바이킹 2호
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1. 개요
바이킹 2호는 1975년 9월 9일 발사되어 1976년 8월 7일 화성 궤도에 진입한 미국의 화성 탐사선이다. 궤도선과 착륙선으로 구성되었으며, 궤도선은 화성 표면의 사진 촬영 및 착륙 지점 선정에 기여했다. 1976년 9월 3일 착륙선은 유토피아 평원에 성공적으로 착륙하여 토양 분석, 생명체 탐색 실험 등을 수행했다. 궤도선은 화성 지형 관측을 통해 물의 존재에 대한 증거를 발견했으며, 착륙선은 1980년 4월 11일 배터리 고장으로 작동이 중지되었다. 바이킹 2호 착륙선은 과학자 제럴드 소펜을 기리기 위해 '제럴드 소펜 기념 기지'로 명명되었다.
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| 바이킹 2호 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 임무 유형 | 화성 궤도선/착륙선 |
| 운영 기관 | NASA |
| COSPAR ID | 궤도선: 착륙선: |
| SATCAT | 궤도선: 8199 착륙선: 9408 |
| 웹사이트 | 바이킹 프로젝트 정보 |
| 임무 기간 | 궤도선: 일 ( 솔) 착륙선: 일 ( 솔) 발사부터 마지막 교신까지: 1,676일 |
| 제조사 | 궤도선: JPL 착륙선: 마틴 마리에타 |
| 발사 질량 | 3,530 kg |
| 건조 질량 | 궤도선: 착륙선: |
| 전력 | 궤도선: 620 W 착륙선: 70 W |
| 발사일 | |
| 발사 로켓 | 타이탄 IIIE |
| 발사 장소 | 케이프 커내버럴 LC-41 |
| 발사 계약자 | 마틴 마리에타 |
| 마지막 교신 | [https://solarsystem.nasa.gov/resources/1060/beyond-earth-a-chronicle-of-deep-space-exploration/ NASA.gov] |
| 궤도 기준 | 화성 중심 |
| 궤도 이심률 | 0.81630 |
| 궤도 경사 | 80.5° |
| 궤도 주기 | 24.08시간 |
| 궤도 시대 | 1980년 7월 24일 |
| 정점 | 화성 |
| 행성 간 이동 (궤도선) | |
| 천체 | 화성 |
| 구성 요소 | 바이킹 2호 궤도선 |
| 도착 날짜 | 1976년 8월 7일 |
| 행성 간 이동 (착륙선) | |
| 천체 | 화성 |
| 구성 요소 | 바이킹 2호 착륙선 |
| 도착 날짜 | 1976년 9월 3일 22:37:50 UTC (MSD 36500 00:13 AMT) |
| 위치 | |
| 프로그램 | |
| 프로그램 종류 | 대규모 전략 과학 임무 행성 과학 부문 |
| 이전 임무 | 바이킹 1호 |
| 다음 임무 | 보이저 2호 |
| 프로그램 이름 | 바이킹 계획 |
| 휘장 | |
| |
| 착륙선 이미지 | |
| |
2. 임무 개요
바이킹 2호는 1975년 9월 9일 케이프 커내버럴 공군 기지에서 타이탄/센타우르 로켓을 이용하여 발사되었다.[9] 333일 후 화성에 도착, 궤도 진입 전 화성의 전체 모습을 전송하기 시작했다. 1976년 8월 7일 궤도선은 1500×33,000km, 24.6시간의 화성 궤도에 진입했으며, 8월 9일에는 근점 1499km, 궤도 경사각 55.2도, 27.3시간 주기의 궤도로 조정되었다. 이후 궤도선은 후보 착륙 지점의 사진을 촬영했고, 이 영상과 바이킹 1호 궤도선이 전송한 영상을 바탕으로 착륙 지점이 선정되었다.[9]
1976년 9월 3일 22시 37분 50초 UT에 착륙선이 궤도선에서 분리되어 유토피아 평원에 착륙했다.[6] 분리 과정의 문제로 인해 궤도선과 착륙선을 연결하는 구조물(바이오 실드)은 궤도선에 그대로 남겨졌다.[7] 궤도 경사각은 1976년 9월 30일에 75도까지 늘려졌다.[7]
2. 1. 발사 및 궤도 진입
바이킹 2호는 1975년 9월 9일 케이프 커내버럴 공군 기지에서 타이탄/센타우르 발사체를 사용하여 발사되었다.[9] 333일간의 화성 항해 후, 바이킹 2호 궤도선은 1976년 8월 7일 1,500 x 33,000 km, 24.6시간의 화성 궤도에 진입하기 전 화성의 전체 이미지를 전송하기 시작했다.[9] 8월 9일에는 근점고도 1,499 km, 경사각 55.2도로 27.3시간의 사이트 인증 궤도로 조정되었다.[9] 이후 궤도선은 바이킹 1호가 전송한 영상과 함께 최종 착륙 지점을 선택하는 데 사용된 후보 착륙 지점의 사진을 촬영하기 시작했다.[9] 1976년 9월 30일 궤도 경사각은 75도로 증가했다.[7]2. 2. 착륙선 분리 및 착륙
바이킹 2호는 1975년 9월 9일 케이프 커내버럴 공군 기지에서 타이탄/센타우르 로켓을 이용하여 발사되었다.[9] 333일 후 화성에 도착, 궤도 진입 전 화성의 전체 모습을 전송하기 시작했다. 1976년 8월 7일 궤도선은 1500×33,000km, 24.6시간의 화성 궤도에 진입했으며, 8월 9일에는 근점고도 1499km, 궤도 경사각 55.2도, 27.3시간 주기의 궤도로 조정되었다. 이후 궤도선은 후보 착륙 지점의 사진을 촬영했고, 이 영상과 바이킹 1호 궤도선이 전송한 영상을 바탕으로 착륙 지점이 선정되었다.[9]1976년 9월 3일 22시 37분 50초 UT에 착륙선이 궤도선에서 분리되어 유토피아 평원에 착륙했다.[6] 분리 과정의 문제로 인해 궤도선과 착륙선을 연결하는 구조물(바이오 쉴드)이 궤도선에 그대로 남겨졌다.[7] 그 후 궤도선의 궤도 경사각은 1976년 9월 30일에 75도까지 증가했다.[7]
3. 구성 요소
1976년 11월 8일 태양과의 합으로 인해 궤도선의 최초 미션이 종료되었다가, 합이 끝난 후인 1976년 12월 14일부터 재개되었다. 1976년 12월 20일에는 근점을 778 km까지 내려 경사각이 80도까지 늘려졌다. 1977년 10월에는 데이모스에의 접근이 행해졌고, 1977년 10월 23일에는 근점을 300 km까지 내려 주기가 24시간으로 변경되었다. 궤도선은 자세 제어 가스를 방출하는 추진 시스템으로부터 가스가 새어 버렸다. 궤도선은 화성을 706회 주회해 약 16,000개의 영상을 송신한 후, 1978년 7월 25일에 302 x 33176 km의 궤도에서 작동을 정지했다.
1976년 9월 3일 19:39:59 UT 에, 착륙선과 보호 커버가 궤도선으로부터 분리되었다. 분리 시점에서, 착륙선의 속도는 4 km/s 정도였다. 분리 후에 로켓을 분사하고, 착륙선의 궤도 이탈이 개시되었다. 수시간 후, 착륙선의 고도는 약 300 km 로, 재돌입을 위해서 방향을 전환했다. 대기권의 통과에 수반해 증발성의 열 차폐막이 있는 에어로쉘에 의한 보호 커버로 감속했다.
바이킹 2호의 착륙선은, 유토피아 평원에 있는 미에 크레이터로부터 약 200 km 서쪽인 북위 48.269도, 서경 225.990도, 적도 반경이 3397.2 km 로 편평률이 0.0105인 기준 타원체로부터의 표고 4.23 km의 지점(행성면좌표로 북위 47.967도, 서경 225.737도)에 22:58:20 UT (화성 지방시로 9:49:05 a.m.)에 착륙했다. 착륙시에는 약 22 kg의 추진제가 남아 있었다. 바위 혹은 매우 반사율이 높은 표면에 의해 레이다가 오인해, 착륙 시의 추진 장치로부터의 분사가 0.4초 길어졌다. 그 때문에 지면이 파손되었다. 착륙다리 1개가 바위 위에 내려졌기 때문에, 착륙선은 8.2도 기울었다. 착륙 후, 즉시 카메라 촬영이 개시되었다.
바이킹 2호의 착륙선은 화성 표면에서 1281 화성일 동안 운용되었다. 배터리의 고장 때문에 1980년 4월 11일에 작동을 정지했다.
3. 1. 궤도선
바이킹 2호 궤도선은 1976년 11월 8일 태양과의 합으로 인해 첫 번째 임무를 종료했고, 1976년 12월 14일 합이 끝난 후 임무를 재개했다.[8] 1976년 12월 20일에는 근점을 778 km까지 낮추고 궤도 경사각을 80도까지 증가시켰다.[8] 1977년 10월에는 데이모스에 접근했으며, 1977년 10월 23일에는 근점을 300 km까지 낮추고 주기를 24시간으로 변경했다.[8] 궤도선은 자세 제어 가스를 방출하는 추진 시스템에서 가스가 누출되기 시작했다.[8] 화성을 706회 궤도 비행하며 약 16,000장의 영상을 전송한 후, 1978년 7월 25일에 302 x 33,176 km 궤도로 진입하여 운용이 중단되었다.[8]3. 2. 착륙선
1976년 9월 3일 19:39:59 UT, 바이킹 2호 착륙선은 궤도선에서 분리되어 화성 유토피아 평원으로 향했다.[9][10] 분리 당시 착륙선의 속도는 약 4km/s였으며, 분리 후 로켓 분사를 통해 강하 궤도 진입을 시작했다. 몇 시간 후 고도 약 300km에서 대기권 재진입을 위해 자세를 전환, 열 차폐막이 있는 에어로쉘을 이용하여 대기 통과 중 감속을 실시했다.[9]착륙선은 미에 분화구에서 서쪽으로 약 200km 떨어진 북위 48.269도, 서경 225.990도 (행성면좌표 북위 47.967도, 서경 225.737도) 지점에 22:58:20 UT (화성 현지 시간 오전 9시 49분 05초)에 착륙했다. 착륙 지점의 고도는 적도 반경 3,397.2km, 편평률 0.0105인 기준 타원체에 대해 -4.23km였다.[9][10] 착륙 당시 약 22kg의 추진제가 남아 있었으며, 레이더 오작동으로 인해 착륙 직전 추진기가 0.4초 더 작동하여 지면이 파손되고 먼지가 발생했다. 착륙선은 다리 하나가 바위에 걸려 8.2도 기울어진 상태로 착륙했다.[9]
착륙 직후 카메라는 즉시 촬영을 시작했다.[9] 바이킹 2호 착륙선은 방사성 동위원소 발전기로 전력을 공급받았으며, 1281 화성일 동안 운용되었다. 1980년 4월 11일, 배터리 고장으로 인해 작동이 중지되었다.[9][10] 2001년 7월, 바이킹 프로그램의 과학자였던 제럴드 소펜을 기리기 위해 '''제럴드 소펜 기념 기지'''로 명명되었다.[9][10]
4. 주요 과학적 성과
4. 1. 착륙지 토양 분석
바이킹 2호가 착륙한 유토피아 평원의 표토층은 현무암질 용암 풍화 생성물과 유사한 성분을 보였다.[11] 토양 분석 결과, 규소와 철이 풍부하게 함유되어 있었고, 마그네슘, 알루미늄, 황, 칼슘, 티타늄 등도 상당량 포함되어 있었다. 스트론튬과 이트륨과 같은 미량 원소도 검출되었다.[11]칼륨의 양은 지구 지각 평균의 5분의 1 수준으로 낮게 나타났다. 토양에서는 해수 증발 후 남은 것과 유사하게 황과 염소가 검출되었는데,[11] 황은 토양 아래층보다 상층 지각에 더 농축되어 있었다. 황은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 철의 황산염 또는 황화 철 형태로 존재할 수 있다.[11] 스피릿 로버와 오퍼튜니티 로버는 화성에서 황산염을 발견했다.[12]
기체 크로마토그래프-질량 분석기(GCMS)를 통해 가열된 모든 샘플에서 물이 배출되었으나, 샘플 처리 방식의 문제로 정확한 물의 양은 측정할 수 없었다. 다만, 약 1% 정도의 물이 함유된 것으로 추정된다.[14]
착륙선에 탑재된 자석을 이용한 연구 결과, 토양은 무게 기준으로 3~7%의 자기 물질을 함유하고 있었다. 이 자기 화학 물질은 자철광과 마그헤마이트일 가능성이 있으며, 이는 현무암 암석의 풍화 작용으로 생성될 수 있다.[15][16] 2004년 스피릿 로버의 실험 결과는 자철광이 화성 먼지와 토양의 자기적 특성을 설명할 수 있음을 보여주었다.[17] 마그마성 화성암의 전형적인 풍화 생성물인 광물이 발견되었다.[13]
4. 2. 생명체 탐색 실험
바이킹 2호는 생명체를 찾기 위한 생물학 실험을 수행했다. 생물학 실험 장비는 무게가 15.5 kg 이었으며, 열분해 방출 실험(PR), 표지 방출 실험(LR), 가스 교환 실험(GEX)의 세 하위 시스템으로 구성되었다.[18] 또한, 화성 토양 내 유기 화합물의 조성과 양을 측정할 수 있는 가스 크로마토그래프/질량 분석기(GCMS)가 탑재되었다.실험 결과는 특이하고 상반되었는데, GCMS와 GEX는 음성 결과를, PR과 LR은 양성 결과를 보였다.[19] 바이킹 과학자 패트리샤 스트라트는 2009년에 "우리의 (LR) 실험은 생명체에 대한 확실한 양성 반응이었지만, 많은 사람들이 다양한 이유로 위양성이라고 주장했다."라고 말했다.[20]
많은 과학자들은 데이터가 토양 내 무기 화학 반응에 기인한다고 믿었으나, 바이킹 이후의 발견과 연구로 인해 이러한 견해가 바뀔 수 있다. 여기에는 바이킹 착륙 지점 근처의 표면 근처 얼음 발견, 유기물 파괴 가능성이 있는 과염소산염, 2018년 과학자들의 GCMS 데이터 재분석 등이 포함된다.[21] 일부 과학자들은 여전히 결과가 생명 반응에 의한 것이라고 믿고 있다.
화성은 지구와 달리 오존층이 거의 없어 자외선(UV) 빛이 표면을 살균하고 과산화물과 같은 반응성이 높은 화학 물질을 생성하여 모든 유기 화학 물질을 산화시킨다.[22] 피닉스 착륙선은 화성 토양에서 과염소산염을 발견했는데, 이는 강력한 산화제로 표면의 모든 유기 물질을 제거했을 수 있다.[23] 과염소산염은 현재 화성에 광범위하게 퍼져 있는 것으로 여겨져, 화성 표면에서 유기 화합물을 감지하기 어렵게 만든다.[24]
4. 3. 화성 지형 관측 (궤도선)
바이킹 궤도선은 화성에 물이 존재했다는 중요한 증거들을 발견했다. 여러 지역에서 발견된 거대한 강 계곡들은[25][26][27] 물 범람이 기반암에 홈을 내고 깊은 계곡을 깎아내며 수천 킬로미터를 이동했음을 보여준다. 남반구에서 발견된 분기된 하천 지역은 과거 화성에 강우가 있었음을 시사한다.[25][26][27]5. 관련 인물
5. 1. 제럴드 소펜
제럴드 소펜(Gerald Soffen)은 1970년대 후반 미국의 바이킹 계획에서 프로젝트 과학자를 맡았던 인물이다. 그의 이름을 따서 바이킹 2호 착륙선은 '제럴드 소펜 기념 기지'로 명명되었다.6. 바이킹 2호와 한국의 화성 탐사
7. 같이 보기
참조
[1]
NSSDC
Viking 2 Lander
[2]
웹사이트
Viking 2
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2014-02-02
[3]
NASA
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https://solarsystem.[...]
[4]
웹사이트
Viking Mission to Mars
http://nssdc.gsfc.na[...]
2006-12-18
[5]
NSSDC
Viking 2 Orbiter
2019-08-16
[6]
웹사이트
Viking 1 and 2, NASA's first Mars landers
https://www.planetar[...]
2024-06-14
[7]
웹사이트
Viking 2
https://www.jpl.nasa[...]
2024-10-09
[8]
웹사이트
Viking 2 - NASA Science
https://science.nasa[...]
2024-10-09
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https://solarsystem.[...]
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논문
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[15]
논문
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간행물
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[17]
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문서
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http://www.msss.com/[...]
[19]
문서
Viking Data May Hide New Evidence For Life.
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Viking 2 Likely Came Close to Finding H2O.
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Mitchell Beazley Publishers
1990
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