ROSAT
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1. 개요
ROSAT은 1990년에 발사된 독일, 미국, 영국의 공동 제작 X선 우주 망원경이다. 챌린저호 폭발 사고로 인해 델타 로켓으로 발사되었으며, X선 망원경, 광시야 카메라 등 다양한 관측 장비를 탑재하여 X선 및 극자외선 영역을 관측했다. 15만 개 이상의 X선 천체와 479개의 극자외선 천체를 발견했으며, 초신성 잔해, 은하단, 혜성 등 다양한 천체의 관측 결과를 발표했다. 1998년 장비 고장으로 인해 임무가 종료되었으며, 2011년 대기권에 재진입했다.
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| ROSAT | |
|---|---|
| 개요 | |
| 이름 | 뢴트겐 위성 |
| 원어 이름 | Röntgensatellit |
| 다른 이름 | ROSAT |
| 미션 정보 | |
| 미션 유형 | 우주 망원경 |
| 운영 기관 | DLR / NASA |
| Harvard designation | 해당 없음 |
| COSPAR ID | 1990-049A |
| SATCAT | 20638 |
| 웹사이트 | http://www.dlr.de/en/rosat |
| 미션 기간 | 8년 8개월 |
| 거리 | 해당 없음 |
| 공전 횟수 | 해당 없음 |
| 준궤도 범위 | 해당 없음 |
| 준궤도 정점 | 해당 없음 |
| 우주선 정보 | |
| 우주선 | 해당 없음 |
| 우주선 종류 | 해당 없음 |
| 우주선 버스 | 해당 없음 |
| 제조사 | 해당 없음 |
| 임무 시작 질량 | 해당 없음 |
| 착륙 질량 | 해당 없음 |
| 건조 질량 | 해당 없음 |
| 탑재 질량 | 해당 없음 |
| 크기 | 해당 없음 |
| 전력 | 해당 없음 |
| 우주 정거장 | |
| 우주 정거장 | 해당 없음 |
| 시작 날짜 | 해당 없음 |
| 종료 날짜 | 해당 없음 |
| 도착 우주선 | 해당 없음 |
| 출발 우주선 | 해당 없음 |
| 승무원 정보 | |
| 승무원 크기 | 해당 없음 |
| 승무원 | 해당 없음 |
| 승무원 발사 | 해당 없음 |
| 승무원 착륙 | 해당 없음 |
| 승무원 콜사인 | 해당 없음 |
| 승무원 탐험 | 해당 없음 |
| 승무원 선외 활동 | 해당 없음 |
| 승무원 선외 활동 시간 | 해당 없음 |
| 승무원 사진 | 해당 없음 |
| 승무원 사진 설명 | 해당 없음 |
| 승무원 사진 크기 | 해당 없음 |
| 발사 및 배치 | |
| 발사 날짜 | 1990년 6월 1일 21시 48분 00초 (Z) |
| 발사 로켓 | 델타 II 6920-10 |
| 발사 장소 | 케이프 커내버럴 LC-17A |
| 발사 계약자 | 해당 없음 |
| 배치 위치 | 해당 없음 |
| 배치 날짜 | 해당 없음 |
| 서비스 시작 | 해당 없음 |
| 폐기 | |
| 폐기 유형 | 해당 없음 |
| 비활성화 날짜 | 1999년 2월 12일 |
| 파괴 날짜 | 해당 없음 |
| 마지막 연락 | 해당 없음 |
| 회수 기관 | 해당 없음 |
| 회수 날짜 | 해당 없음 |
| 붕괴 날짜 | 2011년 10월 23일 23시 00분 00초 (Z) |
| 착륙 날짜 | 해당 없음 |
| 착륙 장소 | 해당 없음 |
| 궤도 정보 | |
| 궤도 기준 | 지구 중심 |
| 궤도 레짐 | 해당 없음 |
| 궤도 경도 | 해당 없음 |
| 궤도 슬롯 | 해당 없음 |
| 궤도 긴반지름 | 해당 없음 |
| 궤도 이심률 | 0 |
| 궤도 경사 | 53° |
| 궤도 RAAN | 해당 없음 |
| 궤도 근지점 인수 | 해당 없음 |
| 궤도 평균 이심률 | 해당 없음 |
| 궤도 평균 운동 | 해당 없음 |
| 궤도 반복 | 해당 없음 |
| 궤도 속도 | 해당 없음 |
| 궤도 시대 | 1990-06-01 |
| 궤도 회전수 | 해당 없음 |
| 궤도 주위점 | gee |
| 장비 정보 | |
| 장비 유형 | 해당 없음 |
| 망원경 이름 | 해당 없음 |
| 망원경 유형 | Wolter I |
| 망원경 면적 | 해당 없음 |
| 망원경 파장 | 30-0.06 nm, X선 및 극자외선 |
| 망원경 해상도 | 반 에너지 폭에서 5 arc-s |
| 장비 | 위치 민감 비례 계수기 광역 카메라 고해상도 이미저 |
| 통신 정보 | |
| 통신 대역 | 해당 없음 |
| 통신 주파수 | 해당 없음 |
| 통신 대역폭 | 해당 없음 |
| 통신 용량 | 해당 없음 |
| 통신 TWTA | 해당 없음 |
| 통신 EIRP | 해당 없음 |
| 통신 HPBW | 해당 없음 |
| 기타 정보 | |
| 휘장 | 해당 없음 |
| 휘장 설명 | 해당 없음 |
| 휘장 대체 텍스트 | 해당 없음 |
| 휘장 크기 | 해당 없음 |
2. 역사
로자트(ROSAT)는 독일, 미국, 영국이 공동으로 참여한 X선 천체물리학 프로젝트였다.[4] ROSAT에는 독일에서 제작한 이미징 X선 망원경(XRT)이 탑재되었으며, 이 망원경에는 세 가지 초점면 장비(독일제 위치 민감형 비례 계수기(PSPC) 2개, 미국에서 공급한 고해상도 이미저(HRI))가 있었다. X선 반사경 조립체는 입사각(광학)을 이용하는 4중 중첩 볼터 I형 망원경으로, 구경은 84cm, 초점 거리는 240cm였다. 각 해상도는 반치폭(전자기 방사의 절반이 집중되는 각도[5])에서 5초보다 작았다. XRT 조립체는 0.1~2 keV(1천 전자볼트)의 X선에 민감했다.
영국에서 공급한 극자외선(XUV) 망원경인 광시야 카메라(WFC)는 XRT와 함께 정렬되었고, 0.042~0.21 keV(30~6 나노미터)의 에너지 대역을 담당했다.
ROSAT의 독특한 강점은 높은 공간 해상도, 낮은 배경, 낮은 표면 밝기 특징의 구조 연구를 위한 연 X선 이미징, 그리고 저해상도 분광법이었다.
ROSAT 우주선은 3축 안정화 위성이었으며, 목표 지점 관측, 표적 간 이동, 황도면에 수직인 대원 상에서 스캔 관측 등이 가능했다. ROSAT은 빠른 이동(180도를 약 15분 만에 이동)이 가능하여 각 궤도마다 반대쪽 반구에 있는 두 개의 표적을 관측할 수 있었다. 지시 정확도는 1분각, 안정성은 초당 5초각 미만, 진동 반경은 약 10초각이었다. 안내 별의 광학적 위치 감지 및 우주선의 자세 결정은 두 개의 CCD 항성 센서를 사용하여 수행했다. 사후 자세 결정 정확도는 6초각이었다.
ROSAT 임무는 크게 두 단계로 나뉘었다.[4]
# 초기 2개월은 궤도상 보정 및 검증 기간이었다. 이후 6개월 동안 XRT의 초점에 있는 PSPC와 WFC를 사용하여 두 개의 XUV 대역에서 전천 탐사를 실시했다.
# 두 번째 단계는 임무의 나머지 기간으로, 선택된 천체 물리학적 광원에 대한 목표 지점 관측에 전념했다. 관측 시간은 제출된 제안서에 대한 동료 평가를 통해 세 참여국(독일, 미국, 영국)의 초청 연구원에게 할당되었다.
ROSAT의 설계 수명은 18개월이었지만, 실제로는 이를 넘어 작동할 것으로 예상되었다.
2. 1. 개발 및 발사
ROSAT(로자트)는 원래 우주왕복선에 의해 발사될 예정이었으나, 챌린저호 폭발 사고 이후 델타 II 로켓으로 발사 방식이 변경되었다. 이 때문에 태양전지판이 로켓의 페어링 안에 수납될 수 있도록 3분할하는 등의 설계 변경이 이루어졌다. 또한, 우주왕복선을 이용하여 ROSAT을 회수하고 지구로 귀환시키는 것이 불가능해졌다.2. 2. 임무 기간
ROSAT의 임무는 크게 두 단계로 나뉘었다.[4]# 2개월간의 궤도상 보정 및 검증 기간 후, X선 망원경(XRT)의 초점에 있는 위치 민감형 비례 계수기(PSPC)와 광시야 카메라(WFC)를 사용하여 두 개의 극자외선(XUV) 대역에서 6개월 동안 전천 탐사를 실시했다. 이 탐사는 스캔 모드로 수행되었다.
# 두 번째 단계는 임무의 나머지 기간으로, 선택된 천체 물리학적 광원에 대한 목표 지점 관측에 전념했다. ROSAT의 목표 지점 단계에서 관측 시간은 제출된 제안서에 대한 동료 평가를 통해 독일, 미국, 영국의 초청 연구원에게 할당되었다.
ROSAT는 원래 5년 임무로 설계되었으나, 장비 고장으로 임무 종료가 결정될 때까지 4년간 추가 임무를 수행하여 1999년 2월 12일에 최종적으로 가동이 중지되었다.[9]
1998년 4월 25일, X선 망원경의 주 항성 추적기 고장으로 인해 포인팅 오류가 발생하여 태양 과열이 발생했다.[10] 광시야 카메라에 부착된 대체 항성 추적기를 사용하기 위한 비상 계획과 필요한 소프트웨어는 이미 개발되어 있었다. ROSAT는 곧 다시 작동되었지만, 추적 효율성과 제어에 몇 가지 제약이 있었다.[11] 1998년 9월 20일, 우주선의 자세 측정 및 제어 시스템의 반응 휠이 최대 회전 속도에 도달하면서 심각한 손상을 입었다.[12] 슬루(slew) 제어를 상실하여 태양에 노출되어 고해상도 이미저(HRI)가 손상되었다.[11] 이 고장은 초기 설계 매개변수를 벗어난 어려운 상황에서 위성을 제어하는 어려움 때문으로 처음에는 추정되었다.[11]
2. 3. 운영 종료 및 재진입
1998년 4월 25일, X선 망원경의 주 항성 추적기 고장으로 포인팅 오류가 발생하여 태양 과열이 발생했다.[10] 광시야 카메라에 부착된 대체 항성 추적기를 사용하기 위한 비상 계획과 필요한 소프트웨어는 이미 개발되어 있었다.ROSAT(로자트)는 곧 다시 작동되었지만, 추적 효율성과 제어에 몇 가지 제약이 있었다.[11] 1998년 9월 20일, 우주선의 자세 측정 및 제어 시스템의 반응 휠이 최대 회전 속도에 도달하면서 심각한 손상을 입었다.[12] 그 결과, 슬루(slew) 제어를 상실하여 태양에 노출되어 고해상도 이미저가 손상되었다.[11] 이 고장은 초기 설계 매개변수를 벗어난 어려운 상황에서 위성을 제어하는 어려움 때문으로 처음에는 추정되었다.[11]

1990년, 이 위성은 고도 580km 및 53°의 궤도 경사각으로 궤도에 진입했다.[17] 대기 항력으로 인해 위성은 서서히 고도를 잃어 2011년 9월에는 지구 상공 약 270km에서 궤도를 돌고 있었다. 2011년 10월 23일, ROSAT는 세계 표준시(UTC) 1시 45분에서 2시 15분 사이에 인도 동쪽 벵골 만 상공에서 지구 대기권에 재진입했다. 파편이 지표면에 도달했는지 여부는 확인되지 않았다.[18][19][20]
2011년 9월 24일, NASA의 상층 대기 관측 위성 UARS(어스)가 제어 불능 상태로 남태평양에 추락하여 소동이 일었지만, UARS의 인명 피해 확률이 1/3200이었던 데 비해 ROSAT의 경우 1/2000으로 더 높았다. 위험도가 높아진 원인은 X선 망원경의 거울이 단단히 차폐되어 있었기 때문이며, 이 거울과 지지 구조용 탄소 강화 섬유 구조가 재진입 시 고열에도 견딜 수 있기 때문에 타 버리지 않고 추락할 것으로 예상되었기 때문이다. 예측에 따르면 최대 30개의 파편이 타지 않고 남으며, 그 무게는 1.6톤에 달했다. 타지 않고 추락할 것으로 예상되는 최대 파편은 X선 망원경의 반사 거울이며, 이것은 상당한 내열성을 가지고 있다. 운용을 종료하고 제어 불능 상태이기 때문에 정확한 추락 위치와 추락 시각은 예측할 수 없었다. 태양 활동의 영향으로 대기 저항은 매일 변동하기 때문에 추락 전날이 되어서야 +/-5시간의 범위까지 예측이 좁혀졌다.[23][24]
추락이 다가오면서 소동이 일어났고, 일본 문부과학성도 추락에 관한 성명을 발표했다.[25]
그러나, 이러한 소동과는 대조적으로 ROSAT는 2011년 10월 23일 오전 10시경 벵골 만 상공에서 재진입하였고, 당초 예상되었던 것처럼 인명 피해는 없었으며, 피해도 보고되지 않았다.[22]
3. 관측 장비
ROSAT은 독일, 미국, 영국이 공동으로 개발한 X선 관측 위성이다.[4] ROSAT에는 독일에서 제작한 이미징 X선 망원경(XRT)과 함께 세 가지 초점면 장비가 탑재되었다. 여기에는 두 대의 독일제 위치 민감형 비례 계수기(PSPC)와 미국에서 제공한 고해상도 이미저(HRI)가 포함된다. X선 망원경 조립체는 4중 중첩 볼터 I형 망원경으로, 구경은 84cm, 초점 거리는 240cm였다. 각 해상도는 반치폭(전자기 방사의 절반이 집중되는 각도[5])에서 5초 미만이었다. XRT 조립체는 0.1~2 keV(1천 전자볼트)의 X선에 민감했다.
영국에서 공급한 광시야 카메라(WFC)는 극자외선(XUV) 망원경으로, XRT와 함께 정렬되어 0.042~0.21 keV(30~6 나노미터)의 에너지 대역을 담당했다.
ROSAT은 높은 공간 해상도, 낮은 배경, 낮은 표면 밝기 특징의 구조 연구를 위한 연 X선 이미징과 저해상도 분광법에 강점을 지녔다.
ROSAT 우주선은 3축 안정화 위성으로, 목표 지점 관측, 표적 간 이동, 황도면에 수직인 대원 상에서 스캔 관측 등을 수행할 수 있었다. ROSAT은 빠른 이동(180도를 약 15분 만에 이동)이 가능하여 각 궤도마다 반대쪽 반구에 있는 두 개의 표적을 관측할 수 있었다. 지시 정확도는 1분각, 안정성은 초당 5초각 미만, 진동 반경은 약 10초각이었다. 두 개의 CCD 항성 센서를 사용하여 안내 별의 광학적 위치를 감지하고 우주선의 자세를 결정했으며, 사후 자세 결정 정확도는 6초각이었다.
3. 1. X선 망원경 (XRT)
독일에서 제작한 이미징 X선 망원경(XRT)은 4중 중첩 볼터 I형 망원경으로, 구경 84cm, 초점 거리 240cm였다. 0.1~2 keV 에너지 대역의 X선을 관측했다. 반치폭(FWHM) 기준 각 해상도는 5초 미만이었다.[4]3. 2. 위치 민감형 비례 계수기 (PSPC)
로자트(ROSAT)의 초점면 포탑 내 회전판에는 PSPC-B와 PSPC-C 두 대의 위치 민감형 비례 계수기(PSPC)가 장착되어 있다.[6] PSPC-C는 임무의 주요 검출기로 계획되었으며, 1991년 1월 25일 AMCS 오류로 파괴될 때까지 전천량측량 대부분에 사용되었다. 오류 이후, PSPC-B는 모든 후속 관측에 사용되었다. 지상 교정을 위해 로자트에는 PSPC-A와 PSPC-D 두 대의 PSPC가 더 장착되었다.[6]각 PSPC는 박막 창 가스 계수기이다. 들어오는 각 X선 광자는 두 개의 와이어 그리드를 사용하여 위치와 전하가 감지되는 전자 구름을 생성한다. 광자의 위치는 약 120um의 정확도로 결정된다.[7] 전자 구름의 전하는 광자 에너지에 해당하며, 공칭 스펙트럼 대역폭은 0.1-2.4 keV이다.
3. 3. 고해상도 이미저 (HRI)
미국에서 제공한 고해상도 이미저(High Resolution Imager, HRI)는 위치 정확도가 25마이크로미터인 교차 그리드 검출기를 사용했다.[8] 이 장비는 1998년 9월 20일 태양 노출로 인해 손상되었다.[8]3. 4. 광시야 카메라 (WFC)
영국에서 제공한 광시야 카메라(WFC)는 극자외선(XUV) 영역을 관측하는 망원경으로, X선 망원경(XRT)과 함께 정렬되어 0.042~0.21 keV 에너지 대역을 관측했다.[4]4. 주요 성과
ROSAT은 1990년 6월 29일에 지구의 달을 촬영했다.
ROSAT은 지향 관측 단계(PSPC 및 HRI)에서 약 10만 개의 우연 발견 천체 목록을 작성했다.[1]
4. 1. 전천 탐사
ROSAT은 X선 영역에서 15만 개 이상의 천체를 발견하여 전천 탐사 목록(1RXS 목록)을 작성했고, 극자외선 영역에서도 479개의 천체를 발견하여 전천 탐사 목록을 작성했다.[1]
4. 2. 특정 천체 관측
ROSAT은 초신성 잔해와 은하단의 상세한 구조를 밝혀냈다. 특히 벨라 초신성 잔해의 선명한 이미지를 촬영했다.
또한, 분자 구름에 의한 확산 X선 방출의 그림자를 검출했으며, 게밍가 펄사의 X선 맥동을 검출했다. 이 외에도 고립된 중성자별을 발견했다.
ROSAT은 혜성에서 방출되는 X선을 최초로 발견했다. 슈메이커-레비 9 혜성과 목성의 충돌 과정에서 발생하는 X선 방출을 관측하는 데 성공했다.
5. 사이버 공격 의혹
2008년, NASA 조사관들은 ROSAT(로자트)의 고장이 고다드 우주비행센터의 사이버 침입과 관련이 있다는 주장을 제기했다.[13] 이 주장의 근거는 NASA 사이버 보안 수석 조사관인 토마스 탈레르(Thomas Talleur)가 1999년에 작성한 자문 보고서였다.[13] 이 자문 보고서는 러시아에서 발원한 일련의 공격이 고다드의 X선 천체물리학 부서(즉, ROSAT 담당 부서)의 컴퓨터에 도달하여, 단순한 "엿보기" 공격이 아닌 위성 제어에 사용되는 컴퓨터를 제어했다는 내용을 담고 있는 것으로 알려졌다.[14] 자문 보고서에는 다음과 같이 명시되어 있다.
"적대적인 활동으로 인해 위성 패키지 명령 및 제어 코드의 설계, 테스트 및 전송과 직·간접적으로 관련된 [NASA] 컴퓨터 시스템이 손상되었습니다." [14]
탈레르의 자문 보고서는 ROSAT 사건이 "침입과 동시에 발생했다"고 주장하며,[13] "ROSAT의 운영 특성과 명령은 다른 우주 자산과 충분히 유사하여 침입자에게 이러한 플랫폼이 어떻게 제어되는지에 대한 귀중한 정보를 제공했다"고 덧붙였다.[13] 그러나 고다드에서 ROSAT 임무의 일상적인 운영을 담당했던 NASA 관계자들과 GSFC ROSAT 프로젝트 과학자 롭 페트레(Rob Petre)는 그러한 사건이 발생하지 않았다고 단호하게 반박했다. 페트레는 탈레르의 정보가 비행 운영과 관련이 없는 사무실 컴퓨터에서 발생한 해킹 사건을 과장한 그의 인턴 중 한 명으로부터 나온 것으로 보인다고 밝혔다.[15]
IT 보안은 NASA에서 여전히 중요한 문제이며, 지구관측시스템을 포함한 다른 시스템들도 공격을 받은 사례가 있다.[16]
6. 후속 위성
eROSITA는 ROSAT의 후속 위성으로, X선 관측 기술을 한 단계 발전시킨 위성이다.[21]
6. 1. eROSITA
eROSITA는 2019년 러시아-독일 합작 스펙트르-RG 우주 관측소에 탑재되어 발사되었다.[21] 이 장비는 X선 전천 탐사를 업데이트하여 에너지 범위를 10 keV까지 확장하고, 감도를 25배 향상시키며, 공간 및 분광 해상도를 개선할 것이다.참조
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ROSAT space craft details
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NASA
2016-04-23
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Drohender Absturz: Problem-Satellit beunruhigt Bundesregierung
http://www.spiegel.d[...]
2011-02-26
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ROSAT re-entered atmosphere over Bay of Bengal
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2018-07-14
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NASA
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ROSAT completes almost a decade of discovery
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UK ROSAT Guest Observer Centre
1999-02-18
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ROSAT/LEDAS electronic newsletter
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UK ROSAT Guest Observer Centre
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Severe Damage to ROSAT High Resolution Imager
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ROSAT – latest news
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2011-10-25
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Heavens-Above
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Second big satellite set to resist re-entry burn-up
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New Scientist
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Spektr-RG observatory has been put into orbit
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2019-07-13
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ベンガル湾上空で大気圏に 独衛星、落下前の画像公開
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ドイツ衛星「ROSAT」の落下に関する情報について
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ドイツ衛星、今日落下…日本上空を4回通過
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Falling German Satellite Poses 1-in-2,000 Risk of Striking Someone This Month
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Drohender Absturz: Problem-Satellit beunruhigt Bundesregierung
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2011-02-26
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ROSAT re-entered atmosphere over Bay of Bengal
https://www.dlr.de/d[...]
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