제네시스 (우주선)

3. 운용

미국 항공우주국(NASA)은 2001년 8월 8일 16시 13분 40초(UTC)에 케이프 커내버럴에서 델타 II 7326 로켓으로 제네시스를 발사했다.^[17] 발사 후 제네시스는 지구-태양 라그랑주 점(L1)까지 이동하여 2001년 11월 16일에 L1 주위의 타원 궤도에 진입했다.^[17] 2001년 12월 3일부터 2004년 4월 1일까지 850일 동안 태양풍 입자를 수집했으며, 이 기간 동안 우주선은 L1 주변에서 5개의 헤일로 궤도를 돌았다.^[17] 수집된 샘플을 보관한 샘플 반환 캡슐은 2004년 9월 8일 지구 대기권에 재진입했다.^[18]

탐사선의 궤도는 다음과 같다.

제네시스는 여러 종류의 태양풍 수집기를 탑재했는데, 이들은 모두 수동적으로 태양풍을 수집했다. 즉, 수집기는 태양을 향해 우주에 있었고, 태양풍의 이온은 200km/s 이상의 속도로 충돌하여 수집기 표면에 묻혔다.^[10] 대부분의 제네시스 수집기는 우주선이 마주치는 모든 태양풍("벌크 태양풍")을 지속적으로 샘플링했다. 그러나 우주선은 탑재된 전자 및 이온 모니터에 의해 결정되는 태양풍의 특정 "영역"(빠른, 느린, 코로나 질량 방출)이 발생했을 때 배치되는 세 개의 수집기 배열도 탑재했다.^[12] 제네시스에는 세 번째 유형의 수집기인 농축기도 있었는데, 이 농축기는 벌크 태양풍을 수집했지만, 정전기적으로 수소를 반발하고, 가벼운 태양풍 원소를 작은 표면에 집중시키는 충분한 전압을 가지고 있어, 해당 이온을 약 20배 농축시켰다는 점에서 차별적이었다.^[13][14]

수집 단계가 완료된 후, 수집기 배열은 샘플 반환 캡슐에 보관되었고 우주선은 지구로 귀환했다. 캡슐이 지구에 접근하여 재진입 초기 단계에 접어들었을 때 모든 것이 순조롭게 진행되는 것처럼 보였다.

캡슐 회수를 위해 광범위한 계획이 수립되었다. 일반적인 낙하산 착륙은 섬세한 샘플을 손상시킬 수 있으므로, 임무 설계는 샘플 반환 캡슐의 공중 회수를 요구했다. 지상 약 33km 지점에서 드로그 낙하산을 펼쳐 하강 속도를 늦추도록 했다. 그런 다음 6.7km 고도에서 대형 파라포일을 펼쳐 하강 속도를 더욱 늦추고 캡슐을 안정적인 비행 상태로 유지하도록 했다. 그 후 두 번째 헬리콥터를 백업으로 한 헬리콥터가 5미터 갈고리 끝에 달린 낙하산으로 캡슐을 잡으려고 시도할 예정이었다. 회수되면 캡슐은 연착륙했을 것이다.

샘플 반환 캡슐은 2004년 9월 8일 16:55 UTC에 약 11.04km/s의 속도로 미국 북부 오리건주 상공에서 지구 대기권에 진입했다.^[18] 감속 센서의 설계 결함으로 인해 낙하산 전개는 전혀 작동하지 않았고, 우주선의 하강은 자체적인 공기 저항에 의해서만 늦춰졌다.^[19] 계획된 공중 회수는 수행될 수 없었고, 캡슐은 약 86m/s의 속도로 유타주 투엘 카운티의 듀그웨이 시험장 사막 바닥에 추락했다. 충돌 시 캡슐이 열렸고 내부 샘플 캡슐의 일부도 파손되었다.

2004년 9월 8일 샘플 반환 캡슐을 방출한 후, 우주선 본체는 지구-태양 라그랑주 점(L1)으로 되돌아갔다.^[21] 2004년 11월 6일 궤도 수정 기동을 수행하여 우주선 본체가 장기 임무에 사용되지 않을 경우 L1을 떠날 수 있도록 했다. 2004년 12월 2일 우주선 본체에 마지막 명령이 전송되어 ''제네시스''는 휴면 상태에 들어갔다.^[21] 우주선 본체는 2005년 2월 1일경 L1을 떠나 지구를 앞서는 태양 중심 궤도에 머물렀다.^[22]

3. 1. 임무 개요

3. 2. 수집기

3. 3. 회수 단계

3. 4. 우주선 본체의 운명

4. 샘플 분석 및 결과

초기 조사 결과, 일부 웨이퍼는 충격으로 파손되었지만 대부분은 손상되지 않았다. 캡슐 내부로 사막 먼지가 유입되었지만, 액체 물은 유입되지 않았다. 과학자들은 태양풍 입자가 웨이퍼에 박혀 있고, 오염된 먼지는 표면에 있을 가능성이 높아 먼지를 샘플에서 분리할 수 있을 것이라고 판단했다.^[23] 예상과 달리, 샘플 분석 과정에서 가장 문제가 된 것은 추락으로 유입된 지구의 사막 토양이 아니라 윤활유 및 우주선 건축 자재와 같은 우주선 자체의 화합물이었다.^[24]

분석팀은 주요 과학 목표 대부분을 달성할 수 있을 것이라고 발표했다. 2004년 9월 21일, 샘플 추출 작업이 시작되었고, 2005년 1월에는 알루미늄 웨이퍼의 첫 번째 샘플 조각이 분석을 위해 세인트루이스 워싱턴 대학교의 과학자들에게 보내졌다.^[25]

4. 1. 불활성 기체

4. 2. 산소 동위원소

4. 3. 질소 동위원소

5. 사고 조사 위원회 (MIB)

참조

_[1] 웹사이트 Genesis: In Depth https://solarsystem.[...] NASA Solar System Exploration 2023-09-25
_[2] 웹사이트 Genesis: In Depth https://solarsystem.[...] NASA Solar System Exploration 2020-02-02
_[3] 웹사이트 Genesis https://nssdc.gsfc.n[...] NASA Space Science Data Coordinated Archive 2020-02-02
_[4] 서적 Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 https://www.nasa.gov[...] NASA History Program Office
_[5] 문서 The NASA Stardust (spacecraft)|''Stardust'' mission launched two years before ''Genesis'', but did not return to Earth until two years after ''Genesis'''s return.
_[6] 웹사이트 Genesis Solar Wind Samples https://curator.jsc.[...] NASA/JPL
_[7] 논문 Solar Wind Conditions and Composition During the Genesis Mission as Measured by in situ Spacecraft 2013-06
_[8] 웹사이트 Genesis Science Team http://genesismissio[...] NASA/JPL
_[9] 웹사이트 Genesis Discovery 5 Mission Proposal http://web.gps.calte[...] NASA/JPL
_[10] 논문 The Genesis Discovery Mission: Return of Solar Matter to Earth 2003-01
_[11] 웹사이트 The Stopping and Range of Ions in Matter http://www.srim.org
_[12] 논문 The Plasma Ion and Electron Instruments for the Genesis Mission 2003-01
_[13] 논문 The Genesis Solar Wind Concentrator 2003-01
_[14] 간행물 Elemental Fractionation Processes in the Solar Wind Revealed by Genesis Solar Wind Regime Samples https://www.lpi.usra[...] 2013-03
_[15] 보도자료 Diamond-like Films Help In Study Of Solar Winds https://www.scienced[...] Sandia National Laboratories 2009-02-16
_[16] 논문 The Genesis Solar-Wind Collector Materials 2003-01
_[17] 보고서 Genesis failure investigation report: JPL Failure Review Board, Avionics Sub-Team Jet Propulsion Laboratory 2004-07
_[18] 웹사이트 Genesis: Mission History http://genesismissio[...] NASA/JPL 2009-09-03
_[19] 서적 Genesis Mishap Investigation Board Report: Volume 1 https://www.nasa.gov[...] NASA 2010-05-01
_[20] 보고서 Genesis Recovery Processing http://research.jsc.[...] NASA/JSC
_[21] 웹사이트 Genesis science "a work in progress" https://genesismissi[...] NASA 2012-11-30
_[22] 웹사이트 Genesis spacecraft bus flies solo https://genesismissi[...] NASA 2012-11-30
_[23] 웹사이트 Salvaging Genesis Solar Wind Sample Science https://curator.jsc.[...] NASA 2023-12-06
_[24] 논문 Crashed spacecraft yields data 2007-10-18
_[25] 보도자료 NASA Sends First Genesis Early-Science Sample to Researchers https://www.nasa.gov[...] NASA 2006-04-24
_[26] 논문 Constraints on Neon and Argon Isotopic Fractionation in Solar Wind 2007-10-18
_[27] 논문 Noble gas composition of the solar wind as collected by the Genesis mission 2009-12
_[28] 보도자료 NASA Announces Key Genesis Science Collectors In Excellent Shape https://www.nasa.gov[...] NASA 2006-04-24
_[29] 웹사이트 Department Directory: Kevin D. McKeegan http://www.ess.ucla.[...] UCLA Department of Earth and Space Sciences 2010-06-26
_[30] 논문 The Oxygen Isotopic Composition of the Sun Inferred from Captured Solar Wind 2011-06
_[31] 논문 The Solar System's first breath 2008-03-13
_[32] 논문 A ¹⁵N-Poor Isotopic Composition for the Solar System As Shown by Genesis Solar Wind Samples https://hal.archives[...] 2011-06-24
_[33] 보도자료 Genesis Mishap Investigation Board Status Report #1 https://genesismissi[...] NASA 2014-05-19
_[34] 뉴스 Genesis crash linked to upside-down design https://www.newscien[...] 2004-10-15
_[35] 논문 Flawed drawings caused spacecraft crash 2004-10-18
_[36] 뉴스 'Murphy''s Law' rules outer space... And NASA still needs to learn how to evade it https://web.archive.[...] NBC News 2004-10-21
_[37] 뉴스 Official: Genesis Pre-Launch Test Skipped http://www.space.com[...] Space.com 2006-01-07