매리너 10호
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1. 개요
매리너 10호는 1973년 발사된 NASA의 금성과 수성 탐사선이다. 금성의 중력을 이용하여 궤도를 수정하는 중력 보조를 최초로 활용하여, 수성 궤도에 진입했다. 주요 구성 요소로는 태양 전지 패널, 자세 제어 시스템, 컴퓨터, 과학 기기 등이 있으며, 금성 대기와 수성 표면, 자기장, 얇은 대기, 극심한 온도 변화 등을 관측했다. 1975년 임무 종료 시까지 2,800장 이상의 수성 사진을 촬영하고, 금성의 회전하는 구름, 수성의 자기장 및 철이 풍부한 핵 존재 등을 밝혀냈다.
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| 매리너 10호 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 임무 유형 | 행성 탐사 |
| 운영 기관 | NASA / JPL |
| COSPAR ID | 1973-085A |
| SATCAT | 6919 |
| 임무 기간 | 1973년 11월 3일 - 1975년 3월 24일 |
| 제조사 | 제트 추진 연구소 |
| 전력 | 820 와트 (금성 조우 시) |
| 발사일 | UTC |
| 발사 로켓 | 아틀라스 SLV-3D 센타우르-D1A |
| 발사 장소 | 케이프 커내버럴, LC-36B |
| 폐기 유형 | 퇴역 |
| 비활성화 | 12:21 UTC |
| 프로그램 | 매리너 계획 |
| 이전 임무 | 매리너 9호 |
| 행성 간 비행 | |
| 유형 | 플라이바이 |
| 대상 | 금성 |
| 도착일 | 1974년 2월 5일 |
| 행성 간 비행 | |
| 유형 | 플라이바이 |
| 대상 | 수성 |
| 도착일 | 1974년 3월 29일 |
| 행성 간 비행 | |
| 유형 | 플라이바이 |
| 대상 | 수성 |
| 도착일 | 1974년 9월 21일 |
| 행성 간 비행 | |
| 유형 | 플라이바이 |
| 대상 | 수성 |
| 도착일 | 1975년 3월 16일 |
2. 설계 및 궤도
매리너 10호는 아틀라스 로켓에 의해 발사되어 최초로 스윙바이를 이용하여 두 행성을 탐사하는 데 성공한 탐사선이다. 금성을 스윙바이 할 때 대기를 촬영하여 조사했고, 수성 근처를 통과할 때는 최소 300km에서 최대 50000km까지 접근하여 탐사했다. 방사 온도계를 이용하여 수성의 온도를 알아내는 데 성공했다.
매리너 10호는 금성의 중력 보조를 사용하여 다른 행성에 도달한 최초의 임무였다. 금성을 사용하여 비행 경로를 구부리고 근일점을 수성의 궤도 수준으로 낮췄다. 이 기동은 주세페 콜롬보의 궤도역학 계산에서 영감을 받아 우주선을 수성으로 반복적으로 되돌아오는 궤도에 진입시켰다. 또한 비행 중 우주선 자세 제어 수단으로 태양의 복사압을 태양 전지 패널과 고이득 안테나에 적용했는데, 이는 능동적 태양압 제어를 사용한 최초의 우주선이었다.
매리너 10호의 다양한 구성 요소와 과학 기기는 팔각 기둥 모양의 중앙 허브에 부착되었으며, 이 허브에는 우주선의 내부 전자 장치가 보관되었다. NASA는 매리너 10호의 총비용에 대해 9800만달러라는 엄격한 제한을 설정했고, 초과 비용은 허용되지 않았다. 임무 계획자들은 우주선의 기기를 설계할 때 비용 효율성을 신중하게 고려했으며, 결국 예산보다 약 100만달러 적게 들었다.
수성 통과 비행은 과학자들이 극복해야 할 주요 기술적 과제였다. 수성이 태양에 가깝기 때문에 지구에서보다 4.5배 더 많은 태양 복사를 견뎌야 했다. 이전 매리너 임무에 비해 우주선 부품은 열에 대한 추가적인 차폐가 필요했는데, 단열재와 햇빛 가리개가 본체에 설치되었다. 햇빛 가리개 천 재료로는 테플론으로 처리된 알루미늄 처리된 캡톤과 유리 섬유 시트의 조합인 베타 천이 선택되었다.
금성에서 중력 보조를 정확하게 수행하기 위해 매리너 10호의 하이드라진 연료량을 세 배로 늘렸고, 이전 매리너 임무보다 추진기에 더 많은 질소 가스를 장착했다.
이 임무에는 자매 우주선이 없었다. 예산 제약으로 인해 쌍으로 발사하여 중복성을 확보하는 방식은 배제되었다. 매리너 10호가 고장날 경우, NASA는 치명적인 오류가 진단되고 수정된 경우에만 백업을 발사할 수 있도록 허용했다. 사용되지 않은 백업은 스미소니언 박물관에 전시되었다.
2. 1. 중력 보조
''매리너 10호''는 금성의 중력 보조를 사용하여 다른 행성에 도달한 최초의 임무였다. 루나 3호가 중력 보조를 사용한 최초의 우주선이었지만, 매리너 10호는 이를 행성 간 이동에 활용하여 금성의 비행 경로를 구부리고 근일점을 수성의 궤도 수준으로 낮췄다. 이 기동은 이탈리아 과학자 주세페 콜롬보의 궤도역학 계산에서 영감을 받아 우주선을 수성으로 반복적으로 되돌아오는 궤도에 진입시켰다.
2. 2. 능동적 태양압 제어
''매리너 10호''는 비행 중 우주선 자세 제어 수단으로 태양의 복사압을 태양 전지 패널과 고이득 안테나에 적용했는데, 이는 능동적 태양압 제어를 사용한 최초의 우주선이었다. 태양 전지 패널은 115°C 이하로 유지해야 했다. 패널을 덮으면 전기를 생산하는 목적이 무효화되므로, 패널에 조절 가능한 기울기를 추가하여 태양을 향하는 각도를 변경할 수 있도록 하였다. 패널은 최대 76° 회전할 수 있었다.2. 3. 구성 요소
매리너 10호의 구성 요소는 공통적인 기능을 기반으로 네 그룹으로 분류할 수 있다. 비행 중 우주선 작동 유지를 위한 태양 전지 패널, 전력 하위 시스템, 자세 제어 하위 시스템 및 컴퓨터, 금성과 수성으로 향하는 궤도 유지를 위한 항법 시스템(하이드라진 로켓 포함), 두 행성에서 데이터 수집을 위한 여러 과학 기기, 지구의 심우주 네트워크로 데이터를 전송하고 미션 통제소로부터 명령을 수신하기 위한 안테나가 그것이다.우주선 자세 제어는 우주선의 기기와 안테나를 올바른 방향으로 유지하는 데 필요하다. 자세 결정에는 두 개의 광학 센서(하나는 태양, 다른 하나는 카노푸스)와 세 개의 자이로스코프가 사용되었고, 세 개의 축을 따라 매리너 10호의 방향 조정에는 질소 가스 추진기가 사용되었다.
우주선의 전자 장치는 정교하고 복잡했다. 여기에는 32,000개가 넘는 회로 소자가 포함되어 있으며, 저항기, 축전기, 다이오드, 마이크로 회로 및 트랜지스터가 가장 일반적인 장치였다. 기기를 위한 명령은 매리너 10호의 컴퓨터에 저장할 수 있었지만 512단어로 제한되었다.
우주선 구성 요소에 전력을 공급하려면 태양 전지 패널의 전기 출력을 수정해야 했다. 전력 하위 시스템은 두 개의 이중 회로 세트를 사용했으며, 각 세트에는 패널의 직류 출력을 교류로 변환하고 전압을 필요한 수준으로 변경하기 위한 부스터 조절기와 인버터가 포함되어 있었다. 이 하위 시스템은 39볼트 니켈-카드뮴 배터리에 최대 20암페어 시의 전기를 저장할 수 있었다.
수성을 통과하는 비행은 과학자들이 극복해야 할 주요 기술적 과제를 제기했다. 수성이 태양에 가깝기 때문에 매리너 10호는 지구를 떠났을 때보다 4.5배 더 많은 태양 복사를 견뎌야 했다. 단열재와 햇빛 가리개가 본체에 설치되었다. 햇빛 가리개 천 재료로는 테플론으로 처리된 알루미늄 처리된 캡톤과 유리 섬유 시트의 조합인 베타 천이 선택되었다.
매리너 10호의 두 태양 전지 패널은 115°C 이하로 유지해야 했다. 패널을 덮으면 전기를 생산하는 목적이 무효화되므로, 패널에 조절 가능한 기울기를 추가하여 태양을 향하는 각도를 변경할 수 있도록 하였다. 패널은 최대 76° 회전할 수 있었다.
금성에서 중력 보조를 정확하게 수행하기 위해 임무 계획자들은 매리너 10호가 운반할 하이드라진 연료량을 세 배로 늘렸고, 이전 매리너 임무보다 추진기에 더 많은 질소 가스를 장착했다.
이 임무에는 자매 우주선이 없었다. 예산 제약으로 인해 쌍으로 발사하여 중복성을 확보하는 방식은 배제되었다. 매리너 10호가 고장날 경우, NASA는 치명적인 오류가 진단되고 수정된 경우에만 백업을 발사할 수 있도록 허용했다. 사용되지 않은 백업은 전시를 위해 스미소니언 박물관으로 보내졌다.
두 개의 자외선 분광계가 실험에 관여했는데, 하나는 UV 흡수를 측정하고 다른 하나는 UV 방출을 감지했다. 가려짐 분광계는 수성이 태양 앞을 지나갈 때 수성의 가장자리를 스캔했으며, 특정 파장에서 태양 자외선 복사가 흡수되는지 감지했는데, 이는 기체 입자, 즉 대기의 존재를 나타낼 것이다. 에어글로우 분광계는 기체 수소, 헬륨, 탄소, 산소, 네온 및 아르곤의 원자에서 방출되는 극자외선 복사를 감지했다.
2. 4. 비용 관리
NASA는 매리너 10호의 총비용에 대해 9800만달러라는 엄격한 제한을 설정했는데, 이는 기관이 임무에 유연하지 않은 예산 제약을 가한 첫 번째 사례였다. 초과 비용은 허용되지 않았으므로, 임무 계획자들은 우주선의 기기를 설계할 때 비용 효율성을 신중하게 고려했다.비용 관리는 주로 일반적인 임무 일정보다 발사 날짜에 더 가깝게 계약 작업을 실행함으로써 달성되었으며, 사용 가능한 작업 시간을 줄이면 비용 효율성이 증가했다. 서두른 일정에도 불구하고 기한을 놓치는 경우는 거의 없었다. 결국 임무는 예산보다 약 100만달러 적게 들었다.
이 임무에는 자매 우주선이 없었다. 탐사선을 쌍으로 발사하여 하나 또는 다른 것의 고장에 대비하는 완전한 중복성은 일반적이었다. 예산 제약으로 인해 이 옵션은 배제되었다. 임무 계획자들은 백업 우주선을 제작하기 위한 자금을 일부 전환할 수 있을 만큼 충분히 예산을 절약했지만, 두 개를 동시에 발사할 수는 없었다. 매리너 10호가 고장날 경우, NASA는 치명적인 오류가 진단되고 수정된 경우에만 백업을 발사할 수 있도록 허용했다. 이는 1973년 11월 3일로 예정된 발사일과 1973년 11월 21일의 마지막 가능한 발사일 사이의 2주 반 동안 완료되어야 했다. 사용되지 않은 백업은 전시를 위해 스미소니언 박물관으로 보내졌다.
2. 5. 자세 제어
우주선 자세 제어는 우주선의 기기와 안테나가 올바른 방향을 유지하는 데 필요하다. 궤도 수정 기동 중에는 로켓 엔진이 발사되기 전에 올바른 방향을 향하도록 우주선을 회전시켜야 할 수 있다. 매리너 10호는 자세 결정을 위해 두 개의 광학 센서(하나는 태양을, 다른 하나는 밝은 별, 보통 카노푸스를 향함)를 사용했고, 탐사선의 세 자이로스코프는 자세를 계산하는 두 번째 옵션을 제공했다. 질소 가스 추진기는 세 개의 축을 따라 매리너 10호의 방향을 조정하는 데 사용되었다.2. 6. 전력 시스템
매리너 10호는 태양 전지 패널에서 생산된 전력을 조절하여 우주선 내 বিভিন্ন 부품에 공급하는 전력 시스템을 갖추고 있었다. 원본 자료에는 이 시스템의 작동 원리나 구체적인 구성에 대한 상세한 정보는 없지만, 자력계 실험을 설계할 때 매리너 10호의 전자 부품들이 발생시키는 자기장 간섭을 최소화하기 위해 자력계를 긴 막대(붐)에 설치했다는 내용에서 전력 시스템과 관련된 부품들이 존재했음을 짐작할 수 있다.2. 7. 열 제어
매리너 10호는 수성에 근접하면서 지구에서보다 훨씬 강력한 태양 복사를 받게 되었다. 따라서 우주선의 부품을 열로부터 보호하기 위한 추가적인 조치가 필요했다. 주요 부품에는 단열재와 햇빛 가리개를 설치했다. 햇빛 가리개는 테플론으로 처리된 알루미늄을 입힌 캡톤과 유리 섬유 시트를 결합한 베타 천을 사용했다.하지만 태양 전지 패널은 햇빛을 받아야 전기를 생산할 수 있기 때문에 덮을 수 없었다. 대신, 패널의 각도를 조절하여 태양을 향하는 정도를 조절할 수 있게 했다. 패널은 최대 76°까지 회전 가능했다. 또한, 하이드라진 로켓 노즐은 작동을 위해 태양을 향해야 했지만, 덮개 사용은 신뢰성이 떨어지는 해결책이었다. 이를 위해, 로켓의 노출된 부분에 특수 페인트를 칠해 열 흐름을 줄였다.
2. 8. 궤도 수정
''매리너 10호''가 금성에서 중력 보조를 정확하게 수행하는 것은 큰 난관이었다. ''매리너 10호''가 수성으로 가는 경로를 유지하려면 궤적이 금성 근처의 임계점에서 200km 이상 벗어나서는 안 되었다. 이를 위해 임무 계획자들은 매리너 10호의 하이드라진 연료량을 세 배로 늘리고, 이전 매리너 임무보다 추진기에 더 많은 질소 가스를 장착했다. 이러한 개선은 두 번째와 세 번째 수성 통과 비행을 가능하게 하는 데 결정적인 역할을 했다.3. 장비
매리너 10호는 금성과 수성에서 7가지 실험을 수행했으며, 이 중 6가지 실험에는 데이터를 수집하는 전용 과학 기기가 사용되었다. 이러한 실험과 기기는 미국 전역의 연구소와 교육 기관에서 설계되었다. JPL은 46개의 제안 중에서 비용 지침을 초과하지 않으면서 과학적 성과를 극대화하는 7가지 실험을 선정했다. 이들 과학 실험에는 총 1260만달러가 소요되었으며, 이는 전체 임무 예산의 약 8분의 1에 해당한다.
매리너 10호에는 다음과 같은 장비들이 탑재되었다.
| 장비명 | 설명 |
|---|---|
| 고감도 안테나 | |
| 태양 전지 패널 | |
| 자력계 | 수성의 자기장 생성 여부 및 행성간 자기장 연구를 위해 고감도 안테나 근처에 설치됨. |
| 자외선 분광기 | 자외선 흡수 및 방출 측정을 위한 두 개의 분광계 탑재. |
| 방사 온도계 | 수성의 온도 측정에 사용됨.[1] |
3. 1. 텔레비전 사진
주어진 원본 소스에는 텔레비전 사진 실험에 대한 내용이 없으므로, 해당 섹션은 작성할 수 없습니다.3. 2. 적외선 복사계
매리너 10호는 방사 온도계를 이용하여 수성의 온도를 알아내는 데 성공하였다.[1]3. 3. 자외선 분광계
매리너 10호에는 자외선 흡수 및 자외선 방출을 측정하는 두 개의 자외선 분광계가 탑재되어 있었다.3. 4. 플라스마 검출기
매리너 10호에는 플라스마 검출기가 탑재되지 않았다. 제공된 원본 소스에는 플라스마 검출기와 관련된 내용이 없으며, 고감도 안테나, 태양 전지 패널, 자력계, 자외선 분광기 등이 언급되어 있다.3. 5. 하전 입자 망원경
제공된 원본 소스에는 매리너 10호의 하전 입자 망원경에 대한 정보가 없다. 따라서 이 섹션은 작성할 수 없다.3. 6. 자력계
매리너 10호에는 수성에서 자기장이 생성되는지 확인하고 행성간 자기장을 연구하기 위한 자력계가 설치되어 있었다. 이 자력계는 고감도 안테나 근처에 설치되었다.4. 임무 개요
매리너 10호는 아틀라스 로켓에 의해 발사되어 최초로 스윙바이를 이용하여 두 행성을 탐사하는 데 성공한 탐사선이다. 1973년 11월 3일 케이프 커내버럴에서 아틀라스-켄타우로스 로켓에 의해 발사되었다. 발사 후 약 4개월 동안 여러 번 궤도 수정을 반복하면서 금성으로 향했다. 1974년 2월 5일에는 금성에 5768km까지 근접했으며, 갈고리 구름을 비롯한 대기를 촬영했다. 그 후 매리너 10호는 금성을 사용한 스윙바이를 통해 태양을 약 반 년(수성의 공전 주기의 약 2배) 주기로 공전하는 궤도로 진입하여 수성으로 향했다.
1974년 3월 29일, 9월 21일, 1975년 3월 16일에 매리너 10호는 수성 근방을 세 차례 통과했다. 첫 번째 통과 때는 703km, 두 번째는 48070km, 세 번째는 327km까지 접근했다. 수성 표면 사진을 촬영하여 지표면의 40%를 촬영했으며, 방사 온도계로 주간면의 지표 온도는 187℃, 야간면은 -183℃임을 알아냈다.
수성 접근 후, 자세 제어용 연료를 소진하여 태양 주위를 공전하는 궤도에만 남게 되었다. 그 후 1975년 3월 24일까지 매리너 10호의 추적이 계속되었다. 현재도 매리너 10호는 인공 행성으로서 태양 주위를 공전하고 있는 것으로 생각된다.
4. 1. 지구 출발
보잉사는 1973년 6월 말에 우주선 제작을 완료했고, ''매리너 10호''는 시애틀에서 캘리포니아에 있는 제트추진연구소(JPL) 본부로 인도되었다. JPL은 우주선과 탑재 장비의 완전성을 포괄적으로 테스트했다. 테스트가 완료된 후, 탐사선은 발사 기지인 플로리다의 동부 시험 발사 기지로 이송되었다. 기술자들은 탐사선이 궤도 수정을 할 수 있도록 29kg의 하이드라진 연료를 채웠고, 탐사선이 발사 로켓에서 이탈하여 장비를 배치하도록 신호를 보내는 스퀴브를 부착했다. 금성에서 계획된 중력 보조는 더 강력하지만 더 비싼 타이탄 IIIC 로켓 대신 아틀라스-켄타우루스 로켓을 사용하는 것을 가능하게 했다. 탐사선과 아틀라스-켄타우루스는 발사 10일 전에 함께 결합되었다. 발사는 ''매리너 10호'' 임무 실패의 가장 큰 위험 중 하나였다. 매리너 1호, 매리너 3호, 매리너 8호는 모두 엔지니어링 오류 또는 아틀라스 로켓 오작동으로 인해 발사 몇 분 만에 실패했다. 이 임무는 1973년 10월 16일부터 1973년 11월 21일까지 약 한 달간의 발사 기간을 가졌다. NASA는 우주선이 수성에 도착했을 때 영상 촬영 조건을 최적화하기 위해 11월 3일을 발사일로 선택했다.[1]
1973년 11월 3일 17:45 (UTC)에 ''매리너 10호''를 탑재한 아틀라스-켄타우루스가 SLC-36B 발사대에서 발사되었다. 아틀라스 단계는 약 4분 동안 연소된 후 분리되었고, 켄타우루스 단계가 추가로 5분 동안 작동하여 ''매리너 10호''를 주차 궤도로 추진했다. 임시 궤도는 우주선을 지구 주위의 3분의 1 지점까지 이동시켰다. 이 기동은 켄타우루스 엔진의 두 번째 연소를 위한 정확한 지점에 도달하기 위해 필요했으며, 이는 ''매리너 10호''를 금성으로 향하는 궤도에 올려놓았다. 그런 다음 탐사선은 로켓에서 분리되었고, 그 후 켄타우루스 단계는 미래의 충돌 가능성을 피하기 위해 궤도를 변경했다. 행성 임무가 발사 중 두 번의 분리된 로켓 연소에 의존한 적은 없었으며, ''매리너 10호''의 경우에도 과학자들은 처음에 이 기동을 너무 위험하다고 생각했다.
비행 첫 주 동안 ''매리너 10호'' 카메라 시스템은 파노라마 사진으로 지구 5장과 달 6장을 촬영하여 테스트되었다. 또한 이전에는 촬영이 미흡했던 달의 북극 지역 사진도 얻었다. 이 사진들은 지도 제작자들이 달 지도를 업데이트하고 달 좌표계를 개선하는 데 기반을 제공했다.
4. 2. 금성으로의 항해
''매리너 10호''의 금성으로의 3개월 간 항해는 기술적인 오작동으로 가득했다. 이는 미션 통제실을 긴장시켰다.[1] 도나 셜리는 "우리는 다음 단계와 다음 위기에 도달하기 위해 매리너 10호를 간신히 수리하는 것처럼 보였다."라며 팀의 좌절감을 표현했다. 1973년 11월 13일, 궤도 수정 기동 직후 스타 트래커가 우주선에서 떨어져 나온 밝은 페인트 조각에 고정되어 가이드 별인 카노푸스 추적에 실패했다. 자동 안전 프로토콜로 카노푸스는 복구되었지만, 페인트 조각 문제는 임무 내내 재발했다. 탑재된 컴퓨터는 예기치 않은 재설정을 겪어 시계 시퀀스와 하위 시스템을 재구성해야 했다. 항해 중 고이득 안테나에도 주기적인 문제가 발생했다. 1974년 1월 8일, 단락된 다이오드로 추정되는 오작동이 전력 하위 시스템에서 발생, 메인 부스터 조절기와 인버터가 고장나 우주선은 이중화된 조절기에 의존하게 되었다. 미션 계획자들은 동일한 문제가 이중화된 시스템에서 재발하여 우주선을 무력화시킬 수 있다고 우려했다.1974년 1월, ''매리너 10호''는 코후테크 혜성에 대한 자외선 관측을 수행했다. 1974년 1월 21일에는 또 다른 중간 궤도 수정이 이루어졌다. 1974년 2월 5일에는 금성에 5,768km까지 근접, 자외선 필터를 사용하여 금성의 갈고리 구름을 비롯한 대기를 촬영했다.
4. 3. 금성 플라이바이
1974년 2월 5일, 매리너 10호는 금성에 5768km까지 접근하여 통과했다. 이는 금성에 도달한 12번째 우주선이자, 금성에서 데이터를 전송받은 8번째 우주선이었다. 또한 금성의 이미지를 지구로 전송하는 데 성공한 최초의 임무였다. 6년 전 매리너 5호의 관측을 바탕으로 제작된 매리너 10호는 이전 임무와 달리 카메라를 탑재하고 있었다.매리너 10호는 금성의 밤에서 낮으로 전환되는 지점을 돌면서 카메라로 금성의 첫 이미지를 촬영했다. 이 이미지에서는 어둠 속 북극 상공에서 밝게 빛나는 구름의 호가 나타났다. 지구 엄폐 현상 동안에는 금성 대기를 통과하는 X-밴드 전파를 전송하여 구름 구조와 온도 데이터를 수집했다.
가시광선에서는 금성 구름층의 특징이 거의 없지만, 매리너 10호의 자외선 카메라 필터를 통해 다양한 구름의 세부 사항을 관측할 수 있었다. 지구 기반 자외선 관측에서도 이전부터 희미한 얼룩이 관측되었지만, 매리너 10호가 보여준 세부 사항은 대부분의 연구자들에게 놀라움을 안겨주었다. 매리너 10호는 1974년 2월 13일까지 금성 촬영을 계속하여 4,165장의 사진을 얻었으며, 이 사진들은 4일 주기로 회전하는 두껍고 뚜렷한 패턴의 대기를 보여주었다.
매리너 10호는 전파 과학 실험을 통해 대기 밀도, 압력, 온도를 측정하고, 자외선 분광기로 대기 구성 화학 물질을 식별했다. 그 결과, 대기가 상층과 하층으로 층상화되어 있음을 확인했다. 또한 자외선 사진을 통해 금성 대기의 소용돌이치는 구름을 연구하는 데 귀중한 정보를 제공했다. 특히 태양 부근 지역은 매우 활동적이고 불규칙했으며, 폭이 500km에 달하는 대류 세포들이 관찰되었다.
4. 4. 첫 번째 수성 플라이바이
1974년 3월 29일 UTC 20시 47분에 매리너 10호는 703km 거리에서 수성의 그림자 쪽으로 통과하며 첫 번째 수성 조우를 하였다.
매리너 10호는 수성 표면 사진을 촬영하여 지표면의 40%를 촬영하였다. 방사 온도계로 측정한 결과, 주간면의 지표 온도는 187℃, 야간면은 -183℃였다.
4. 5. 두 번째 수성 플라이바이
수성이 두 번 공전하는 동안 태양을 한 바퀴 돈 후, '''매리너 10호'''는 1974년 9월 21일에 다시 수성을 통과했으며, 남반구 상공 48069km 지점에서 더 멀리 떨어진 거리를 유지했다.4. 6. 세 번째 수성 플라이바이
1975년 3월 16일, 매리너 10호는 수성에 세 번째이자 마지막으로 접근하여 북극 상공을 327km 거리에서 통과했다.이때 수성 표면 사진을 촬영하여 지표면의 40%를 촬영하는 데 성공했다.
5. 임무 종료
매리너 10호는 자세 제어용 가스가 거의 소진되자 다시 태양 궤도를 돌기 시작했다. 1975년 3월 24일까지 기술 테스트가 계속되었으나, 질소 공급이 완전히 고갈되면서 계획되지 않은 피치 턴이 시작되었다. 이에 즉시 우주선 송신기를 끄라는 명령이 내려졌고, 지구로의 무선 신호는 중단되었다.
매리너 10호는 전자 장치가 태양 방사선에 의해 손상되었을 가능성이 있지만, 여전히 태양 궤도를 돌고 있을 것으로 추정된다. 매리너 10호는 전송 중단 이후 지구에서 관측되거나 추적되지 않았다. 궤도를 돌지 않는 유일한 경우는 소행성과 충돌했거나, 큰 천체와 근접 조우하여 중력 섭동을 겪었을 경우일 것이다.
6. 발견
매리너 10호는 금성을 스윙바이하면서 대기를 촬영하고, 수성 근방을 통과하며 최소 300km에서 최대 50000km까지 접근하여 탐사했다. 방사 온도계를 이용하여 수성의 온도를 측정하는 데 성공했다.
매리너 10호는 금성에서 회전하는 구름과 매우 약한 자기장을 발견했다. 근자외선 필터를 사용하여 금성의 세브론 구름을 촬영하고 대기 연구를 수행했다.
수성을 세 번 지나가면서 궤도 문제로 인해 수성 표면의 40~45%만 지도화할 수 있었지만, 달과 유사한 표면을 가진 것으로 확인되었다. 이는 기존에 망원경 관측으로는 알기 어려웠던 수성에 대한 이해를 크게 높였다.
또한 수성이 주로 헬륨으로 구성된 얇은 대기와 자기장 및 철이 풍부한 거대한 핵을 가지고 있음을 발견했다. 방사계 측정 결과 수성의 야간 온도는 -183°C이고 최대 주간 온도는 187°C인 것으로 나타났다.
6. 1. 금성
1974년 2월 5일, 매리너 10호는 금성에 5768km까지 근접하여 자외선 필터를 사용해 세브론 구름을 촬영했다. 이는 금성에 도달한 열두 번째 우주선이자, 금성에서 데이터를 반환한 여덟 번째 우주선이었으며, 지구로 금성의 이미지를 방송하는 데 성공한 최초의 임무였다.매리너 10호는 금성 비행 중 회전하는 구름과 매우 약한 자기장의 증거를 발견했다. 4,165장의 사진을 통해 4일마다 한 번씩 완전한 회전을 하는 두껍고 뚜렷한 패턴의 대기를 포착했다. 전파 과학 실험을 통해 대기 밀도, 압력, 온도를 계산했으며, 56km, 61km, 63km, 81km 고도에서 역전 현상을 발견했다. 자외선 분광기는 금성의 대기를 구성하는 화학 물질을 식별했고, 상층 대기에서 원자 산소 농도가 증가한 것을 통해 대기가 층상화되어 있음을 보여주었다.
임무 연구자들은 촬영한 구름의 특징이 성층권과 상부 대류권에 위치하고 응축에 의해 생성되었으며, 어둡고 밝은 특징의 대비는 구름의 자외선 흡수율 차이 때문이라고 결론지었다. 태양 부근 지역은 매우 활동적이고 불규칙했으며, 대류에 의해 들어 올려진 공기의 "세포"는 각각 폭이 500km에 달하며, 몇 시간 안에 형성되고 소멸되는 것이 관찰되었다.
6. 2. 수성
매리너 10호는 세 차례 수성에 접근하여 달과 유사한 표면을 가진 수성의 모습을 2,800장 이상 촬영, 수성 표면의 40~45%를 지도화했다. 이는 망원경 관측으로 알 수 없었던 수성에 대한 이해를 크게 높였다. 지도화된 지역에는 셰익스피어, 베토벤, 카이퍼, 미켈란젤로, 톨스토이, 디스커버리 사변형의 대부분 또는 전체, 바흐와 빅토리아 사변형의 절반, 솔리투도 페르세포네스(후에 네루다), 리구리아(후에 라디트라디), 보레알리스 사변형의 작은 부분이 포함되었다.매리너 10호는 수성이 주로 헬륨으로 구성된 얇은 대기, 자기장, 철이 풍부한 거대한 핵을 가지고 있음을 발견했다. 방사계 측정 결과 수성의 밤 온도는 -183°C, 낮 온도는 최대 187°C로 나타났다.
1974년 3월 29일, 9월 21일, 1975년 3월 16일에 수성 근방을 통과하며 703km, 48,070km, 327km까지 접근했다. 이때 수성 표면 사진을 촬영하여 지표면의 40%를 촬영하고, 방사 온도계로 낮에는 187°C, 밤에는 -183°C임을 확인했다.
7. 매리너 10호 기념
1975년, 미국 우체국은 ''매리너 10호'' 우주 탐사선을 기념하는 기념 우표를 발행했다. 10센트짜리 ''매리너 10호'' 기념 우표는 1975년 4월 4일 캘리포니아주 패서디나에서 발행되었다.
8. 장비 (일본어 문서 기반)
- 고감도 안테나
- 태양 전지 패널
- 자력계
- 자외선 분광기
9. 제원 (일본어 문서 기반)
質量일본어는 약 500kg이다.
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