찬드라얀 계획

2. 역사

1999년 인도 과학 아카데미(IAS) 회의에서 달 과학 임무 아이디어가 처음 제기되었고, 2000년 인도 우주 협회(ASI)에서 추진되었다.^[6] 2003년 8월 15일, 아탈 비하리 바지페이 총리가 프로젝트를 발표했고,^[8][9] 같은 해 11월, 정부는 찬드라얀 1호 프로젝트를 승인했다.^[10] A.P.J. 압둘 칼람 대통령의 제안으로 달 충돌 탐사선(MIP)이 추가되었다.^[11]

찬드라얀 1호 임무 성공 후, 후속 임무인 찬드라얀 2호가 계획되었다.^[19][20] 초기에는 미국과의 협력도 제안되었으나,^[21] 2007년 인도우주연구기구(ISRO)와 러시아 로스코스모스 간 협약이 체결되었다.^[22] ISRO는 프라그얀 로버 발사, 궤도 진입 및 배치를, 로스코스모스는 착륙선을 제공하기로 했다.^[23] 그러나 포보스-그룬트 임무 실패와 기술 문제로 러시아가 착륙선 개발을 지연시키면서, 인도는 이 프로젝트를 자체 수행하기로 결정했다.^[26][27]

러시아와 합의가 무산되면서, 인도는 찬드라얀 2호 착륙선 기술 개발을 포함한 프로젝트 전체를 자체 진행했다. 찰라케레에 달 착륙지 모방 장소를 만들어 착륙선과 로버 전자 장치를 테스트했다.^[29] 2018년 JAXA와 달 극지 탐사 미션(LUPEX) 타당성 조사 계약을 체결, 연착륙 기술 시연 필요성이 커졌다.^[31][32] 여러 설계 변경과 지연 끝에, 2019년 7월 22일 찬드라얀 2호가 발사되었으나,^[36] 2019년 9월 6일 착륙선 비크람 추락으로 실패했다.^[37]

찬드라얀 2호 부분 실패를 보완하고, 달 극지 탐사 미션에 필요한 착륙 기술 확보를 위해 찬드라얀 3호 임무가 제안되었다. 추진 모듈, 착륙선, 로버를 포함하는 찬드라얀 3호는 2023년 7월 14일 성공적으로 발사되었고,^[51] 2023년 8월 23일 착륙선 '비크람'이 달 남극 지역에 성공적으로 연착륙했다.^[52]

2. 1. 첫 번째 임무 (찬드라얀 1호)

2. 2. 두 번째 임무 (찬드라얀 2호)

• '''궤도선''': 총 중량 2379kg에 8개의 과학 장비를 탑재했다.^[64] 찬드라얀 1호의 장비를 업그레이드한 지형 매핑 카메라 2 (TMC-2)와 찬드라얀 2호 대기 성분 탐사기 2 (ChACE-2)가 탑재되었다. 특히 궤도선 고해상도 카메라(OHRC)는 25cm의 공간 해상도로 당시 달 궤도에서 가장 진보된 카메라였다.^[68] 현재 찬드라얀 1호가 발견한 용암 동굴과 동굴을 연구하고 있다.^[69]

• '''비크람 착륙선''': 27kg의 프라그얀 로버를 탑재하여 총 중량은 1471kg이었다.^[76] 자세 제어를 위해 8개의 58N 추력기와 5개의 800N 액체 주 엔진을 장착했으며,^[77] 최대 12° 경사면에서도 안전하게 착륙할 수 있도록 설계되었다.^[78] 달의 지진 활동, 표면 온도, 표면 플라즈마 밀도 및 변화를 측정하기 위한 4개의 탑재체를 실었다.

• '''프라그얀 로버''': 착륙 지점 근처의 원소 조성과 풍부도를 결정하기 위한 두 개의 과학 탑재체를 탑재했다.^[64] 1cm/s의 속도로 최대 500m까지 주행할 수 있도록 설계되었으며, 방사성 동위원소 히터 유닛(RHU) 없이 태양광에 의존하여 한 달 동안 작동할 것으로 예상되었다.^[93]

2. 2. 1. 러시아 협력 및 철회

2. 2. 2. 착륙선 자체 개발

2. 2. 3. 비행

2. 3. 세 번째 임무 (찬드라얀 3호)

2. 3. 1. 개발

2. 3. 2. 성공적인 연착륙

3. 우주선

찬드라얀 계획은 달 충돌 탐사선(MIP), 궤도선(찬드라얀 1호, 2호, 3호), 착륙선 비크람, 프라그얀 로버와 같은 로봇 탐사선으로 구성된다.

3. 1. 충돌체: 달 충돌 탐사선 (MIP)

달 충돌 탐사선(MIP)은 무게가 35kg이며, 예상 작동 시간은 25분이었다. 이 탐사선은 미래의 연착륙 임무를 위한 기술 검증에 사용될 고도 데이터를 기록하기 위한 레이더 고도계, 달 표면의 근접 사진을 촬영하기 위한 영상 시스템, 그리고 달의 희박한 대기를 연구하기 위한 질량 분석기를 탑재했다.^[54] 2008년 11월 12일, 달 충돌 탐사선은 궤도선에서 분리되어 달 남극 근처의 섀클턴 크레이터에 충돌했다.^[16] 하강하는 동안 탐사선의 찬드라 고도 구성 탐사기(CHACE) 장비는 물의 존재를 감지했다.^[17]

찬드라 고도 구성 탐사기(CHACE)는 질량 분광법을 통해 희미한 달 외기권의 구성을 연구하기 위해 개발된 질량 분석기였다. MIP는 2008년 11월 12일 찬드라얀-1 궤도선에서 분리되어 달 표면으로 하강하면서 표준 원자량 18인 분자, 즉 물의 명확한 존재를 감지했다. 이온화된 물 분자(H₂O⁺)와 그 조각들(예: H⁺ 및 OH⁺ 이온)이 ChACE에 의해 감지되었다.

3. 2. 궤도선

찬드라얀 1호, 찬드라얀 2호, 찬드라얀 3호는 각각 궤도선을 포함하여 발사되었다. 각 궤도선의 특징과 역할은 다음과 같다.

궤도선	발사일	무게	주요 특징 및 역할	임무 종료
찬드라얀 1호	2008년 10월 22일	1380kg		2009년 8월 28일 (통신 두절)
찬드라얀 2호	2019년 7월 14일	2379kg		현재 운용 중
찬드라얀 3호	2023년 7월 14일	-		2024년 8월 22일

3. 2. 1. 찬드라얀 1호

찬드라얀 1호는 2008년 10월 22일 PSLV-XL에 실려 발사되었으며, 무게는 1380kg이었다. 달 충돌 탐사선(MIP)을 포함하는 태양광 큐보이드 궤도선으로, 주간에는 단면 태양 전지판으로 전력을 공급받고 야간에는 리튬 이온 배터리로 지원받았다. 우주선의 자세는 두 개의 항성 센서, 자이로스코프 및 네 개의 반작용 휠을 사용하여 3축 안정화 방법으로 제어되었다. 과학 데이터 전송은 X 대역 주파수에서 수행되었고, 원격 측정 추적은 S 대역 주파수에서 수행되었다.

데이터 저장을 위해 두 개의 솔리드 스테이트 레코더(SSR)가 사용되었다. SSR-1은 과학 데이터 전용으로 32GB 용량을, SSR-2는 나머지 과학 데이터 및 자세 정보에 8GB 용량을 가졌다. 탑재된 미국의 과학 탑재체인 달 광물학 매퍼는 10GB 용량의 자체 SSR을 가지고 있었다.^[55]

2008년 11월 8일, 궤도선-충돌체 복합체는 달의 중력권에 진입했다. 궤도 감소 기동 후, 100km의 타원형 극궤도에 도달했으며, 11개의 과학 탑재체 중 공간 해상도가 5m인^[56] 지형 매핑 카메라(TMC)와 방사선량 감시 장치(RADOM)가 작동을 시작했다.^[15][57] MIP 배치 후, 나머지 9개의 과학 기기가 작동을 시작했다.^[58]

2008년 11월 25일, 달 궤도 진입 후 몇 주 만에 궤도선의 온도가 태양과 달로부터 동일한 양의 열을 받으면서(달의 알베도로 인해) 50°C까지 상승했다. 온도를 낮추고 탑재 기기의 손상을 방지하기 위해 우주선 20도 회전, 임무 컴퓨터 종료, 궤도 200km로 증가 등과 같은 노력이 이루어졌다.^[59]

1년 후, 과열 문제로 우주선의 자세를 유지하는 항성 센서가 손상되어 임무 종료의 원인이 되었다. 자세는 임시 방편으로 자이로스코프의 도움으로 간신히 유지되었고, 2009년 8월 28일 통신이 두절되면서 임무가 종료되었다. 이는 예정된 기간보다 1년이나 앞당겨진 것이었지만, 임무는 의도된 작업의 95%가 성공적인 것으로 분석되었다.^[60][61]

3. 2. 2. 찬드라얀 2호

찬드라얀 2호는 찬드라얀 계획의 두 번째 임무로, 궤도선, 착륙선, 로버로 구성되었다. 이 임무의 주요 목표는 달 표면에 연착륙하여 로버를 작동시키고, 달 표면, 달의 외기권, 광물, 얼음 물을 연구하는 것이었다.^[62][63] 찬드라얀 1호 궤도선의 실패 이후, 찬드라얀 2호 궤도선은 인도우주연구기구(ISRO)가 최신 카메라와 기기를 사용하여 과학 연구를 수행할 수 있게 했다.

찬드라얀 2호 복합체(궤도선, 착륙선, 로버)의 총 중량은 3850kg였으며, 궤도선은 2379kg이었다. 궤도선에는 8개의 과학 기기가 탑재되었는데, 그 중 지형 매핑 카메라 2(TMC-2)와 찬드라얀 2호 대기 성분 탐사기 2(ChACE-2)는 각각 찬드라얀 1호 궤도선과 달 충돌 탐사선에 탑재된 지형 매핑 카메라(TMC)와 찬드라 대기 성분 탐사기(CHACE)의 업그레이드 버전이었다.^[64]

찬드라얀 2호는 2019년 7월 14일에 발사되었고,^[36] 2019년 8월 20일에 달 궤도에 진입했다.^[65] 5번의 궤도 감축 기동 후, 127km의 거의 원형 궤도에 도달했으며,^[66] 2019년 9월 2일에 비크람 착륙선이 분리되었다.^[67] 비크람의 추락으로 궤도선은 임무의 유일한 성공적인 부분이 되었으며, 임무 기간은 1년에서 7년 반으로 연장되었다. 궤도선 고해상도 카메라(OHRC)는 당시 찬드라얀 1호 궤도선의 1m 해상도보다 4배 높은 25cm의 공간 해상도를 가진 달 궤도에서 가장 진보된 카메라였다. 궤도선은 현재 찬드라얀 1호 궤도선이 발견한 용암 동굴과 동굴을 연구하고 있다.^[68][69]

3. 2. 3. 찬드라얀 3호

찬드라얀 2호 궤도선이 이미 가동 중이었기 때문에, 찬드라얀 3호의 궤도선은 단일 탑재체(SHAPE, 거주 가능 행성 지구의 분광 편광법)를 탑재했으며, 주요 목적은 ''비크람''을 달까지 운반하기 위한 추진 모듈 역할을 하는 것이었다. SHAPE 탑재체는 지구 대기를 원거리에서 연구하기 위해 개발되었으며, 이는 유사한 기술을 사용하는 외계 행성의 대기 연구에 도움이 될 것이다.^[70]

찬드라얀 3호는 2023년 7월 14일 LVM3에 실려 발사되었고,^[71] 2023년 8월 16일, 복합체는 113km의 최종 달 궤도에 도달했다.^[72] 하루 뒤, 궤도선은 착륙선에서 분리되어 SHAPE와 함께 독립적인 작동을 시작했다.^[73] 찬드라얀 3호의 추진 모듈(PM)로도 알려진 궤도선은 달 궤도에서 지구 궤도로 이동했다.^[74]

원래 계획은 궤도선의 임무 수명 동안 약 3개월 동안 SHAPE를 작동시키는 것이었지만, LVM3에 의한 정확한 저지구 궤도 진입과 최적의 지구/달 연소 기동으로 인해 달 궤도에서 한 달 이상 운용 후 궤도선에 100kg 이상의 연료가 남게 되었다. 미래의 달 임무를 위한 추가 정보를 얻고 샘플 반환 임무를 위한 임무 운영 전략을 시연하기 위해 사용 가능한 연료를 사용하기로 결정했다. 지구 관측을 위해 SHAPE 탑재체를 계속 사용하기 위해 궤도선을 적절한 지구 궤도로 재진입시키기로 결정했다. 이 임무 계획은 궤도선이 달 표면에 충돌하거나 36000km의 지구 정지 궤도 벨트 또는 그 아래 궤도에 진입하는 것을 방지하는 것과 같은 충돌 회피를 고려하여 수립되었다. 예상 연료 가용성과 정지 궤도 우주선의 안전을 고려하여, 2023년 10월을 목표로 최적의 지구 귀환 궤적이 설계되었다.^[74] 2024년 8월 22일까지 운용되었다.^[75]

3. 3. 착륙선

찬드라얀 계획의 착륙선은 ''비크람''(विक्रम|비크람^sa)으로 명명되었으며, 내부에 27kg 무게의 로버 ''프라그얀''을 탑재하여 총 1471kg의 무게였다.^[76] ''비크람''은 자세 제어를 위해 8개의 58N 추력기와 ISRO의 400N 액체 원지점 모터에서 파생된 5개의 800N 액체 주 엔진을 장착했으며,^[77] 최대 12°의 경사면에서도 안전하게 착륙할 수 있도록 설계되었다.^[78]

인도우주연구기구(ISRO)는 직경 10m에 깊이 3m인 크레이터가 있는 찰라케레에 찬드라얀 2호의 달 착륙지를 모방한 장소를 만들어 착륙선과 로버의 전자 장치를 테스트했다.^[29]

2019년 7월 22일, 찬드라얀 2호는 LVM3 로켓에 실려 발사되었으나,^[36] 2019년 9월 6일, 달 표면 착륙 중 착륙선이 추락하면서 통신이 두절되었다. K. 시반 당시 ISRO 의장에 따르면, 착륙선은 표면 2.1km 상공까지 예상대로 작동했으나, 이후 의도한 궤도에서 벗어나기 시작했다.^[37]

찬드라얀 2호의 실패 이후, 찬드라얀 3호는 2023년 7월 14일에 발사되어 2023년 8월 23일에 달 남극 지역에 성공적으로 연착륙했다.^[51][52]

3. 3. 1. 비크람 (찬드라얀 2호)

विक्रम|비크람^sa 착륙선은 내부에 27kg 무게의 프라그얀 로버를 탑재하여 총 무게는 1471kg이었다.^[76] 비크람은 자세 제어를 위해 8개의 58N 추력기와 ISRO의 400N 액체 원지점 모터에서 파생된 5개의 800N 액체 주 엔진을 장착했으며,^[77] 최대 12°의 경사면에서도 안전하게 착륙할 수 있도록 설계되었다.^[78] 달의 지진 활동을 연구하고, 달의 표면 온도를 측정하며, 달 표면 플라즈마의 밀도와 변화를 측정하기 위해(랑뮤어 탐침 사용) 4개의 탑재체를 실었다.

두 번의 궤도 강하 기동 후, 비크람은 95km의 최종 궤도에 도달했으며, 2019년 9월 7일에 동력 강하 단계가 시작되었다. 강하 및 착륙 동안, 탑재 컴퓨터가 착륙선을 완벽하게 제어했다.^[79] 초기 강하 및 중요한 제동 절차는 의도한 대로 진행되었지만, 고도 2.1km에 도달했을 때, 착륙선은 궤도를 벗어나 충돌 착륙 후 미션 통제소와의 연락이 두절되었다.^[80] 분석 결과, 주 엔진의 추력이 정상보다 높았고, 이는 시간이 지남에 따라 오류가 누적되는 결과를 초래했으며, 이는 탑재 컴퓨터의 안전 제한으로 인해 착륙선이 빠른 속도로 자세를 변경할 수 없었음을 의미했다. 주 엔진의 조잡한 스로틀링, 미션 잔여 시간 계산 오류, 500 x 500m의 작은 착륙 지점이 실패의 다른 원인으로 지목되었다.^[81][82]

3. 3. 2. 비크람 (찬드라얀 3호)

찬드라얀 3호의 ''비크람'' 착륙선은 이전 모델의 추락 후 주요 변경 사항을 거쳤다.^[83][85] 800N의 추력을 제공하고 선회 속도 변경 기능을 갖춘 4개의 주 엔진을 장착했다. 이전에는 중앙에 장착된 다섯 번째 엔진에 이러한 기능이 없었다. 이를 통해 착륙선은 강하의 모든 단계에서 자세와 추력을 제어할 수 있었다. 자세 보정 속도 또한 찬드라얀 2호의 10°/s에서 찬드라얀 3호에서 25°/s로 증가했다. 세 방향 모두에서 자세 측정을 가능하게 하는 추가적인 레이저 도플러 속도계가 장착되었다.^[84][85] 충격 다리는 찬드라얀 2호에 비해 더 크고 강하게 제작되었다. 찬드라얀 2호에 탑재된 OHRC는 임무에 10km² 착륙 구역이 있는 확장된 착륙 지점을 가질 수 있도록 했다. 착륙선은 구조적 강성을 개선하는 데 도움이 되는 헬리콥터 낙하 테스트를 포함한 여러 테스트를 거쳤다. 강하 및 착륙 중 실패 시, 착륙선의 생존 가능성을 높이기 위해 여러 비상 시스템이 추가되었다. 착륙 구역은 이전 임무와 동일하며,^[86] 새로운 지점의 면적은 이전 500m에서 4km로 확장되었다. 새로운 '실패 기반' 접근 방식의 다른 주요 변경 사항으로는 다섯 번째 엔진 제거, 연료 용량 증가, 수직 속도 성분 증가 및 기타 소프트웨어 변경이 있었다.^[87]

2023년 8월 23일, 이전에 궤도 강하 연소를 통해 궤도를 까지 줄인 착륙선은^[88] 30km에서 페리셀렌에 근접한 후 4개의 엔진을 모두 사용하여 강하를 시작했다. 전력 강하 약 11분 후, 착륙선은 마지막 수직 강하 단계를 위해 자세를 수직 위치로 변경하기 전에 7.5km의 고도를 10초 동안 유지했다. 그 후 4개의 엔진 중 2개를 사용하여 강하 속도를 150m로 늦춘 다음 약 30초 동안 두 번 호버링한 후 선택된 최적 지점에 착륙했다.^[89]

2023년 9월 3일, ISRO는 ''비크람''을 수면 모드로 전환하기 전에 엔진을 점화하여 달 표면에서 호핑을 수행하여 다시 착륙하기 전에 40cm 수직 및 측면으로 이동했다. 이 호핑 실험은 ISRO가 수행한 가장 중요한 테스트로 입증되었으며, 데이터는 향후 프로그램 하의 샘플 반환 임무에 도움이 될 것이다. ISRO는 또한 지구 밖 표면에서 최초의 수직 이착륙을 수행하는 독특한 기록을 달성했다.^[90][91][92]

3. 4. 로버

찬드라얀 계획은 달 충돌 탐사선(MIP), 궤도선인 찬드라얀 1호와 2호, 착륙선 비크람, 로버 프라그얀과 같은 로봇 탐사선으로 구성된다.

3. 4. 1. 프라그얀 (찬드라얀 2호)

''프라그얀''은 착륙 지점 근처의 원소 조성과 그 풍부도를 측정하기 위한 두 개의 과학 탑재체를 갖추고 있었다.^[64] 1cm/s의 속도로 움직이며 최대 500m까지 이동할 수 있도록 설계되었다. 방사성 동위원소 히터 유닛(RHU) 없이 전적으로 태양광에 의존했기 때문에 한 달 동안 작동할 것으로 예상되었다.^[93] ''비크람''의 추락으로 인해 작동이 중단되었다.

3. 4. 2. 프라그얀 (찬드라얀 3호)

찬드라얀 3호의 프라그얀 로버는 바퀴 왼쪽에 인도 문장, 오른쪽에 인도 국기를 새겨 레골리스에 자국이 남도록 한 것 외에는 이전 임무와 비교해 큰 변화가 없었다. 과학적 목표 또한 이전과 동일하게 유지되었다.^[94]

2023년 8월 23일, 비크람 착륙선의 연착륙 몇 시간 후, 프라그얀이 달 표면에 내려와 작동을 시작하기 위해 램프가 펼쳐졌다.^[94] 며칠 뒤, 장비가 켜지고 로버는 표면에서 8m를 이동하여 임무의 주요 목표를 달성했다.^[95] 2023년 9월 3일, 달의 밤이 다가오자 로버는 '수면 모드'로 전환되었다.

임무	탐사선	착륙 날짜	명칭	지역	좌표
찬드라얀 1호	달 충돌 탐사선	2008년 11월 14일	자와할 포인트	달 남극
찬드라얀 2호	Vikram	2019년 9월 6일	티랑가 포인트
찬드라얀 3호	Vikram	2023년 8월 23일	시브 샤크티 정거장		rowspan=2 |
	Pragyan

4. 과학

인도 우주 프로그램은 초창기에는 유인 우주 비행이나 외계 탐사 계획은 없었다. 그러나 인도우주연구기구(ISRO)가 PSLV 같은 위성을 제작하고 궤도 발사체를 개발하면서, 2000년대 초반 달 탐사 임무 가능성이 모색되었다.^[6] 이 로봇 탐사 프로그램은 인도 유인 우주 비행 프로그램의 전조로, 유인 임무 지원을 위해 유인 착륙 이후에도 계속될 예정이었다.^[7]

찬드라얀 계획은 특히 달의 물 발견으로 매우 성공적이다.^[17] 찬드라얀 1호는 예정보다 1년 일찍 연락이 두절되었지만, 찬드라얀 2호 궤도선은 궤도 고해상도 카메라(OHRC)를 통해 25cm 공간 해상도의 과학 데이터와 고해상도 이미지를 제공하며 2026년까지 작동할 것으로 예상된다.^[68][69] 찬드라얀 3호는 달 남극 지역에서 최초로 실험을 수행, 향후 유인 달 기지 건설 가능 지역 이해에 기여했다.^[96]

4. 1. 달의 물 발견

달에서의 물 존재는 오랜 기간 논쟁의 대상이었다. 1961년의 첫 연구에서는 냉각 트랩 밀도가 높은 극지방이 적도 지방보다 달 물 얼음 존재 가능성이 높다고 밝혔다.^[97] 아폴로 계획에서는 결정적인 증거를 찾지 못해 달 극지방 연구 필요성이 강조되었다. 극지방에 물 얼음이 있을 것으로 추정되었기 때문에, 달 남극에 달 충돌 탐사선(MIP)의 충돌 지점을 선택하여 달 대기에서 물 얼음에 대한 확실한 증거를 찾고자 했다.^[6]

찬드라의 고도별 구성(ChACE)은 찬드라얀 1호의 MIP에 탑재된 세 가지 과학 기기 중 하나로, 질량 분석기를 통해 희박한 달 외기권 구성을 연구했다. 2008년 11월 12일, MIP는 궤도선에서 분리되어 하강 중 표준 원자량 18인 물 분자를 감지했다. 이온화된 물 분자(H₂O⁺)와 그 조각들(H⁺, OH⁺)도 감지되었다.^[98] 3개월 후, 달 광물 지도 제작기(M³)도 물 존재를 확인했다. 달의 반사율 스펙트럼을 관찰, 1.0-2.5 μm 파장 영역에서 물 얼음 흡수 특징을 발견했다.^[98]

ChACE 프로파일은 남위 20°에서 극지방까지 물 분자 농도가 증가하다 남위 60-70°에서 최고조에 달한 후 감소함을 보였다. M³ 프로파일은 상호 보완적으로 남극 근처 달 물의 이중 증거를 확인했다. 지구 물 오염 가능성이 제기되었으나(ChACE는 모든 스펙트럼에서 물 감지),^[99] M³는 남극으로 향해 꾸준히 증가했고, ChACE는 남위 70° 이상에서 감소했다.^[99] 라마이옌가르 스리드하란은 물 얼음 승화가 온도 함수이며, ChACE 농도 증감과 M³의 얼음 형태 감지가 상호 보완적이라고 설명했다.^[100]

2018년, M³ 데이터는 하와이 대학교 슈아이 리 박사 연구팀에 의해 극지방 어두운 크레이터 달 물 연구에 사용되었다. 반사된 햇빛 흔적과 근적외선 빛 파장(1.0-2.5 μm) 분석으로 물 얼음 존재를 확인했다. 통계적 분석을 통해 무작위 이상 현상/오류 영향을 배제했다. 슈아이 리 박사는 "달 표면의 진정한 물 얼음 존재에 대한 가장 설득력 있는 증거"라고 말했다.^[101][102]

4. 2. 표면 특징

찬드라얀 1호의 주요 과학적 목표는 달 표면의 특징을 매핑하고 연구하는 것이었다.^[103] 임무 궤도선에 탑재된 지형 매핑 카메라(TMC)는 표면의 첫 번째 이미지를 획득했다. 2008년 10월 29일에 활성화된 이 카메라는 5m 해상도와 판크로매틱 밴드에서 40km 스와스(swath)를 가진 CMOS 카메라였다.^[103] TMC는 달 주위를 3,000번 궤도 비행하는 동안 70,000개 이상의 이미지를 캡처했다.^[103] 당시 다른 과학 임무들은 일반적으로 100m 해상도를 가졌지만, TMC의 많은 이미지는 5m의 선명한 해상도를 가져 달의 상세한 지도를 제작할 수 있었다.^[104]

TMC는 계곡과 용암 동굴을 매핑하던 중, 적도 근처(구체적으로 Oceanus Procellarum에서, 달 적도 위 Rima Galilaei라는 계곡 북쪽)에서 거대한 용암 동굴을 발견했다. 이 동굴은 길이가 약 2km이고 너비가 360m였다.^[105] 달 용암 동굴은 우주 방사선, 태양 방사선, 운석, 미소 운석 및 충돌로 인한 분출물로부터 자연적인 보호막 역할을 하므로, 미래 유인 기지를 위한 잠재적 거주지로 간주된다. 또한 달 표면의 극심한 온도 변화로부터 단열되어 있다.^[105]