주노 (우주선)

1. 개요

주노는 그리스 로마 신화의 이름을 따서 명명된 NASA의 목성 탐사선이다. 2011년 발사되어 2016년 목성 궤도에 진입했으며, 목성의 극궤도를 돌며 자기장, 중력장, 대기 조성을 조사하고 있다. 주노는 태양 전지판을 사용하여 전력을 공급받으며, 가니메데, 유로파, 이오 등 목성의 위성들을 근접 통과하며 탐사 임무를 수행했다. 당초 2018년 종료 예정이었으나, 여러 차례 임무가 연장되어 2025년 9월까지 임무를 수행할 예정이다.

2. 명칭

Juno^영어라는 이름은 그리스 로마 신화에서 유래했다. 주피터는 자신의 장난을 숨기기 위해 구름 장막을 치고 다녔고, 그의 아내인 여신 주노는 구름을 꿰뚫어보고 주피터의 본성을 드러낼 수 있었다.

NASA는 이 임무를 역어구문인 '주피터 근극 궤도선'으로 언급하기도 하지만, 프로젝트 자체는 이를 신화적 연관성을 가진 이름으로 일관되게 설명하며 약어가 아니다.

3. 역사

2005년 6월 9일, 주노는 뉴 프론티어 계획의 일환으로, 뉴 호라이즌스에 이어 두 번째로 채택된 목성 탐사 임무이다. 2000년대 초, 유로파 궤도선 계획이 취소되고, 대규모 목성 탐사 계획은 자금 문제로 유럽 우주국(ESA)의 목성 얼음 위성 탐사선(JUICE)으로 변경되는 등, 목성 탐사에 대한 열망은 있었으나 승인된 임무는 없었다.

주노는 2011년 8월 5일 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 아틀라스 V 로켓에 실려 발사되었다. 2013년 10월 9일, 지구 근접 비행을 통해 중력 도움을 받아 속도를 3.9km/s 이상 증가시켰다. 2016년 7월 5일, 목성 궤도에 성공적으로 진입하여 약 53.5일 주기의 타원형 극궤도를 돌기 시작했다.

이후 위성 근접 비행을 통해 궤도 주기를 변경했다. 2021년 6월 7일 가니메데 근접 비행으로 53일에서 43일로, 2022년 9월 29일 유로파 근접 통과로 43일에서 38일로, 2024년 2월 3일 이오 근접 통과로 33일로 단축되었다.

주노의 초기 극궤도는 목성의 방사선대와의 접촉을 최소화하도록 설계되었으며, 탐사선은 방사선 보호 장치를 통해 보호된다.

NASA는 당초 2018년 2월에 종료될 예정이었던 주노의 임무를 2021년 7월까지 연장 승인했다. 현재 주노는 운영 종료부터 데이터 분석을 포함한 임무 종료인 2022년까지 자금이 제공되어 주요 과학 목표를 달성할 수 있을 것으로 보인다.

3.1. 개발 배경

2005년 6월 9일, 주노는 뉴 프론티어 계획의 일환으로, 뉴 호라이즌스에 이어 두 번째로 채택된 목성 탐사 임무이다. 2000년대 초, 유로파 궤도선 계획이 취소되고, 대규모 목성 탐사 계획은 자금 문제로 유럽 우주국(ESA)의 목성 얼음 위성 탐사선(JUICE)으로 변경되는 등, 목성 탐사에 대한 열망은 있었으나 승인된 임무는 없었다.

3.2. 발사 및 궤도

주노는 2011년 8월 5일 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 아틀라스 V 로켓에 실려 발사되었다. 2013년 10월 9일, 지구 근접 비행을 통해 중력 도움을 받아 속도를 3.9km/s 이상 증가시켰다.

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2016년 7월 5일, 목성 궤도에 성공적으로 진입하여 약 53.5일 주기의 타원형 극궤도를 돌기 시작했다. 당초 14일 주기의 극궤도에 진입할 예정이었으나, 주 엔진 문제로 인해 53일 궤도에서 탐사를 진행했다.

이후 위성 근접 비행을 통해 궤도 주기를 변경했다. 2021년 6월 7일 가니메데 근접 비행을 통해 궤도 주기가 53일에서 43일로 단축되었고, 2022년 9월 29일 유로파 근접 통과로 43일에서 38일로, 2024년 2월 3일 이오 근접 통과로 33일로 단축되었다.

주노의 초기 극궤도는 목성의 방사선대와의 접촉을 최소화하도록 설계되었으며, 탐사선은 방사선 보호 장치를 통해 보호된다.

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📌 열 고정 해제

날짜 (협정 세계시)	사건
2011년 8월 5일, 16:25:00	발사
2012년 8월 5일, 06:57:00	경로 수정
2012년 9월 3일, 06:30:00
2013년 10월 9일, 06:30:00	속력 증가를 위해 지구 근접 통과 (126000km/h ~ 150000km/h)
2016년 7월 5일 02시 50분	목성에 도착 & 극 궤도에 진입 (1번째 궤도)
2016년 8월 27일 13시 44분	근목점 1
2016년 10월 19일, 18:10:53	근목점 2
2016년 12월 11일 17시 04분	근목점 3
2017년 2월 2일 12시 57분	근목점 4
2017년 3월 27일 08시 52분	근목점 5
2017년 5월 19일, 06:00:47	근목점 6
2017년 7월 11일, 01:54:42	근목점 7: 대적점 플라이오버
2017년 9월 1일, 21:48:50	근목점 8
2017년 10월 24일, 17:42:31	근목점 9
2017년 12월 16일, 17:56:59	근목점 10
2018년 2월 7일, 13:51:49	근목점 11
2018년 4월 1일, 09:45:57	근목점 12
2018년 5월 24일, 05:40:07	근목점 13
2018년 7월 16일, 05:17:38	근목점 14
2018년 9월 7일, 01:11:55	근목점 15
2018년 10월 29일, 21:06:15	근목점 16
2018년 12월 21일, 17:00:25	근목점 17
2019년 2월 12일, 16:19:48	근목점 18
2019년 4월 6일, 12:13:58	근목점 19
2019년 5월 29일, 08:08:13	근목점 20
2019년 7월 21일, 04:02:44	근목점 21
2019년 9월 12일, 03:40:47	근목점 22
2019년 11월 3일, 23:32:56	근목점 23
2019년 12월 26일, 16:58:59	근목점 24
2020년 2월 17일, 17:51:36	근목점 25
2020년 4월 10일, 14:24:34	근목점 26
2020년 6월 2일, 10:19:55	근목점 27
2020년 7월 25일, 06:15:21	근목점 28
2020년 9월 16일, 02:10:49	근목점 29
2020년 11월 8일, 01:49:39	근목점 30
2020년 12월 30일, 21:45:12	근목점 31
2021년 2월 21일, 17:40:31	근목점 32
2021년 4월 15일, 13:36:26	근목점 33
2021년 6월 7일, 09:32:03	근목점 34: 가니메데 근접 통과
2021년 7월 20일	근목점 35: 1차 확장 탐사 종료
2022년 9월 29일	근목점 45: 유로파 근접통과
2023년 12월 30일	근목점 57: 이오 근접통과
2024년 2월 3일	근목점 58: 이오 근접통과
2025년 9월	근목점 76: 2차 확장 탐사 종료

3.3. 임무 연장

주노는 당초 목성에서 37회의 궤도 비행을 마치고 2018년 2월에 종료될 예정이었지만, NASA는 2021년 7월까지 주노의 운영 기간 연장을 승인했다. 현재, 주노는 운영 종료부터 데이터 분석을 포함한 임무 종료인 2022년까지 자금이 제공되고 있으며, 이를 통해 주노는 주요 과학 목표를 달성할 수 있다.

4. 과학적 목표 및 성과

주노는 목성의 기원과 진화를 밝혀 태양계의 시작에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 하는 탐사선이다. 이를 위해 극궤도에 존재하는 성분, 중력장, 자기장을 조사하고, 목성 대기에 존재하는 물의 양, 바위 응어리 존재 여부, 행성의 질량 분포를 조사한다. 또한 시속 600km에 도달할 수 있는 목성의 대기를 조사한다.

주노의 초기 극궤도는 탐사선을 목성으로부터 약 4,200km까지 접근시키고, 칼리스토 궤도 너머 810만 km까지 멀리 나아가게 한다. 당초 주노는 20개월 동안 37회의 궤도를 완료할 것으로 예상되었으나, 엔진 문제로 인해 53일 궤도에 머무르며 2018년 7월까지 12회의 과학 궤도만 완료했다. 이후 NASA는 임무를 2021년 7월까지 연장했고, 2021년 1월에는 2025년 9월까지 다시 연장했다.

궤도는 목성의 방사선대와의 접촉을 최소화하기 위해 신중하게 계획되었으며, 탐사선은 두께 1cm의 티타늄 벽으로 구성된 "주노 방사선 금고"를 통해 전자 장비를 보호한다.

탐사선은 2016년 8월 26일에 목성의 첫 번째 근접 비행(근목점 1)을 완료하고 행성의 북극을 처음으로 촬영했다. 이후 몇 차례의 근목점 통과 과정에서 헬륨 밸브 문제, 안전 모드 전환 등의 문제가 발생하기도 했지만, 대체로 장비들이 정상 작동하며 데이터를 전송했다.

연장된 임무 기간 동안 주노는 목성의 내부 위성인 가니메데, 유로파, 이오를 조사하기 시작했다. 2021년 6월 7일에는 가니메데에 1038km까지 근접 비행했고, 2022년 9월 29일에는 유로파에 352km까지 접근했다. 2023년 12월 30일과 2024년 2월 3일에는 이오의 근접 비행을 통해 화산 활동 관측 데이터를 수집했다.

NASA는 당초 32바퀴 공전 후 주노를 목성 대기권에 진입시켜 궤도에서 이탈시킬 계획이었으나, 임무 기간을 2025년 9월까지 연장했다. 이는 행성 보호 지침에 따라 우주 잔해를 제거하고 오염 위험을 줄이기 위함이다.

4.1. 주요 목표

* 산소와 수소의 비율을 측정하여 목성의 물의 양을 효과적으로 측정하고, 이를 통해 목성의 형성과 태양계의 형성을 연결하는 주요 이론들을 구별하는 데 도움이 된다.
* 목성의 핵 질량을 더 정확하게 추정하여 목성의 형성과 태양계의 형성을 연결하는 주요 이론들을 구별하는 데 도움이 된다.
* 목성의 중력장을 정밀하게 매핑하여 목성 내부의 질량 분포, 구조 및 역학적 특성을 평가한다.
* 목성의 자기장을 정밀하게 매핑하여 자기장의 기원과 구조, 그리고 행성의 자기장이 생성되는 깊이를 평가한다. 이 실험은 과학자들이 다이나모 이론의 기본 물리학을 이해하는 데에도 도움이 된다.
* 모든 위도에서 100bar보다 훨씬 큰 압력까지 대기의 구성, 온도, 구조, 구름 불투명도 및 역학적 변화를 매핑한다.
* 목성의 극지방 자기권과 오로라의 3차원 구조를 특징짓고 탐구한다.
* 목성의 각운동량에 의해 발생하는 궤도 프레임 드래깅(프레임끌림), 즉 렌즈-티링 세차를 측정하고, 목성의 자전과 관련된 일반 상대성 이론 효과에 대한 새로운 검증을 수행할 수도 있다.

4.2. 주요 성과

주노 탐사선은 목성의 번개, 오로라, 자기장, 대기 등에 대한 새로운 정보를 수집하여 기존 이론을 수정했다. 목성 극지방 상공을 비행하면서 극지방에 존재하는 안정적인 소용돌이 무리의 영상을 촬영했다. 또한, 목성의 자기권이 불균일하고 혼란스럽다는 사실을 발견했다. 마이크로웨이브 방사계를 사용하여 목성에서 볼 수 있는 적색과 백색의 띠가 목성 대기 수백 킬로미터까지 확장되지만, 목성 내부는 고르게 혼합되어 있지 않다는 것을 알아냈다. 이는 목성이 이전에 생각했던 것처럼 단단한 핵이 아니라 암석과 금속성 수소 조각으로 이루어진 "흐릿한" 핵을 가지고 있다는 이론으로 이어졌다.

주노가 관측한 폭풍에 대한 결과는 폭풍이 예상보다 훨씬 더 높다는 것을 보여준다. 일부는 구름 꼭대기 아래 100km까지 확장되고, 대적점을 포함한 다른 폭풍은 350km 이상 확장된다. 새로운 결과는 소용돌이가 상층부에서는 온도가 높고 대기 밀도가 낮으며, 하층부에서는 온도가 낮고 밀도가 높다는 것을 보여준다. 반대 방향으로 회전하는 반시계방향 소용돌이는 상층부에서는 온도가 낮고 하층부에서는 온도가 높다.

2021년, 주노 탐사선이 지구와 소행성대 사이를 지날 때 태양 전지판 후면에서 주로 발생한 행성 간 먼지 충돌 빈도 분석 결과, 이 먼지(황도광을 일으키는 먼지)는 이전에 생각했던 것처럼 외태양계에서 온 혜성이나 소행성이 아니라 화성에서 온 것으로 나타났다.

2020년 4월, 주노는 추정 질량이 250~5000kg인 목성에 대한 운석 충돌을 감지했다.

5. 탐사 장비

주노 탐사선은 9개의 과학 장비를 통해 목성의 대기, 자기장, 중력장, 오로라 등 다양한 현상을 관측하여 목성의 형성과 진화 과정을 밝히는 과학적 목표를 달성하고 있다.

이 임무는 여러 기관 파트너의 참여로 수행되고 있으며, 고다드 우주비행센터(Goddard Space Flight Center)의 잭 코너니(Jack Connerney)가 기기 책임자로 활동했다.

5.1. 마이크로파 방사계 (MWR)

마이크로파 방출계는 탐사선 본체의 양쪽에 장착된 여섯 개의 안테나로 구성되어 있다. 이 안테나는 전자기파의 마이크로파 주파수 범위(600 MHz, 1.2 GHz, 2.4 GHz, 4.8 GHz, 9.6 GHz 및 22 GHz)에서 측정을 수행한다. 이 주파수들은 두꺼운 목성 대기를 통과할 수 있는 유일한 마이크로파 주파수이다. 이 방출계는 200bar의 압력 또는 500km 에서 600km 깊이까지 대기의 깊은 층에 있는 물과 암모니아의 양을 측정한다. 서로 다른 파장과 방출 각도의 조합을 통해 대기의 여러 수준에서 온도 프로파일을 얻을 수 있다. 수집된 데이터는 대기 순환의 깊이를 결정하는 데 사용된다. MWR은 목성 궤도 11까지 작동하도록 설계되었다.

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📌 열 고정 해제

명칭	이미지	영문 명칭 (약칭)	개요
마이크로파 방사계		Microwave radiometer (MWR)	MWR은 목성 대기의 구조와 움직임에 대한 데이터를 얻는 데 사용되는 장비이다. 또한 목성에 포함된 물의 양도 측정한다. 이 장비는 6개의 안테나로 구성되어 있으며, 각각 600MHz, 1.2, 2.4, 4.8, 9.6, 22 GHz의 주파수 대역에서 측정을 수행한다. 서로 다른 주파수의 마이크로파 방사를 측정함으로써 내부의 다양한 층을 조사할 수 있다.

5.2. 적외선 오로라 매퍼 (JIRAM)

JIRAM은 근적외선(2~5 μm) 영역에서 작동하는 분광계이자 매퍼로, 대기 상층부 50~70km 깊이(압력 5~7 bar)까지 조사한다. JIRAM은 풍부한 삼수소 양이온(H₃⁺)이 있는 영역에서 3.4 μm 파장의 오로라 영상을 제공하며, 목성 대기에서 방출되는 열을 측정하여 수증기 구름의 흐름을 확인한다. 또한 메탄, 수증기, 암모니아, 포스핀도 감지할 수 있다. JIRAM 장비는 방사선 저항 관련 요구 사항을 충족할 필요가 없었으며, 목성 8번째 궤도 통과까지 작동할 것으로 예상되었다. 이탈리아 국립 천체물리학 연구소(INAF)의 Alberto Adriani^영어가 주임 연구원이다.

PJ44 이후 JIRAM의 스핀 보정 거울이 고장 났지만, 장비는 작동 중이다.

JIRAM은 주노 탐사선에 탑재된 9개의 관측 장비 중 하나이다.

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📌 열 고정 해제

명칭	이미지	영문 명칭 (약칭)	개요
적외선 오로라 매핑 장치		Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM)	JIRAM은 목성의 오로라와 대기를 근접 거리에서 관측하기 위해 설계된 적외선 분광기이다. 지구의 57배에 달하는 기압인 구름 위에서 50 - 70 km 깊이의 대기를 탐사할 수 있다. 포스핀, 메탄, 암모니아, 물을 측정한다.

5.3. 자력계 (MAG)

자기장 측정기(Magnetometer, MAG)는 자기장 매핑, 목성 내부 역학 결정, 극지역 자기권의 3차원 구조 결정이라는 세 가지 목표를 가진다. 자기장 측정기 실험은 자기력선의 세기와 방향을 관찰하는 플럭스 게이트 자력계(FGM)와 자기장 측정기 센서의 방향을 모니터링하는 고급 항성 나침반(ASC)으로 구성된다. NASA 고다드 우주비행센터의 잭 코너니(Jack Connerney^영어)가 기기 책임자로 활동했다.

5.4. 중력 과학 (GS)

전파를 이용한 중력 측정의 목적은 목성 내부의 질량 분포 지도를 작성하는 것이다. 목성의 불균일한 질량 분포는 탐사선이 행성 표면에 가까이 접근할 때 궤도를 따라 중력의 미세한 변화를 유발한다. 이러한 중력 변화는 탐사선의 속도 변화를 초래한다. 전파 과학의 목적은 주노가 지구로 보내는 전파 방송에서 도플러 효과를 검출하는 것이다. Ka 대역과 X 대역은 태양풍이나 목성의 전리층과 관련된 방해를 최소화하여 연구를 수행할 수 있는 주파수 대역이다.

중력 측정 장치(GS)는 목성 중력장을 측정하여 목성의 내부 구조를 밝히는 장비이다. 목성 내부 구조의 변화는 목성의 중력장에 영향을 미친다. 또한 주노 궤도에도 변화를 일으키며, 목성에 가까워질수록 그 변화는 현저해진다. 이를 이용하여 주노는 지구와의 통신에서 지구에 송신한 신호와 지구로부터 받은 신호의 차이를 통해 중력을 측정한다. 지구와의 통신에는 X밴드와 Ka밴드가 사용된다.

5.5. 목성 오로라 분포 실험 (JADE)

목성 오로라 분포 실험(JADE)은 목성의 오로라에 존재하는 이온과 전자의 각 분포, 에너지 및 속도 벡터를 낮은 에너지(이온은 13 eV~20 keV, 전자는 200 eV~40 keV)에서 측정한다. JADE는 JEDI와 마찬가지로 상판의 세 방향에 전자 분석기를 설치하여 측정 주파수를 3배 높였다.

JADE는 목성 오로라를 생성하는 전자와 이온을 검출하는 센서이다. 목성 오로라를 생성하는 과정과 목성 자기권의 3차원 지도 작성에 활용된다. 4개의 센서로 구성되어 있으며, 그 중 3개는 주노 주변 공간의 전자를, 나머지 1개는 양전하를 띤 수소, 헬륨, 산소, 황 이온을 식별한다. 고에너지 대역을 측정하는 JEDI와 비교하여 JADE는 저에너지 대역에서 측정을 수행한다.

5.6. 목성 에너지 입자 검출기 (JEDI)

고에너지 입자 검출기 JEDI(Jovian Energetic Particle Detector Instrument)는 목성의 극지역 자기권에 존재하는 고에너지 이온(20 keV~1 MeV)과 전자(40~500 keV)의 각 분포와 속도 벡터를 측정한다. JEDI는 수소, 헬륨, 산소, 황과 같은 특정 이온을 연구하기 위해 동일한 세 개의 센서를 가지고 있다.

Jovian Energetic Particle Detector Instrument^영어 (JEDI)는 목성 특정 영역 내의 에너지, 각도, 이온의 종류(수소, 헬륨, 산소, 황)를 검출하는 장비이다. 마이크로 채널 플레이트와 포일층을 이용한 3개의 동일한 검출기로 구성되어 있다. 400 keV - 500 keV의 전자와 200 keV - 1000 keV의 이온을 검출할 수 있다.

5.7. 전파 및 플라스마파 센서 (Waves)

이 장비는 목성의 오로라 영역에서 전파 및 플라스마 스펙트럼을 측정하여 목성 전파 방출과 오로라 입자의 가속을 정의하는 오로라 전류 영역을 식별한다. 또한 목성 대기와 자기권 간의 상호 작용을 관찰한다. 이 장비는 전파와 플라스마파를 감지하는 두 개의 안테나로 구성된다. 주임 연구원은 아이오와 대학교의 윌리엄 커스이다.

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📌 열 고정 해제

명칭	영문 명칭 (약칭)	개요
전파 실험 장치	Waves	전파와 플라즈마파를 연구하기 위한 장비이다. 목성의 대기, 자기장, 자기권 간의 상호 작용을 밝히고 목성 오로라 발생 기전을 밝히도록 설계되었다. 50 Hz - 40 MHz의 무선 주파수, 50 Hz - 20 kHz까지의 자기장을 검출한다. 다이폴 안테나와 자기 검색 코일의 두 가지 주요 센서가 있다.

5.8. 자외선 분광기 (UVS)

자외선 분광기(UVS)는 우주선이 회전하는 동안 분광기 슬릿이 목성을 관측하는 시간 동안 검출된 자외선 광자의 파장, 위치 및 도착 시간을 기록하는 장비이다. 이 장비는 극지역 자기권의 자외선 오로라 방출의 스펙트럼 영상을 제공한다. 주임 연구원은 사우스웨스트 연구소의 G. 랜달 글래드스톤이다.

5.9. 주노캠 (JCM)

주노캠(JunoCam)은 교육 및 대중 참여를 위해 탑재된 가시광선 카메라/망원경이다. 처음에는 목성의 구름, 특히 극지방의 구름 역학 연구를 위해 활용되었다. 목성의 강력한 방사선과 자기장 때문에 2017년 9월에 끝나는 8회의 궤도까지만 작동할 것으로 예상되었으나, 2023년 10월 기준(55회 궤도)으로도 여전히 작동 중이다. 마이클 C. 멀린이 주노캠의 주임 연구원이며, 말린 우주과학 시스템에서 담당하고 있다.

주노캠은 주노에 탑재된 컬러 카메라로, 일반인을 주 대상으로 하며 주노 임무의 과학 장비에는 포함되지 않는다. 광각 카메라를 통해 픽셀당 최대 25km 해상도의 이미지를 촬영한다. 촬영된 이미지는 주노 임무 웹사이트에 공개되어 일반인이 직접 컬러 이미지로 가공할 수 있다. 목성을 둘러싼 고에너지 입자가 전자 장비에 손상을 줄 수 있다는 예상과 달리, 2020년 9월 현재까지도 작동하고 있다.

6. 운용 구성 요소

주노는 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG) 대신 태양전지판을 사용하여 목성 탐사 임무를 수행한 최초의 탐사선이다. 이전의 목성 탐사선들과 달리, 주노는 태양 에너지를 이용하여 비행한 탐사선 중 역사상 가장 먼 거리를 이동했다. 주노는 세 개의 태양전지판을 사용하며, 각 전지판은 크기가 2.7m x 8.9m에 달하고, 50m² 면적의 활성 셀을 제공한다. 지구에서는 12~14kW의 전력을 생산할 수 있지만, 목성에서는 약 486W만 생성되며, 방사선으로 인해 420W까지 감소할 것으로 예상된다.

통신은 NASA 심우주 통신망(DSN)의 안테나를 이용한 X 대역 직접 링크를 통해 이루어진다. 비행 컴퓨터는 약 50 Mbit/s의 계기 처리량을 제공하며, 중력 과학 하위 시스템은 X 대역과 Ka 대역 도플러 추적 및 자동 범위 측정을 사용한다. 통신 제약으로 인해 주노는 11일 주기의 각 궤도 동안 약 40 메가바이트의 주노캠 데이터만 반환할 수 있다.

주 엔진으로는 영국 무그(Moog Inc.)사에서 제작한 LEROS 1b 엔진을 사용하며, 하이드라진(hydrazine)과 사산화 이질소(nitrogen tetroxide)를 추진제로 사용한다. 목성 궤도 진입 및 궤도 기동에 사용 가능한 추진제 양은 1232kg이다. 또한, 자세 제어 및 궤적 수정을 위해 12개의 소형 추력기를 포함하는 모노프로펠런트 반응 제어 시스템(RCS)을 이용한다.

6.1. 태양 전지판

주노는 태양전지판을 사용하여 목성 탐사 임무를 수행한 최초의 탐사선이다. 이전의 파이오니어 10호, 파이오니어 11호, 보이저 계획, 율리시스, 카시니-하위헌스호, 뉴 허라이즌스, 그리고 갈릴레오 궤도선은 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)를 사용했다. 주노는 역사상 가장 먼 거리까지 태양 에너지를 이용하여 비행한 탐사선이기도 하다. 목성 궤도에 진입한 후 주노는 지구에서 받는 태양빛의 4%만을 받는다. 당시 플루토늄-238의 세계적인 부족과 지난 수십 년 동안 태양전지 기술의 발전으로 인해 태양으로부터 5천문단위 떨어진 곳에서 실용적인 크기의 태양전지판을 사용하는 것이 경제적으로 더 나은 선택이 되었다.

주노 우주선은 우주선 주위에 대칭적으로 배치된 세 개의 태양전지판을 사용한다. 지구 대기권을 통과한 직후, 이 전지판들이 배치되었다. 두 개의 전지판은 각각 네 개의 경첩이 달린 부분으로 구성되고, 세 번째 전지판은 세 개의 부분과 자력계로 구성되어 있다. 각 전지판은 2.7by이며, 50sqm의 활성 셀을 제공한다. 발사 당시 NASA 심우주 탐사선 중 가장 큰 규모였다.

만약 이 전지판들이 지구에서 작동하도록 최적화되었다면 12~14kW의 전력을 생산했을 것이다. 하지만 주노가 목성에 도착했을 때는 약 486W만 생성되었으며, 방사선으로 인해 셀이 열화됨에 따라 420W 근처로 감소할 것으로 예상된다.

6.2. 통신

주노는 순항 모드 중 몇몇 중요한 동작과 상태 보고를 위해 대역내 신호 전송("톤")을 사용하지만, 이는 자주 사용되지 않을 것으로 예상된다. 통신은 NASA 심우주 통신망(DSN)의 34m 및 70m 안테나를 이용한 X 대역 직접 링크를 통해 이루어진다. 주노 우주선의 명령 및 데이터 처리에는 약 50 Mbit/s의 계기 처리량을 제공할 수 있는 비행 컴퓨터가 포함되어 있다. 중력 과학 하위 시스템은 X 대역과 Ka 대역 도플러 추적 및 자동 범위 측정을 사용한다.

통신 제약으로 인해 주노는 11일 주기의 각 궤도 동안 약 40 메가바이트의 주노캠 데이터만 반환할 수 있으며, 사용되는 압축 수준에 따라 각 궤도 동안 캡처 및 전송되는 이미지 수는 10~100개 사이로 제한된다. 각 궤도에서 다운링크되는 전체 데이터 양은 훨씬 더 많으며 임무의 과학 장비에 사용된다. 주노캠은 대중 홍보를 위해 의도된 것이므로 과학 데이터보다 부차적이다. 이는 이전에 목성 궤도를 돌았던 갈릴레오 우주선 임무와 비슷하다. 갈릴레오는 고이득 안테나 고장으로 인해 초당 1000 비트(최대 압축 수준)의 느린 데이터 전송률에도 불구하고 수천 개의 이미지를 촬영했다.

통신 시스템은 중력 과학(Gravity Science) 실험의 일부로도 사용된다.

6.3. 추진

주노 탐사선은 주 엔진으로 영국 버킹엄셔 주 웨스콧(Westcott, Buckinghamshire)에 있는 무그(Moog Inc.)사에서 제작한 LEROS 1b 엔진을 사용하며, 과산화수소 추진제를 사용한다. 추진에는 약 2000kg의 하이드라진(hydrazine)과 사산화 이질소(nitrogen tetroxide)가 사용되며, 목성 궤도 진입 및 그 이후 궤도 기동에 사용 가능한 양은 1232kg이다. 엔진은 645N의 추력을 제공한다. 엔진 노즐은 탐사선 본체에 고정된 파편 방호막으로 덮여 있으며, 주요 연소에 사용된다. 탐사선의 자세 제어 및 궤적 수정 기동을 위해 주노는 4개의 엔진 모듈에 장착된 12개의 소형 추력기를 포함하는 모노프로펠런트 반응 제어 시스템(RCS)을 이용한다.

7. 기념 명판 및 미니피겨

주노 탐사선에는 갈릴레오 갈릴레이에게 헌정된 목성 기념 명판이 실려 있다. 이탈리아 우주국(ASI)이 제공한 이 명판은 7.1cm × 5.1cm 크기의 항공 우주 등급 알루미늄으로 만들어졌으며, 무게는 6g이다. 명판에는 갈릴레오의 초상화와 1610년 1월 그가 갈릴레이 위성으로 알려지게 될 천체들을 관측하며 직접 쓴 글이 새겨져 있다.

탐사선에는 갈릴레오 갈릴레이, 로마 신화의 주피터(Jupiter), 그의 배우자이자 여신인 주노(Juno)를 나타내는 레고 미니피겨 세 개도 실려 있다. 로마 신화에서 주피터는 자신의 장난을 숨기기 위해 구름 장막을 쳤고, 주노는 구름을 꿰뚫어 보고 주피터의 본성을 드러냈다. 주노 미니피겨는 진실을 찾는다는 의미로 확대경을, 주피터는 번개를 들고 있다. 갈릴레오 갈릴레이는 망원경을 가지고 있다. 이 미니피겨들은 NASA와 레고의 협력 프로그램으로, 어린이들의 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 분야에 대한 관심을 높이기 위해 제작되었다. 대부분의 레고 장난감은 플라스틱이지만, 이 미니피겨들은 극한 우주 환경을 견딜 수 있도록 특별히 알루미늄으로 제작되었다.

8. 타임라인

9. 갤러리

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