컨투어 (우주선)
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1. 개요
컨투어(CONTOUR)는 2002년 발사 예정이었던 혜성 탐사선으로, 존스 홉킨스 대학교 응용물리학 연구소에서 제작되었다. 팔각형 기둥 형태로 설계되었으며, 엥케 혜성, 슈바스만-바흐만-3 혜성, 달레스트 혜성 등 2개 이상의 혜성을 근접 비행하여 관측할 계획이었다. 2002년 7월 발사 후 지구 궤도를 이탈하여 혜성으로 향하는 과정에서 통신이 두절되었고, 이후 여러 조각으로 분해된 것이 확인되었다. 조사 결과, 고체 로켓 모터 연소 중의 플룸 가열로 인한 구조적 고장이 사고의 유력한 원인으로 추정되었으나, 정확한 원인은 밝혀지지 않았다.
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| 컨투어 (우주선) | |
|---|---|
| 미션 개요 | |
 | |
| 임무 유형 | 혜성 플라이바이 |
| 운영 기관 | NASA / APL |
| COSPAR ID | 2002-034A |
| SATCAT | 27457 |
| 웹사이트 | science.nasa.gov |
| 미션 기간 | 2002년 7월 3일 - 2002년 8월 15일 |
| 우주선 정보 | |
| 제조사 | APL |
| 발사 질량 | 398 kg |
| 크기 | 2.1 × 1.8 × 1.8 m |
| 전력 | 670 와트 |
| 발사 정보 | |
| 발사일 | 2002년 7월 3일 06:47:41 (UTC) |
| 발사 로켓 | 델타 II 7425–9.5, D-292 |
| 발사 장소 | 케이프커내버럴 SLC-17 |
| 발사 계약자 | 보잉 |
| 미션 종료 | |
| 폐기 방식 | 파괴됨 |
| 마지막 교신 | 2002년 8월 15일 |
| 탑재 장비 | |
| CIDA | Comet Impact Dust Analyzer (혜성 충돌 먼지 분석기) |
| CRISP | CONTOUR Remote Imager/Spectrograph (컨투어 원격 이미지/분광기) |
| CAI | CONTOUR Aft Imager (컨투어 후방 이미지) |
| NGIMS | Neutral Gas Ion Mass Spectrometer (중성 기체 이온 질량 분석기) |
| 프로그램 정보 | |
| 프로그램 | 디스커버리 계획 |
| 이전 미션 | 제네시스 |
| 다음 미션 | 메신저 |
2. 우주선 설계
컨투어 탐사선은 70kg의 하이드라진 연료와 377kg의 스타 30BP 추진기를 가지고 있었고, 합해서 775kg의 무게였다. 태양 전지는 태양으로부터 0.75~1.5 AU의 거리에서 작동하도록 설계되었다. 혜성과 만날 때에는 3축 안정화 방식으로 우주선의 회전을 멈추게 했고, 그 사이에는 스핀 안정화 방식으로 비행할 예정이었다.
명령, 자료 처리, 유도, 제어 컴퓨터는 몽구스-V 컴퓨터를 사용했다. 자료 및 사진, 영상은 3.3 기가바이트 고체 녹음기(600개의 그림 저장 가능)에 저장한 후, 100 킬로바이트/초의 속도를 지원하도록 설계된 직경 0.45 m 고이득 안테나를 통해 전송할 예정이었다.
탐사선에는 다음과 같은 네 가지 주요 과학 탐사 장비가 탑재되었다.
- 컨투어 원격 영상 분광기(CRISP)
- 컨투어 선미 사진기(CAI)
- 먼지 분석기(CIDA)
- 중립 기체 이온 질량 분석기(NGIMS)
2. 1. 구조
컨투어 탐사선은 존스 홉킨스 대학교 응용물리학 연구소에서 제작한 팔각형 각기둥 형태의 우주선이다. 높이는 2.1m, 길이는 1.8m이며, 발사 시 연료를 포함한 총 질량은 398kg이었다. 발사 단계에서 부착되었던 377kg 질량의 스타 30 부스터는 제외된 무게이다.
우주선 전면에는 스타더스트에 사용된 것과 유사한 25cm 휘플 실드가 장착되었다. 이 실드는 4겹의 넥스텔(nextel) 섬유와 7겹의 케블라로 설계되었으며, 엔케 혜성과 슈바스만-바흐만 3 혜성에 대한 각각 28.2 km/s와 14 km/s의 속도 비행을 견딜 수 있도록 제작되었다. 우주선은 혜성 핵에서 방출되는 수많은 입자에 노출될 예정이었기 때문이다.
임무 과학자들은 엔케 및 슈바스만-바흐만-3 조우 동안 우주선이 심각한 손상을 입지 않을 것으로 예측했지만, 실드와 그 시제품들은 우주선 제작 과정에서 활발하게 테스트되었다. 그 중 하나는 실드 시제품에 2단계 경가스총에서 가짜 나일론 입자를 발사하는 것이었다. 이전 테스트 결과는 임무 계획자들이 ''컨투어''가 임무 목표 혜성들을 안전하게 통과할 수 있는 거리를 결정하는 데 도움이 되었다.
우주선에 탑재된 4개의 과학 기기 중 3개는 이 실드 내부에 내장되었다.
- 컨투어 원격 영상 분광기(CRISP)
- 컨투어 선미 사진기(CAI)
- 먼지 분석기(CIDA)
- 중립 기체 이온 질량 분석기(NGIMS)
탐사선은 775kg의 무게였으며, 70kg의 하이드라진 연료와 377kg의 스타 30BP 추진기로 구성되었다. 태양 전지는 태양으로부터 0.75~1.5 AU의 거리에서 작동하도록 설계되었다. 자세 제어는 스핀 안정화와 3축 제어를 병용하였는데, 일반적으로는 스핀 안정화로 비행하고, 관측 시에는 3축 제어로 전환될 예정이었다.[4]
컨투어의 명령/자료 처리 및 유도/제어 컴퓨터는 몽구스-V 컴퓨터를 사용했다. 자료 및 사진, 영상은 3.3 기가바이트 고체 녹음기(600개의 그림 저장 가능)에 저장한 후, 100 킬로바이트/초의 속도를 지원하도록 설계된 직경 0.45 m 고이득 안테나를 통해 전송할 예정이었다.
2. 2. 전력 시스템
컨투어의 전력은 우주선에 장착된 태양 전지에서 공급되었으며, 측면과 후면을 덮어 최대 670 와트의 전력을 생성했다. 니켈-카드뮴 전지는 태양 전지 시스템이 고장나거나 우주선 또는 장비 작동에 충분한 전력을 제공하지 못하는 경우를 대비하여 최대 9 암페어시 동안 지속되도록 설계되어 우주선에 설치되었다. 태양 전지는 태양으로부터 0.75~1.5 AU의 거리에서 작동하도록 설계되었다.2. 3. 통신 및 데이터 처리
컨투어의 명령, 자료 처리 및 유도, 제어 컴퓨터는 몽구스-V 컴퓨터를 사용했다. 자료, 사진, 영상은 3.3 기가바이트 고체 녹음기(600개의 그림 저장 가능)에 저장한 후, 100 킬로바이트/초의 속도를 지원하도록 설계된 직경 0.45 m 고이득 안테나를 통해 전송할 예정이었다.[1]2. 4. 과학 장비
탐사선에는 다음과 같은 네 가지 주요 과학 탐사 장비가 탑재되어 있었다.[4]| 장비명 | 설명 |
|---|---|
| 컨투어 원격 영상 분광기(CRISP) | 혜성의 핵을 원격으로 촬영하고 분광 관측을 수행한다. |
| 컨투어 선미 사진기(CAI) | 혜성의 모습을 촬영한다. 컨투어 전방 영상기(CFI)라고도 불린다. |
| 먼지 분석기(CIDA) | 혜성과 충돌하는 먼지의 성분을 분석한다. |
| 중립 기체 이온 질량 분석기(NGIMS) | 혜성에서 방출되는 중성 기체와 이온의 질량을 분석한다. |
이 과학 장비들은 존스 홉킨스 대학교 응용물리학 연구소에서 제작되었으며, 이들을 통해 다음과 같은 관측을 수행할 계획이었다.[4]
- 4m 해상도로 핵 사진 촬영.
- 100-200m 해상도로 핵의 스펙트럼을 관측하여 표면의 조성을 조사.
- 핵에서 분출되는 먼지 및 가스를 측정.
- 혜성의 궤도를 정확하게 측정.[1]
3. 임무 계획
컨투어는 여러 혜성을 탐사하기 위해 계획된 우주선이었다. 2002년 7월 3일 케이프커내버럴 공군 기지에서 델타 II 로켓으로 발사되어 지구 궤도에 진입했다. 이후 2002년 8월 15일 지구 궤도를 벗어나 혜성으로 향하는 궤도에 진입하기 위해 스타 30 고체 로켓 분사를 실시했으나, 이 과정에서 탐사선과 통신이 두절되었다.
비록 탐사선과의 통신은 실패했지만, 원래 계획되었던 임무는 다음과 같다.
| 날짜 | 천체 | 비고 |
|---|---|---|
| 2003년 11월 12일 | 엥케 혜성 | 100km~160km 거리, 28.2 km/s 속도로 근접 비행 예정 |
| 2006년 6월 18일 | 슈바스만-바흐만 3 혜성 | 14 km/s 속도로 근접 비행 예정 |
| 2008년 8월 16일 | 다레스트 혜성 | 11.8 km/s 속도로 근접 비행 예정 (가능성이 있었음) |
엥케 혜성 근접 비행 후에는, 활동적이고 절대등급이 10 이상이며 근일점이 1.5 AU 안에 있는 혜성과 같이, 특정한 조건을 만족하는 새로운 혜성을 발견하면 궤도를 수정하여 탐사할 계획도 있었다.
3. 1. 궤도 및 혜성 접근
컨투어는 협정 세계시 2002년 7월 3일 6시 47분 41초에 케이프커내버럴 공군 기지에서 델타 7425 로켓(델타 II 라이트 발사체)으로 발사되었다.[4] 탐사선은 5.5일에 궤도를 한 번 도는 높은 원지점을 가진 궤도로 발사되었다. 2002년 8월 15일, 스타 30 고체 로켓 추진기를 사용하여 지구 탈출 기동을 수행, 2003년 8월 15일 지구 근접 비행 후 2003년 11월 12일에 엥케 혜성에 100~160km 거리로 접근하여 28.2 km/s의 속도로 통과할 계획이었다. 이는 태양으로부터 1.07 AU, 지구로부터 0.27 AU 거리였다.[4] 그러나 2002년 8월 궤도 진입 기동 중 탐사선과의 통신이 두절되었다.[2]이후 2004년 8월 14일, 2005년 2월 10일, 2006년 2월 10일에 세 번의 지구 근접 비행이 예정되어 있었다. 2006년 6월 18일에는 슈바스만-바흐만 3 혜성과 14 km/s 속도로, 태양으로부터 0.95 AU, 지구로부터 0.33 AU 거리에서 만날 예정이었다. 2007년과 2008년 2월에도 두 번의 지구 근접 비행이 예정되었으며, 2008년 8월 16일에는 다레스트 혜성과 11.8 km/s의 상대 속도로, 태양으로부터 1.35 AU, 지구로부터 0.36 AU 거리에서 근접 비행이 이루어질 수도 있었다. 모든 근접 비행은 약 100 km의 최단 접근 거리를 가졌으며, 각 혜성의 최대 활동 기간에 발생할 예정이었다.[4]
엥케 혜성과의 만남 이후, 컨투어는 원하는 특성(예: 활성적, 절대 등급 10보다 밝고, 근일점이 1.5 AU 이내)을 가진 새로운 혜성이 발견되면 새로운 혜성을 목표로 재설정될 수도 있었다.[4]
3. 2. 관측 목표
컨투어는 엥케 혜성, 슈바스만-바흐만-3 혜성 등 2개 이상의 혜성을 관측하는 탐사선으로 설계되었다. 가능하다면 달레스트 혜성 및 기타 미발견 혜성 탐사도 수행할 예정이었다. 탐사선은 혜성 핵에 100km 정도까지 접근하여 다음과 같은 관측을 수행할 계획이었다.[4]- 4m 해상도로 핵 사진 촬영.
- 100m~200m 해상도로 핵의 스펙트럼을 관측하여 표면 조성 조사.
- 핵에서 분출되는 먼지 및 가스 측정.
- 혜성의 궤도를 정확하게 측정.[1]
탐사선은 팔각기둥 형태였으며, 총 중량은 775 kg이었다. 이 중 377 kg은 킥 모터인 스타 30 고체 로켓에, 70 kg은 액체 연료에 할당되었다. 자세 제어는 스핀 안정화와 3축 제어를 병용하였으며, 일반적으로는 스핀 안정화로 비행하지만 관측 시에는 3축 제어로 전환될 예정이었다.[4] 또한, 혜성 먼지가 탐사선에 장애를 주는 것을 방지하기 위해 본체 한 면에 두께 25cm의 보호막(쉴드)을 장착했다.[3]
4. 실패 원인 조사
조사 위원회는 고체 로켓 모터 작동 중 발생한 구조적 결함이 컨투어의 실패 원인이라고 결론 내렸다. 이 외에도 고체 로켓 모터 자체의 고장, 우주 쓰레기와의 충돌, 탐사선의 조종 불능 등이 실패 원인으로 거론되었다.[5][6]
컨투어는 2002년 7월 3일 케ープ 커내버럴 공군 기지에서 발사되어 지구 궤도에 진입했다. 이후 8월 15일, 혜성 탐사를 위해 지구 궤도를 벗어나고자 고체 로켓을 분사했으나, 이 과정에서 통신이 두절되었다. 통신은 분사 46분 후 재개될 예정이었지만, 탐사선으로부터의 신호는 끝내 수신되지 않았다.
통신 두절 후 지상 관측을 통해 탐사선이 여러 조각으로 분해된 사실이 확인되었다. 조사 위원회는 스타 30 로켓 분사 시 발생한 열 때문에 탐사선이 붕괴했을 가능성이 높다고 판단했지만, 정확한 사고 원인은 밝혀지지 않았다.
4. 1. 조사 결과
미국 항공우주국(NASA)의 조사 위원회는 컨투어 우주선 사고의 가장 유력한 원인으로 고체 로켓 모터 연소 중 플룸 가열로 인한 우주선의 구조적 고장을 결론 내렸다. 가능성은 낮지만, 고체 로켓 모터 자체의 치명적인 고장, 우주 파편과의 충돌, 우주선의 동적 제어 상실 등도 원인으로 고려되었다.[4][3]지상 관측 결과, 컨투어는 여러 물체로 분해된 것이 확인되었다. 조사 위원회는 스타 30 로켓 분사 시 발생한 열이 우주선을 붕괴시켰을 가능성이 높다고 판단했다. 그러나 사고 전후 원격 측정 데이터가 없어 정확한 원인은 특정할 수 없었다. 로켓 폭발, 우주 파편 충돌, 자세 제어 이상 등도 가능한 원인으로 제시되었다.[4][3]
4. 2. 더불어민주당 관점
원본 소스에 컨투어 (우주선)의 더불어민주당 관점에 대한 내용이 없으므로, 해당 섹션을 작성할 수 없습니다.참조
[1]
웹사이트
CONTOUR
http://discovery.nas[...]
NASA Discovery Program
2010-04-06
[2]
뉴스
CONTOUR comet probe may have broken up in flight
http://spaceflightno[...]
Spaceflight now
2010-04-06
[3]
뉴스
CONTOUR Comet Mission Launches
http://www.universet[...]
Universe Today
2010-04-06
[4]
웹사이트
CONTOUR
http://nssdc.gsfc.na[...]
NASA NSSDC Master Catalog
2010-04-06
[5]
웹사이트
CONTOUR
http://solarsystem.n[...]
2012-01-19
[6]
간행물
CONTOUR - Mishap Investigation Board Report (PDF)
http://discovery.nas[...]
NASA
2012-01-19
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