달 정찰 인공위성

3. 발사 및 궤도 진입

LRO는 2009년 6월 18일, 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군 기지에서 아틀라스 V 로켓에 실려 발사되었다.^[107] 원래 2008년 10월 발사 예정이었으나, 진공 테스트 실패,^[105] 군사위성 발사,^[106] 우주왕복선 발사 등의 이유로 연기되었다.^[107] 연구팀들은 탐사선을 창고에 보관하는 것에 대해 불만을 제기하기도 했다.^[107]

발사 후 4일 반 만에 달 궤도에 진입했으며, 궤도 수정을 거쳐 달의 뒷면에서 로켓 엔진을 점화하여 타원형 달 궤도에 안착했다.^[108] 이후 4일 동안 4번의 로켓 연소를 통해 장비 시험을 위한 시운전 궤도에 진입했다.^[43]

2009년 9월 15일, 달 상공 50km의 원형 궤도에서 1년간의 주요 임무를 시작했다.^[43] 2010년 9월, 임무 기간이 연장되어 과학 임무 단계로 전환되었으며, 연료 절약을 위해 "준 고정" 궤도로 전환될 예정이었다.^[45] 2019년까지 달을 4만 회 이상 공전하며 5억km 이상 비행했다.^[109]

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4. 임무

미국 NASA의 고다드 우주 비행 센터에서 개발된 LRO는 1916kg의 정교한 우주선이다. 임무 기간은 1년으로 계획되었지만,^[20] NASA의 검토를 거쳐 여러 차례 연장되었다.

2006년 2월에 예비 설계 검토를, 2006년 11월에 중요 설계 검토를 완료한 후,^[21] LRO는 2009년 2월 11일 고다드에서 케이프 커내버럴 공군 기지로 이동했다.^[22] 발사는 2008년 10월로 계획되었지만, 우주선이 열 진공 챔버에서 테스트를 받으면서 4월로 연기되었다.^[23] 우선순위가 높은 군사 발사의 지연으로 인해 발사는 2009년 6월 17일로 재조정되었으며,^[24] 하루 뒤인 6월 18일에 발사되었다. 하루 연기된 것은 우주왕복선 ''엔데버''가 이전에 계획된 발사를 취소시킨 수소 연료 누출 사고 이후 STS-127 임무를 위해 발사할 기회를 주기 위함이었다.^[25]

조사 분야에는 월면 측지 글로벌 지형, 가능한 얼음 물 매장량과 조명 환경을 포함한 달의 극지방, 달 궤도에서의 심우주 이온화 방사선 특성, 그리고 미래 착륙지 선정 및 특성을 지원하기 위한 최대 해상도 50cm의 고해상도 매핑 등이 있다.^[26][27]

또한 LRO는 아폴로 착륙지를 포함하여 이전 및 현재의 달 임무에서 착륙선과 장비의 이미지와 정확한 위치를 제공했다.^[15] 2024년에는 일본 최초의 성공적인 SLIM 연착륙의 매우 정확한 착륙지를 확인했다.^[28]

2009년 6월 23일, 달 정찰 궤도선은 지구에서 4일 반 동안의 여정을 거쳐 달 궤도에 진입했다. 발사 당시 이 우주선은 달의 위치보다 앞선 지점을 목표로 했다. 우주선이 달 궤도에 정확하게 진입하기 위해서는 여행 중에 궤도 수정이 필요했다. 우주선이 달의 뒷면에 도달하자, 로켓 엔진을 점화하여 달의 중력에 의해 타원형 달 궤도에 포획되었다.^[42]

이후 4일 동안 일련의 4번의 로켓 연소를 통해 각 장비를 가동하고 테스트하는 위성의 시운전 단계 궤도로 진입했다. 2009년 9월 15일, 이 우주선은 약 50km의 고도로 달을 1년 동안 공전하면서 주요 임무를 시작했다.^[43] 1년 간의 탐사 단계를 완료한 후, 2010년 9월, LRO는 임무의 과학 단계를 계속하기 위해 NASA의 과학 임무 국으로 이관되었다.^[44] LRO는 50km 원형 궤도를 계속 유지했지만, 결국 임무의 나머지 기간 동안 연료를 절약하는 "준 고정" 궤도로^[45] 전환될 예정이다.

NASA의 LCROSS 임무는 2009년 10월 9일 11:31 및 11:36 UTC에 두 번의 달 충돌로 절정에 달했다. 충돌의 목표는 달 남극 근처의 케베우스 크레이터에서 물을 찾는 것이었으며,^[46] 예비 결과는 물과 물과 관련된 이온인 수산기의 존재를 나타냈다.^[47][48]

2011년 1월 4일, 달 정찰 궤도선(LRO)의 Mini-RF 장비팀은 Mini-RF 레이더 송신기에 이상이 발생했음을 발견했다. Mini-RF는 정상 작동을 중단했다. 송신이 불가능함에도 불구하고, 이 장비는 지구로부터의 레이더 전송을 사용하여 이중 정반사 레이더 관측을 수집하는 데 사용되고 있다. Mini-RF 장비는 2010년 9월부터 400개 이상의 레이더 데이터 스트립을 수집하여 이미 과학 임무 성공 기준을 충족했다.^[49]

2013년 1월, NASA는 LRO의 달 궤도 레이저 고도계(LOLA) 장비에 ''모나리자'' 이미지를 NASA의 고다드 우주 비행 센터에 있는 차세대 위성 레이저 거리 측정(NGSLR) 기지에서 LRO로 전송하여 LRO와의 단방향 레이저 통신을 테스트했다.^[50]

2015년 5월, LRO의 궤도는 달 남극 상공 20km로 변경되어 달 궤도 레이저 고도계(LOLA)와 Diviner 장비로부터 영구적으로 그림자가 드리워진 크레이터에 대한 고해상도 데이터를 얻을 수 있게 되었다.^[51]

2019년, LRO는 인도 달 착륙선 비크람의 추락 지점을 발견했다.^[52]

2020년, 2018년에 꺼졌던 소형 관성 측정 장치(열화됨) 대신 별 추적기를 사용하기 위한 소프트웨어가 테스트되었다.^[53]

LRO와 찬드라얀-2 궤도선은 2021년 10월 20일 05:45 UTC에 달 북극 상공에서 서로 위험할 정도로 가까워질 것으로 예상되었다. 찬드라얀-2 궤도선은 가능한 결합 이벤트를 피하기 위해 2021년 10월 18일 14:52 UTC에 충돌 회피 기동을 수행했다.^[54]

5. 탑재 장비

• '''우주 방사선 영향 망원경(CRaTER)''' : 달에서 우주방사선을 관측하는 장비로, 지구와 달의 방사선 수치 차이와 차폐막 설치에 대한 연구를 수행한다.^[110]
• '''디바이너(Diviner)''' : 달 표면의 열반사 및 열복사를 측정하여 미래 달 탐사 기지 건설에 필요한 정보를 제공한다.^[111]
• '''라이먼-알파 매핑 프로젝트(LAMP)''' : 태양계의 수소 분자와 별에서 나온 자외선을 이용하여 달의 물 분포 데이터를 작성, 미래 달 기지 부지 선정에 기여한다.^[112]
• '''달 탐사 중성자 검출기(LEND)''' : 중성자 검출기로, 달 표면 지도를 만들고 물이 있을 만한 후보지를 찾는다.^[113]
• '''달 궤도 레이저 고도계(LOLA)''' : 레이저 분석기로, 달의 크레이터와 전체적인 지형을 탐사한다.
• '''달 정찰 궤도선 카메라(LROC)''' : 달을 촬영하는 카메라로, 영상 카메라와 단일 광각 카메라로 구성된다.^[114][115] 촬영한 사진은 1페타바이트에 달한다.^[109]
• '''협각 카메라(NAC)''' : 50km 고도에서 약 0.5미터 크기의 픽셀을 이미지화하며, 5064픽셀 너비의 스와스는 약 2.5 km 너비이다. 2011년에 궤도가 타원형으로 상승하여 궤도 일부의 해상도가 2.0m/px로 감소했다. 아폴로 계획 달 착륙 지점을 촬영하여 달 탐사차와 달 착륙선 강하 단계 및 그림자 등 이전에 달에 남겨진 장비를 선명하게 보여준다.
• '''광각 카메라(WAC)''' : 7개의 색상 밴드에서 60 km 스와스에 걸쳐 100미터/픽셀 규모의 가시 및 UV 이미지를 제공한다.
• '''미니-RF''' : 지상을 관측하는 시스템인 SAR 기술을 검증하고 얼음을 발견했다.^[116]

6. 주요 관측 결과

LRO는 임무 기간 동안 다음과 같은 주요 과학적 성과를 달성했다.

• 달 지형도 작성: 2010년 12월 17일, LOLA 장비가 수집한 데이터를 기반으로 달의 지형도를 공개했다.^[58] 이는 현재까지 달의 가장 정확한 지형도이며, 더 많은 데이터가 수집됨에 따라 계속 업데이트될 것이다.
• 달 표면 고해상도 촬영: 2011년 3월 15일, 미션 탐사 단계의 최종 데이터 세트가 NASA 행성 데이터 시스템에 공개되었다. LRO의 7개 장비는 192테라바이트 이상의 데이터를 제공했으며, 특히 달 정찰 궤도선 카메라(LROC)를 통해 100m 해상도의 전역 지도를 만들었다.^[59]
• 엽상 절벽 발견: 2015년 9월까지 LROC는 달 표면의 거의 4분의 3을 고해상도로 촬영하여 3,000개 이상의 엽상 절벽을 발견했다. 이들의 전 세계적인 분포와 방향은 지구가 달에 미치는 중력 조석력의 영향으로 달이 수축하면서 단층이 생성되었음을 시사한다.^[62]
• 새로운 얼룩 발견: 2016년 3월, LROC 팀은 14,092개의 NAC 시간적 쌍을 사용하여 달에서 47,000개 이상의 새로운 얼룩을 발견했다고 보고했다.^[63]
• 지하 동굴 확인: 2024년 7월, LRO가 획득한 레이더 데이터 분석을 통해 표면에서 접근할 수 있는 달의 지하 동굴의 존재가 확인되었다.^[64][65] 이 동굴은 폭 약 45미터, 길이 최소 80미터이며, 고요의 바다에 존재한다고 한다.
• 아폴로 계획 착륙 지점 촬영: 2009년 7월 11일부터 15일까지 아폴로 계획의 착륙 지점을 촬영하여, 아폴로 11호, 아폴로 14호, 아폴로 15호, 아폴로 16호, 아폴로 17호의 착륙선과 발자국 등의 사진을 촬영하는 데 성공했다.^[77][78] 2011년 9월 6일에는 고도를 낮춰 더 높은 해상도의 사진을 얻었다.^[82]
• 자연 다리 확인: 2010년 9월 7일, 달 표면에서 최초로 "자연 다리"의 확인 및 촬영에 성공했다.^[81]
• 기타 탐사선 촬영: 2014년 1월 29일, LRO의 LROC를 사용하여 NASA의 루나 대기 및 먼지 환경 탐사기(LADEE) 탐사 위성을 촬영했다.^[83] 2014년 10월에는 LADEE가 추락하여 생긴 작은 크레이터의 흔적을 촬영하는 데 성공했다.^[84]
• 추락 지점 발견: 2019년, LRO는 인도 달 착륙선 비크람의 추락 지점을 발견했다.^[52] 2023년 4월에는 일본의 하쿠토-R 미션 1 달 착륙선의 추락 지점 부근에서 4개의 그림자를 찾아냈다.^[85]

7. 갤러리

8. 지원, 개발, 투자

NASA와 고더드 우주 비행 센터, JPL에서 달 정찰 인공위성 개발 및 운영을 지원했다.

미국 NASA의 고다드 우주 비행 센터에서 개발된 LRO는 1916kg의 정교한 우주선이다.^[18] 임무 기간은 1년으로 계획되었지만,^[20] NASA의 검토를 거쳐 여러 차례 연장되었다.

2006년 2월에 예비 설계 검토를, 2006년 11월에 중요 설계 검토를 완료한 후,^[21] LRO는 2009년 2월 11일 고다드에서 케이프 커내버럴 공군 기지로 이동했다.^[22] 발사는 2008년 10월로 계획되었지만, 우주선이 열 진공 챔버에서 테스트를 받으면서 4월로 연기되었다.^[23] 우선 순위가 높은 군사 발사의 지연으로 인해 발사는 2009년 6월 17일로 재조정되었으며,^[24] 하루 뒤인 6월 18일에 발사되었다. 하루 연기된 것은 우주왕복선 ''엔데버''가 이전에 계획된 발사를 취소시킨 수소 연료 누출 사고 이후 STS-127 임무를 위해 발사할 기회를 주기 위함이었다.^[25]

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