마스 큐브 원

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1. 개요
2. 역사와 제작 배경
3. 발사
- 3.1. 발사 과정
4. 설계
5. 목표
6. 유사 임무
7. 지원, 개발, 투자
참조

1. 개요

마스 큐브 원(MarCO)은 NASA가 개발한 최초의 심우주 큐브위성으로, 화성 착륙선인 인사이트의 통신 중계를 위해 제작되었다. 두 대의 MarCO 위성은 2018년 5월 아틀라스 V 로켓에 실려 발사되어, 인사이트의 착륙 과정에서 실시간으로 데이터를 지구에 전송하는 데 성공했다. 이 임무는 큐브위성이 심우주 임무에서도 활용될 수 있음을 입증했으며, 향후 저비용 우주 임무에 기여할 것으로 기대된다.

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마스 큐브 원
개요
MarCO 통신 중계 렌더링
임무 유형	통신 중계 시험 화성 근접 통과
운영 기관	NASA
웹사이트	MarCO 공식 웹사이트
임무 기간	MarCO A: MarCO B:
우주선 종류	6U 큐브샛
제작사	JPL
발사 질량	각 13.5 kg
전력	(정보 없음)
발사일	, 11:05 UTC
발사 로켓	아틀라스 V 401
발사 장소	반덴버그 공군기지 SLC-3E
발사 계약자	유나이티드 론치 얼라이언스
폐기 방식	태양 궤도에 버려짐
종료 선언일	2020년 2월 2일
마지막 교신	MarCO-A: MarCO-B:
궤도 기준	태양 중심
원점	헬리온
화성 근접 통과
유형	근접 통과
대상	화성
도착일	UTC
기타 정보
MarCO 로고
프로그램	디스커버리 프로그램
이전 임무	GRAIL
다음 임무	Lucy

2. 역사와 제작 배경

NASA는 화성과 통신할 때 신호를 주고받는 데 1시간이 소요되는 등의 불편함을 겪었다.^[49] 이에 여러 연구원이 인사이트와 함께 통신 실험 위성을 발사하자고 제안했고, 이 제안은 받아들여져 예산을 배정받고 개발되었다.

화성 큐브 원(Mars Cube One, MarCO)은 지구 궤도 너머의 심우주 임무를 수행하기 위해 제작된 최초의 큐브위성 형태의 우주선이다. 큐브위성은 제작 비용 절감,^[9] 빠른 개발, 단순한 시스템, 저궤도에 쉽게 배치할 수 있다는 장점을 가진다. 큐브위성 기술은 캘리포니아 폴리텍 주립 대학교와 스탠퍼드 대학교에서 개발되었으며, 학생들에게 빠르고 쉬운 프로젝트를 제공하는 것을 목표로 했다. 큐브위성은 종종 더 큰 임무의 탑재체로 패키지되어 비용 효율성을 높인다.^[10]

두 대의 화성 큐브 원 우주선은 동일하며, 공식적으로 MarCO-A와 MarCO-B로 불린다. 중복성을 위해 함께 발사되었으며, JPL 엔지니어들은 애니메이션 영화 ''WALL-E''의 주인공을 참조하여 '''''WALL-E'''''와 '''''EVE'''''라는 별명을 붙였다.^[11]^[12] MarCO 임무의 비용은 1850만달러였다.^[13]

JPL의 MarCO 엔지니어들은 화성 근접 비행을 지구 궤도 밖에서 더 많은 저비용, 목표 지향적인 소형 위성 임무를 이끌 수 있는 기술 시연으로 보고 있다.^[14] NASA는 MarCO 임무의 성능을 주시하면서, 수십억 달러 규모의 프로젝트에 대한 보완책으로 큐브위성에 더 많은 투자를 제안했다.^[15]

3. 발사

MarCO는 원래 2016년 반덴버그 공군기지에서 애틀러스 V 로켓으로 발사될 예정이었으나, 인사이트의 지진계 문제로 2018년 5월로 연기되었다.^[51]^[52]^[53] 발사체는 애틀러스 V(AV-078)이며, 반덴버그 공군기지에서 발사되었다.^[54] NASA의 발사 서비스 프로그램이 발사를 관리했으며, 두 대의 MarCO는 발사 직후 인사이트와 분리되어 자체 궤도로 화성으로 비행했다.^[18]^[19]^[20]

3. 1. 발사 과정

MarCO A와 B는 인사이트를 탑재한 아틀라스 V 로켓 상단인 센토르의 후방에 장착되었다.^[34] 센토르는 탈출 속도까지 가속하여 지구의 중력권을 탈출한 후 인사이트를 방출했다.^[34] 이후 센토르는 회전하여 MarCO A를 방출하고, 다시 180도 회전하여 MarCO B를 방출했다.^[34]

4. 설계

MarCO는 6U 큐브위성으로, 크기는 약 36.6×24.3×11.8cm이다. 비행 중에는 통신용 안테나 2개와 태양 전지 패널 2개를 본체에서 펼친다.^[33] UHF 대역 통신과 X 대역 통신이 가능하며, 소형 카메라 촬영 및 관측 장비를 사용한 관측 등이 가능하다.^[34]

4. 1. 데이터 중계

MarCO는 원편파를 사용하는 초고주파(UHF) 안테나를 통해 ''인사이트''의 진입, 하강 및 착륙(EDL) 정보를 수신하고, X 대역 주파수에서 의 속도로 지구에 재전송했다.^[22] 고이득 안테나(HGA)는 좁고 집중된 전파 빔폭을 갖는 안테나로, 반사 배열 안테나 유형이 사용되었다.^[22] MarCO는 착륙 직후 EDL에 중요한 데이터를 중계했으며,^[1] 이 신호는 8분 후에 지구에 도달했다.

4. 2. 추진 시스템

추진 시스템은 궤도를 제어하는 8개의 콜드 가스 추력기와 반작용 제어 시스템으로 우주선 자세 제어 (3D 방향)를 조정한다.^[27] 두 개의 소형 우주선이 정확한 전송 목적지로 가는 길에 정확한 궤도에 있도록 다섯 번의 작은 수정을 거쳤다.^[28] 임무 초기 단계에서 궤도를 약간 변경함으로써 연료를 절약했을 뿐만 아니라, 추가 연료가 차지했을 공간도 절약하여 우주선 내부의 다른 중요한 구성 요소에 공간을 할애할 수 있었다. MarCO-B (WALL-E)는 발사 이후 거의 지속적으로 추진 가스를 누출했지만, 초기 평가는 임무를 완수하기에 충분한 양을 가지고 있음을 나타냈다.^[1]

4. 3. 통신, 항법 및 이미징

각 마르코는 X-밴드를 사용하여 지상과 통신하고, UHF를 사용하여 인사이트로부터 데이터를 수신하며, 항해를 위한 추적 측정을 수집하는 소프트볼 크기의 라디오를 탑재하고 있다. 자세 제어 시스템에는 우주선의 자세를 결정하는 데 사용되는 항성 추적기가 장착되어 있다.^[1]^[29] 각 마르코는 배치를 확인하고 홍보 이미지를 캡처하는 데 사용되는 소형 광각 카메라도 탑재하고 있다.^[30]^[1]

5. 목표

MarCO의 주요 임무는 새로운 소형 통신 및 항법 기술을 시험하는 것이다. 인사이트 착륙선이 진입, 강하, 착륙 (EDL) 단계에 있을 때 실시간 통신 중계를 제공했다.^[22]

MarCO 우주선은 두 대로 발사되었고 (영화 캐릭터 이름을 따서 WALL-E와 EVE로 명명), 인사이트의 양쪽에 위치했다. 지구 주변에는 많은 수의 큐브위성이 있지만, MarCO는 지구 궤도를 넘어선 최초의 큐브위성 임무였다. 이를 통해 지구 대기권과 궤도 밖에서 고유한 데이터를 수집할 수 있었다. 통신 중계 역할 외에도, 큐브위성 구성 요소의 내구성과 심우주 항법 능력을 시험했다. 인사이트 착륙선에서 지구로 정보를 직접 중계하는 데 몇 시간을 기다리는 대신, MarCO는 착륙 완료 후 EDL에 중요한 데이터를 즉시 (단 8분 간의 화성-지구 전송 시간) 중계했다.^[23]^[22]^[24] 지구로 전송된 정보에는 착륙 직후 화성 표면의 인사이트 이미지도 포함되었다.^[25]^[26]

6. 유사 임무

아르테미스 1호 달 탐사 임무는 부수적인 탑재체로 10개의 큐브위성을 실어 보냈다. 각 큐브위성은 서로 다른 목표를 가진 다른 팀에서 개발했다.^[31] 이중 소행성 재지정 시험 탐사선에는 LICIA 큐브위성이 탑재되어 2021년 11월에 발사되었으며, 소행성과의 충돌을 관찰하여 DART를 지원했다.^[32]

7. 지원, 개발, 투자

NASA, JPL, ULA, Caltech, Stanford

참조

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_[2] 뉴스 InSight Mars lander escapes cancellation, aims for 2018 launch https://spaceflightn[...] 2016-03-09
_[3] 웹사이트 MarCO: Planetary CubeSats Become Real http://www.planetary[...] The Planetary Society 2015-07-08
_[4] 뉴스 Space Is Very Big. Some of Its New Explorers Will Be Tiny. - The success of NASA's MarCO mission means that so-called cubesats likely will travel to distant reaches of our solar system. https://www.nytimes.[...] 2019-03-18
_[5] 뉴스 Mars Cube One (MarCO) - The First Planetary CubeSat Mission https://marscubesatw[...] 2015-05-27
_[6] 뉴스 Beyond Mars, the Mini MarCO Spacecraft Fall Silent https://www.jpl.nasa[...] NASA 2019-02-05
_[7] 뉴스 MarCO Wins the 'Oscar' for Tiny Spacecraft https://www.jpl.nasa[...] 2019-08-10
_[8] 웹사이트 RIP, MarCO! The world's first cubesats to Mars are gone for good https://www.space.co[...] 2020-02-28
_[9] 뉴스 Headed to Mars - A Big Experiment in Tiny Satellites: Briefcase-sized CubeSats, commonly used in Earth's orbit, take an interplanetary journey https://www.wsj.com/[...] 2018-11-22
_[10] 논문 Thinking inside the box 2015-04-10
_[11] 웹사이트 NASA's Mars Cubesats 'Wall-E' and 'Eva' Will Be First at Another Planet https://www.space.co[...] Space 2018-05-01
_[12] 웹사이트 NASA's First Image of Mars from a CubeSat https://www.jpl.nasa[...] JPL press release 2018-10-22
_[13] 웹사이트 Big test coming up for tiny satellites trailing Mars lander https://phys.org/new[...] PhysOrg 2018-11-22
_[14] 간행물 The Small Satellites Paving The Way For Low-Cost Exploration Of Deep Space: When NASA's next Mars mission takes off this Saturday, it will be accompanied by two small escorts that could transform the future of space exploration. https://www.fastcomp[...] 2018-05-04
_[15] 뉴스 The first interplanetary cubesats pave the way for cheaper space science https://qz.com/14752[...] 2018-11-26
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_[17] 뉴스 NASA calls off next Mars mission because of instrument leak http://apnews.excite[...] 2015-12-22
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_[21] 뉴스 Meet the Tiny Unlikely Hero of the Mars InSight Landing https://www.popularm[...] 2018-12-01
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_[23] 웹사이트 NASA InSight Team on Course for Mars Touchdown https://www.jpl.nasa[...] NASA News 2018-11-21
_[24] 뉴스 Big test coming up for tiny satellites trailing Mars lander https://www.apnews.c[...] 2018-11-22
_[25] 웹사이트 NASA's InSight Mission Triumphantly Touches Down on Mars https://www.scientif[...] Scientific American 2018-11-26
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_[27] 웹사이트 VACCO - CubeSat Propulsion Systems http://www.cubesat-p[...] VACCO 2017
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