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트리톤 호퍼

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1. 개요

트리톤 호퍼는 미국 항공우주국(NASA)의 첨단 개념 연구소(NIAC)에서 제안된, 해왕성의 위성 트리톤을 탐사하기 위한 개념이다. 방사성 동위원소 로켓 엔진을 사용하여 트리톤 표면이나 그 아래의 질소 얼음을 수집, 가열하여 추진제로 사용하며, 로켓 추진으로 최대 1km 높이, 5km 거리를 도약할 수 있다. 다양한 지형 탐사, 대기 샘플링, 이미지 및 비디오 획득, 표면 분석, 간헐천 분출 물질 분석 등을 수행할 수 있으며, 질소 얼음 채굴 및 가열 기술 개발이 주요 과제이다.

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트리톤 호퍼
트리톤 호퍼
임무 유형정찰
운영 기관NASA
우주선 유형로봇
건조 질량500 kg
행성 간 이동
유형착륙선
천체트리톤
이미지
트리톤 호퍼
트리톤 호퍼 구상도

2. 역사

트리톤해왕성의 가장 큰 위성이다. 1989년, ''보이저 2호''는 40000km 거리에서 이 위성을 지나갔으며, 표면에서 여러 개의 한랭 화산을 발견했다. 트리톤은 지질학적으로 활발하며, 표면은 젊고 상대적으로 충돌 크레이터가 적다. 또한 매우 얇은 대기를 가지고 있다.

''트리톤 호퍼'' 개념은 미국 항공우주국의 첨단 개념 연구소(NIAC)에서 2015년 처음 제안되어 1단계 연구에 들어갔다.[3][4] 이후 2018년 3월 탐사 계획과 부품, 로켓 추진력 등이 일부 수정되었고,[16][17] NIAC의 2단계 연구로 전환되어 새로운 기술을 개발하고 있다.[3][4]

2. 1. 개발 및 투자

트리톤 호퍼는 NASA와 JPL의 지원 또는 주도 하에 개발 및 연구가 이루어지고 있는 탐사선 개념이다.

3. 탐사 방법

트리톤 호퍼는 방사성 동위원소 로켓 엔진을 사용하여 트리톤 표면이나 그 아래에 있는 질소 얼음을 수집하고, 이를 압력 하에서 가열하여 로켓 추진제로 사용하는 탐사 개념이다.[2][5][11][12]

이 로켓 추진 방식의 차량, 즉 "호퍼"는 도약을 통해 이동한다. 한 번의 도약으로 최대 1km 높이까지 솟아올라 5km 거리를 이동할 수 있을 것으로 추정된다.[6][7][13] 이러한 도약 방식은 다양한 지형을 탐사하고, 지구 중력의 8%에 불과한 트리톤의 낮은 중력을 활용하는 데 유리하다. 도약하는 동안 반구를 횡단하며 대기를 샘플링하는 것도 가능하다.[2][10]

공중에서는 비행 중 이미지와 비디오를 촬영하고, 지상에 착륙해서는 표면의 화학적 및 지질학적 특성을 사진 촬영하고 분석한다. 또한, 트리톤 표면의 간헐천을 통과하며 그곳에서 분출되는 물질을 직접 분석하는 임무도 수행할 수 있다.[8]

3. 1. 주요 기술적 과제

가장 큰 기술적 과제는 현지 표면의 질소 얼음을 채굴하는 방법과 이를 추진제로 사용하기 위해 가열하는 방법을 알아내는 것이다.[2]

4. 페이로드


  • '''카메라''': 트리톤 주변 환경을 촬영하여 이미지와 영상을 확보하는 것이 주된 목적이다.
  • '''로켓''': 트리톤 표면에서 짧은 거리를 도약하여 이동하는 데 사용된다.[18][19] 이를 통해 탐사선은 다양한 지점을 탐사할 수 있다.[20][21]
  • '''배터리''': 탐사선 전체 시스템에 필요한 전력을 공급하는 역할을 한다.

4. 1. 탐사 목표

트리톤 호퍼의 주요 탐사 목표는 방사성 동위원소 로켓을 이용하여 트리톤 표면을 이동하며 탐사하는 것이다.[2][5] 이 탐사선은 현지에서 고체 질소 얼음을 채취하여 고압으로 가열한 뒤 로켓 추진제로 사용하여 도약하는 독특한 방식을 사용한다.[11][12] 가장 큰 기술적 과제는 현지 표면의 질소 얼음을 채굴하고 이를 추진제로 사용하기 위해 가열하는 방법을 개발하는 것이다.[2][10]

탐사선은 로켓 추진을 통해 한 번에 최대 1km 높이까지 솟아올라 5km 거리를 이동하는 '도약'(hop) 방식으로 움직일 것으로 예상된다.[6][7][13][20][21] 이러한 방식은 지구 중력의 8%에 불과한 트리톤의 낮은 중력과 다양한 지형을 효과적으로 탐사하는 데 유리하다.[2][10]

탐사 활동은 비행 중과 지상 착륙 시로 나뉜다.

  • 비행 중: 도약하는 동안 카메라를 이용해 주변 지형의 이미지와 비디오를 촬영하고, 매우 희박한 대기 샘플을 채취하여 분석한다.[2][8] 이를 통해 넓은 지역에 대한 개괄적인 정보와 대기 구성 성분을 파악할 수 있다.
  • 지상 착륙 시: 착륙 지점의 표면을 상세히 촬영하고, 지질학적 특징과 화학적 조성을 정밀하게 분석한다.[8]


또한, 1989년 보이저 2호가 발견한 한랭 화산이나 간헐천과 같은 지질 활동 지역을 탐사하는 것도 중요한 목표이다. 가능하다면, 활발하게 분출되는 물질 기둥을 직접 통과하며 그 구성 성분을 분석하여 트리톤 내부 활동에 대한 단서를 얻고자 한다.[8]

참조

[1] 웹사이트 NASA's Far-Out Space Concepts http://scitech.aiaa.[...] American Institute of Aeronautics and Astronautics 2017-01-13
[2] 웹사이트 Triton Hopper: Exploring Neptune's Captured Kuiper Belt Object https://www.nasa.gov[...] NASA Glenn Research Center 2015-05-07
[3] 웹사이트 Triton Hopper: Exploring Neptune's Captured Kuiper Belt Object https://www.nasa.gov[...] NASA Glenn Research Center 2018-03-30
[4] 간행물 Why We Should Use This Jumping Robot to Explore Neptune http://motherboard.v[...] 2015-08-28
[5] 서적 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting
[6] 간행물 This Jumping Probe Might Explore Neptune's Biggest Moon http://www.popsci.co[...] 2016-05-17
[7] 웹사이트 Triton Hopper: Exploring Neptune's Captured Kuiper Belt Object https://www.lpi.usra[...]
[8] 웹사이트 A Mission To Neptune's Moon Triton Would Be Pretty Cool http://now.space/pos[...] Now.Space 2016-06-24
[9] 웹사이트 NASA's Far-Out Space Concepts http://scitech.aiaa.[...] American Institute of Aeronautics and Astronautics 2017-01-13
[10] 웹사이트 Triton Hopper: Exploring Neptune's Captured Kuiper Belt Object https://www.nasa.gov[...] NASA Glenn Research Center 2015-05-07
[11] 웹사이트 Why We Should Use This Jumping Robot to Explore Neptune https://motherboard.[...] Motherboard 2015-08-28
[12] 논문 Analysis of a Radioisotope Thermal Rocket Engine
[13] 웹사이트 This Jumping Probe Might Explore Neptune's Biggest Moon http://www.popsci.co[...] Popular Science 2016-05-17
[14] 웹인용 NASA's Far-Out Space Concepts https://scitech.aiaa[...] 2017-01-13
[15] 웹인용 Triton Hopper: Exploring Neptune's Captured Kuiper Belt Object https://www.nasa.gov[...] 2015-05-08
[16] 웹인용 Triton Hopper: Exploring Neptune's Captured Kuiper Belt Object https://www.nasa.gov[...] 2018-03-30
[17] 웹인용 Why We Should Use This Jumping Robot to Explore Neptune https://motherboard.[...] 2018-03-30
[18] 웹인용 This Jumping Probe Might Explore Neptune’s Biggest Moon https://www.popsci.c[...] 2016-05-18
[19] 웹인용 Triton Hopper: Exploring Neptune’s Captured Kuiper Belt Object https://www.hou.usra[...] 2016-05-17
[20] 웹인용 This Jumping Probe Might Explore Neptune’s Biggest Moon https://www.popsci.c[...] 2016-05-18
[21] 웹인용 Triton Hopper: Exploring Neptune’s Captured Kuiper Belt Object https://www.hou.usra[...] 2016-05-17



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