dawn)은 왜행성을 근거리에서 연구한 최초의 임무가 되었다.[134][135] ''돈''(Dawn)은 처음에 세레스 주위를 극궤도로 진입했고, 궤도를 계속 개선했다. 이 기간 동안 세레스의 첫 번째 완전한 지형도를 얻었다.[136]
2015년 4월 23일부터 5월 9일까지 ''돈''(Dawn)은 13500km 고도에서 RC3 궤도(회전 특성 3)에 진입했다. RC3 궤도는 15일 동안 지속되었으며, 이 기간 동안 ''돈''(Dawn)은 사진 촬영과 센서 측정을 번갈아 수행한 다음 결과 데이터를 지구로 전송했다.[137]
2015년 5월 9일, ''돈''(Dawn)은 이온 엔진의 전원을 켜고 두 번째 매핑 지점인 탐사 궤도로 한 달 동안 나선형으로 하강했는데, 이는 이전 궤도보다 세레스에 3배 더 가까운 거리였다. 우주선은 새로운 궤도로 나선형으로 하강하는 동안 세레스의 이미지를 두 번 촬영하기 위해 멈췄다.
2015년 6월 6일, ''돈''(Dawn)은 4430km 고도에서 새로운 탐사 궤도에 진입했다. 이 궤도에서 ''돈''(Dawn)은 3일마다 세레스를 한 바퀴 돌았다.[138] 탐사 단계는 22일(7궤도) 동안 지속되었으며, ''돈''(Dawn)의 프레이밍 카메라를 사용하여 세레스의 전체적인 모습을 얻고 가시광선 및 적외선 매핑 분광계(VIR)를 사용하여 상세한 전체 지도를 생성하도록 설계되었다.
2015년 6월 30일, ''돈''(Dawn)은 방향 시스템에 이상이 발생하여 소프트웨어 결함을 겪었다. 이에 안전 모드로 전환하여 엔지니어에게 신호를 보냈고, 엔지니어는 2015년 7월 2일에 오류를 수정했다. 이상 현상의 원인은 ''돈''(Dawn)의 이온 엔진 중 하나와 관련된 기계식 짐벌 시스템과 관련이 있는 것으로 확인되었다. 2015년 7월 14일부터 7월 16일까지 별도의 이온 엔진으로 전환하고 테스트를 수행한 후, 엔지니어는 임무를 계속 수행할 수 있다고 판단했다.[139]
2015년 8월 17일, ''돈''(Dawn)은 HAMO 궤도(고고도 매핑 궤도)에 진입했다.[140] 1480km 고도로 하강한 ''돈''(Dawn)은 2015년 8월에 두 달간의 HAMO 단계를 시작했다. 이 단계에서 ''돈''(Dawn)은 VIR과 프레이밍 카메라를 사용하여 탐사 단계보다 더 높은 해상도로 거의 전체적인 지도를 계속 획득했다. 또한 스테레오로 이미지를 촬영하여 표면을 3D로 나타냈다.
2015년 10월 23일, ''돈''(Dawn)은 375km 거리에서 LAMO 궤도(저고도 매핑 궤도)를 달성하기 위해 두 달 동안 세레스를 향해 나선형으로 진입하기 시작했다. 2015년 12월에 이 네 번째 궤도에 도달한 이후, ''돈''(Dawn)은 표면의 조성을 식별하는 감마선 및 중성자 감지기(GRaND) 및 기타 기기를 사용하여 향후 3개월 동안 데이터를 얻을 예정이었다.[141]
매핑 목표를 초과한 ''돈''(Dawn)은 2016년 9월 2일부터 1460km의 다섯 번째 과학 궤도로 상승하여 다른 각도에서 추가 관측을 완료했다.[142] ''돈''(Dawn)은 2016년 11월 4일에 7200km의 여섯 번째 과학 궤도로 고도를 높이기 시작하여 2016년 12월까지 목표에 도달했다. 고도 회귀는 이 고도에서 두 번째 데이터 집합을 허용하여 첫 번째 집합에 추가하면 전체 과학적 품질이 향상된다. 그러나 이번에는 우주선이 나선형으로 움직이지 않고 세레스와 같은 방향으로 공전하여 추진제 소비를 줄였다.[143]
6. 4. 임무 종료
Dawn영어 탐사선은 2018년 10월 31일 통신이 두절되었다. 원인은 자세 제어용 하이드라진 연료가 고갈되어 안테나를 지구로 향할 수 없게 된 것으로 추정된다.[165] NASA는 2018년 11월 1일, 연료 고갈로 인해 임무가 종료되었음을 공식 발표했다. Dawn영어 탐사선은 세레스를 오염시키지 않도록 앞으로 최소 20년 이상 궤도에 남아있을 것으로 예상된다.[165]7. 갤러리
| 8만 3000 km에서 촬영 |
|---|
 |
8. 미디어
(미디어 섹션은 고해상도 이미지, 세레스 지도, 비행 영상 등의 하위 섹션으로 구성되어 있으므로, 별도의 내용을 추가하지 않습니다.)
8. 1. 고해상도 이미지
8. 2. 세레스 지도
8. 3. 비행 영상
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地球の公転軌道での[[太陽電池]]の出力である。メインベルトは火星の公転軌道よりも太陽から遠く、太陽光が弱いため、太陽電池の出力は低下する。
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