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해왕성 궤도선

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목차

1. 개요

해왕성 궤도선은 2005년 NASA에 제안된 해왕성 탐사 계획으로, 해왕성 궤도 진입 후 과학적 조사를 수행하는 것을 목표로 했다. 델타 IV 또는 아틀라스 V 로켓을 사용하고, 금성과 목성의 중력 어시스트를 활용하여 10.25년의 비행 시간을 계획했으며, 탐사선은 대기 탐사정을 방출하고 에어로캡처를 통해 궤도에 진입할 예정이었다. 방사성 동위원소 열전 발전기를 동력원으로 사용하고, 자외선부터 적외선까지 촬영하는 이미징 장치와 자기력계 등을 탑재할 계획이었다. 트리톤 착륙선과 대기 탐사정 투하도 제안되었지만, 2008년 NASA의 미래 미션 목록에서 삭제되었고, 2011년에는 천왕성 궤도선이 더 권장되었다. NASA, JPL, 칼텍이 개발을 지원했다.

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해왕성 궤도선
개요
임무 유형궤도 탐사
관리 기관NASA
임무 세부 정보
접근 천체해왕성
목표 천체해왕성
승무원무인
발사 정보
발사일2016년 (계획)
발사체델타 IV 또는 아틀라스 V
발사장소(미정)
궤도 정보
궤도해왕성 궤도
탐사선 정보
탑재체트리톤 랜더 (제안)
관련 정보
소속 프로그램(미정)
이전 임무(없음)
이후 임무(미정)

2. 미션 개요 및 현황

해왕성 궤도선은 해왕성 궤도에 진입하여 과학적 조사를 수행하는 것을 주 목적으로 하는 미션이었다. 2005년 NASA에 제안되었으며, 델타 IV 또는 아틀라스 V 로켓을 사용하여 금성과 목성의 중력 도움을 받아 10.25년 후 해왕성에 도착할 예정이었다.

탐사선은 해왕성 도착 직전 두 개의 대기 탐사정을 방출하고, 에어로캡처를 통해 해왕성 궤도에 진입할 계획이었다. 탐사 기간은 3~5년으로 예정되었다.

그러나 2008년 NASA의 미래 미션 목록에서 제거되었다. 2010년 NASA 예산은 태양계 외곽 미션 자금을 EJSM에 할당했고, 카시니, 주노, 뉴 호라이즌스 등 진행 중인 미션에 나머지를 할당하여 해왕성은 대상에서 제외되었다[4]。2011년 NASA의 10개년 계획에서는 천왕성 또는 해왕성 미션 검토를 언급했지만, 실현 가능성 때문에 천왕성 궤도선을 권장했다[5]。

3. 동력원

캘리포니아 공과대학은 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)를 사용하는 설계를 제안했다.[6] 탐사선은 갈릴레오, 카시니, 보이저 2호, 뉴 호라이즌스와 유사한 디자인이었다. 다른 제안으로는 원자력 스털링 엔진과 이온 추진을 사용하는 것이 있었지만, NASA의 개발 중단으로 실현되지 않았다.

3. 1. 태양 전지

초기에는 탐사선의 전력 공급을 위해 태양 전지를 사용하는 방안이 제안되었다. 그 패널은 질량 감소를 위해 공기로 부풀리는 방식이었다. 태양 전지 기술의 발전으로 해왕성 거리에서도 충분한 전력 확보가 가능했지만, 높은 가격이 채택을 어렵게 했다.[1] 또한 외태양계에서는 햇빛이 약하여 이온 추진 시스템에 충분한 전력을 공급할 수 없었기에, 전통적인 추력기를 사용했다.[1]

4. 탑재 장비

해왕성 궤도선에 제안된 탑재 장비는 다음과 같다.


  • 탐사선: 자외선부터 적외선까지의 파장으로 행성을 촬영하는 다중 스펙트럼 이미징 장치, 해왕성 자기장의 방향이 자전축과 일치하지 않는 원인을 규명하는 자기력계 등이 제안되었다.[1]
  • 트리톤 착륙선 (랜더): 1~2기의 소형 착륙선을 트리톤 표면에 보내 표면 및 내부 성분, 매우 희박한 질소 대기 등을 분석하는 방안이 검토되었다.[1] 보이저 2호가 발견한 질소 간헐천 지역 및 트리톤의 남북극 등이 착륙 후보지로 제안되었다.[1]
  • 대기 탐사정: 최소 2대의 대기 탐사정을 해왕성 대기로 투하하여 기상 현상을 조사하는 것이 제안되었다. 갈릴레오 탐사정과 마찬가지로, 행성 대기의 열과 압력으로 파괴되기 전 2~3시간 동안 관측이 이루어질 예정이었다.[1]

4. 1. 탐사선

탐사선에는 자외선부터 적외선까지의 파장으로 행성을 촬영하는 다중 스펙트럼 이미징 장치, 해왕성 자기장의 방향이 자전축과 일치하지 않는 원인을 규명하는 자기력계 등을 탑재하는 것이 제안되었다.[1]

4. 2. 트리톤 착륙선 (랜더)

NASA의 과학자들과 기술자들은 1~2기의 소형 착륙선을 트리톤 표면에 보내 표면 및 내부 성분, 매우 희박한 질소 대기 등을 분석하는 것을 검토했다.[1] 보이저 2호가 발견한 질소 간헐천 지역 및 트리톤의 남북극 등이 착륙 후보지로 제안되었다.[1] 하지만 이 미션은 제안 단계에서 끝나 최종 결정에는 이르지 못했다.[1] 착륙선의 수명은 동력원과 기기에 따라 수일에서 한 달로 예상되었다.[1] 칼텍은 미니 랜더를 탑재하여 트리톤을 탐사하는 계획을 세웠고, 미니 랜더 개발을 주관하였다.[2]

4. 3. 대기 탐사정

해왕성의 대기 탐사정과 함께 최소 2대의 대기 탐사정을 해왕성 대기로 투하하여 기상 현상을 조사하는 것이 제안되었다. 목성의 대기를 조사했던 갈릴레오 탐사정과 마찬가지로, 행성 대기의 열과 압력으로 파괴되기 전 2~3시간 동안 관측이 이루어질 예정이었다. 강하 중 데이터 전송을 통해 해왕성 대기에 대한 더욱 상세한 분석이 가능해진다.

5. 지원, 개발, 투자

해왕성 궤도선은 NASA JPL에서 칼텍과 함께 개발 및 지원, 투자할 예정이었다.

참조

[1] 웹사이트 Solar System Exploration: Missions: Solar System Strategic Exploration Plans http://solarsystem.n[...] NASA 2018-10-07
[2] 웹사이트 Neptune Orbiters Utilizing Solar and Radioisotope Electric Propulsion http://arc.aiaa.org/[...] American Institute of Aeronautics and Astronautics 2016-09-03
[3] 웹사이트 NEPtune Orbiter with Probes http://www.lpi.usra.[...] Outer Planets Assessment Group 2016-09-03
[4] 웹사이트 Planetary Science https://www.nasa.gov[...] NASA 2016-09-03
[5] 웹사이트 Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022 https://solarsystem.[...] National Academies Press 2016-09-03
[6] 웹사이트 The Importance of Utilizing and Developing Radioisotope Electric Propulsion for Missions Beyond Saturn http://www.lpi.usra.[...] JPL/Caltech 2016-09-03
[7] 웹인용 HE CASE FOR A NEPTUNE ORBITER/MULTI-PROBE MISSION https://www.lpi.usra[...] 2018-08-19
[8] 웹인용 Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013–2022 https://solarsystem.[...] National Academies Press 2016-09-03
[9] 웹인용 Planetary Science https://www.nasa.gov[...] NASA 2016-09-03
[10] 웹인용 Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013–2022 https://solarsystem.[...] National Academies Press 2016-09-03


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