2024년 뛰어난 우주 과학 이벤트

2024년은 SpaceX의 '젓가락' 로켓 포획을 포함하여 궤도 및 달 임무에서 많은 성공이 이루어진 해입니다.

일본 우주선, 달 착륙 성공

일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 SLIM 우주선이 1월 19일에 달 표면에 착륙하면서 일본은 소련, 미국, 중국, 인도에 이어 지구의 자연 위성인 달에 우주선을 착륙시킨 다섯 번째 국가가 되었습니다. 탐사선은 길고 둥근 경로를 따라 비행하여 마침내 12월 25일에 달 궤도에 도달했습니다. SLIM은 시올리 분화구 가장자리에서 목표 지점으로부터 100m 떨어진 곳에 착륙하는 것을 목표로 했습니다.

1억 2천만 달러의 비용과 200kg에 불과한 SLIM은 분광계를 사용하여 남위 15도에 위치한 넥타해 지역의 주변 환경을 연구하는 등 여러 과학 활동을 수행하도록 설계되었습니다. 이 장치에서 얻은 데이터는 해당 지역의 구성에 대한 정보를 제공하여 달의 형성과 진화에 대한 이해를 도울 수 있습니다.

착륙 직후, JAXA 운영자들은 착륙선이 거꾸로 되어 있다는 것을 발견했습니다. 즉, 탑재된 태양 전지가 태양을 향할 수 없다는 뜻입니다. SLIM이 달에서 보낸 첫 밤은 1월 31일에 시작해서 2월 15일에 끝났습니다. 그 후 SLIM은 2월 29일에 두 번째 달밤을 보냈고, 운영팀은 기온이 섭씨 100도에서 -170도까지 떨어져 착륙선이 정지될 것으로 예측했습니다.

극한의 온도가 반복적으로 발생하면 실패 가능성이 커집니다. JAXA가 3월 중순에 운영을 복구하려고 시도했을 때, 착륙선의 주요 기능은 여전히 ​​사용 가능한 것으로 나타났습니다. 4월 중순의 긴 음력 밤 이후 SLIM이 세 번째로 깨어났을 때도 똑같은 일이 일어났고, 4월 23일에 지구로 신호를 전송했습니다.

JAXA가 SLIM과 마지막으로 접촉한 것은 4월 28일이었습니다. JAXA는 8월 26일에 SLIM 달 착륙선 임무가 수개월 동안 우주선과 재접촉이 이루어지지 않아 공식적으로 종료되었다고 발표했습니다. 하지만 SLIM의 주요 목표는 달성되었습니다. 이는 놀라운 정밀도로 천체에 착륙할 수 있는 능력을 보여준 사례였습니다. 타원형 착륙 지대는 지정된 지점을 100m 떨어진 곳에 둘러싸고 있는데, 이는 일반적으로 수 킬로미터에 달하는 거리보다 훨씬 짧습니다.

중국, 달의 어두운 면에서 샘플 수집 위해 우주선 발사

창어 6호 우주선은 오후 4시 27분 하이난 섬의 원창 위성 발사 센터에서 장정 5호 로켓에 실려 이륙했습니다. 하노이 시간으로 5월 3일. 창어 6호 우주선은 53일간의 여행 동안 지구에서 관측할 수 없는 달의 뒷면에 있는 남극-에이트켄 분지(SPA)를 향해 나아갔습니다. 창어 6호는 달 착륙선, 샘플 운반 모듈, 궤도선, 발사체(착륙선과 함께 탑재되는 소형 로켓) 등 4개의 모듈로 구성되어 있습니다.

6월 1일, 착륙선은 달 뒷면의 2,500km 폭의 충돌 지대인 남극-에이트켄 분지(SPA)에 위치한 아폴로 분화구 내부에 착륙했습니다. 착륙선은 삽과 드릴을 이용해 약 2kg의 달 샘플을 수집했습니다. 이 귀중한 표본은 6월 3일에 발사체로 옮겨졌고, 며칠 후에 궤도선에 도킹되었습니다. 샘플 캡슐을 실은 궤도선은 6월 21일에 지구로 귀환했습니다. 창어 6호의 달 샘플 캡슐은 6월 25일에 중국의 내몽골 자치구에 착륙했습니다.

초기 분석 결과에 따르면 어두운 영역의 시편은 더 다공성 구조와 더 많은 공극을 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 새로운 샘플은 지구의 자연 위성에 대한 여러 중요한 측면을 이해하는 데 도움이 됩니다. 여기에는 초기 진화, 가까운 면과 먼 면 사이의 차등 화산 활동, 내부 태양계의 충돌 역사, 달의 표토에 보존된 은하 활동의 흔적, 달의 지각과 맨틀의 구성 및 구조가 포함됩니다.

우주인들을 ISS로 실어 나른 보잉 우주선, 고장 발생

수년간의 지연 끝에, 보잉사의 스타라이너는 6월 5일 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 애틀라스 V 로켓에 실려 성공적으로 이륙하여 NASA 우주인 부치 윌모어와 수니 윌리엄스를 태우고 25시간의 비행을 통해 국제 우주 정거장으로 이동했습니다. 윌모어와 윌리엄스는 궤도에서 일주일을 보낸 후 6월 13일에 지구로 돌아올 예정이다. 그러나 비행 중에 스타라이너는 헬륨 누출 5건과 반응 제어 시스템의 추진기 고장 5건을 포함한 일련의 문제에 직면했다. 이로 인해 엔지니어들은 지상에서 문제를 해결해야 했고, 두 우주인이 ISS에 머무르는 기간이 일주일에서 반년 이상으로 연장되었습니다.

NASA는 8월 24일 기자회견에서 NASA와 보잉 엔지니어들이 상황을 신중하게 평가한 후, 고장난 스타라이너 우주선에 우주인 부치 윌모어와 수니 윌리엄스를 다시 탑승시키는 것이 안전한지에 대해 합의에 이르지 못했다고 발표했습니다. 그 결과, 그들은 2025년 2월까지 승무원이 ISS에 머물기로 결정했고, 그때 SpaceX의 드래곤 우주선이 우주 정거장에 도킹하여 승무원을 귀환시킬 예정이었습니다.

보잉의 스타라이너 우주선은 2024년 9월 6일 승무원 없이 지구로 귀환하여 미국 뉴멕시코주의 화이트샌드 우주항에 착륙했습니다. 캡슐은 감속 낙하산에 의해 점진적으로 낮아지고 에어백에 의해 지지됩니다. 스타라이너 우주선은 추가 분석을 위해 플로리다에 있는 NASA 케네디 우주 센터로 옮겨졌습니다. NASA와 보잉은 프로그램의 다음 단계를 결정하기 위해 협력할 것입니다.

최초의 민간 우주 유영 임무

최초의 민간 우주 유영 임무인 폴라리스 던 임무의 크루 드래곤 우주선은 9월 10일 오전 5시 23분(하노이 시간 오후 4시 23분)에 NASA 케네디 우주 센터(KSC)의 39A 발사 단지에서 SpaceX Falcon 9 로켓에 실려 이륙했습니다. 9분 30초 후, 로켓 부스터가 지구로 돌아와 플로리다 동부 해안의 바지선에 착륙했습니다.

4명의 우주인을 태운 크루 드래곤은 발사 후 약 12분 만에 팔콘 9의 상단 단계에서 분리되었습니다. 우주선은 타원 궤도에 진입한 뒤 몇 차례 선회한 후 점차 고도 1,400km까지 올라갔습니다. 이는 1972년 마지막 아폴로 임무 이후로 어떤 우주인이 날았던 것보다 더 높은 고도입니다.

우주선은 기록적인 고도에 도달한 후 737km 고도까지 하강했습니다. 그곳에서 배의 압력이 감소합니다. 임무 사령관이자 억만장자 재러드 아이작먼과 SpaceX 직원 사라 길리스가 캡슐에서 차례로 나왔습니다. 우주유영은 오후 5시 12분에 시작되었습니다. 하노이 시간으로 9월 12일, 1시간 46분 동안 진행되었습니다. 여행 중에 아이작먼과 길리스는 Starlink 위성에 연결된 새로운 레이저 기반 통신 시스템과 SpaceX의 초경량 우주복의 유연성을 테스트하기 위해 여러 가지 실험을 수행했습니다.

폴라리스 던 승무원은 9월 15일 멕시코만에 착륙하여 5일간의 궤도 임무를 마쳤습니다. 이것은 SpaceX의 가장 위험한 임무 중 하나입니다. 이 임무의 성공은 최초의 상업용 우주 유영으로 기록되었으며, 인간이 비행한 역사상 가장 높은 궤도 고도를 기록했습니다. 또한, Starlink 통신 시스템 테스트에서 얻은 데이터는 향후 임무를 위한 우주 통신을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

SpaceX, 로켓 '젓가락' 시스템 성공적으로 테스트

스타십 로켓 시스템은 항공우주 회사 SpaceX의 CEO이자 억만장자 엘론 머스크의 화성 여행이라는 야망을 점차 증명해 보이고 있습니다. 이 로켓은 지금까지 제작된 로켓 중 가장 높고(약 120m) 가장 강력한 로켓으로, 발사 시 약 8,000톤의 추력을 생성할 수 있습니다.

10월 13일 오전 8시 25분(하노이 시간 오후 8시 25분) 텍사스주 스타베이스에서 5번째 스타십 시험 발사가 진행 중, SpaceX는 새로운 "젓가락" 기술을 사용하여 Super Heavy 부스터 단계를 성공적으로 회수하면서 중요한 이정표에 도달했습니다. 구체적으로, 발사 후 약 7분 후, 이 부스터 단계는 메카질라 발사대 근처에 정확히 착륙했고 로봇 팔에 잡혔습니다. 그 사이, 스타십의 상단은 인도양에 착륙합니다.

SpaceX의 품질 시스템 관리자인 케이트 타이스는 "오늘은 엔지니어링 분야에 있어 역사적인 날입니다. 정말 믿기지 않습니다! 첫 번째 시도에서 슈퍼 헤비 부스터를 발사대 안으로 성공적으로 포획했습니다."라고 말했습니다.

스타십은 착륙용 다리가 없기 때문에 땅으로 돌아오려면 젓가락 모양의 로봇 팔이 달린 발사대에 의지해야 합니다. 랜딩기어를 제거하면 로켓의 회전 시간이 단축되고 무게도 크게 줄어듭니다. 질량이 1kg만 절약되어도 로켓은 더 많은 화물을 궤도에 실어 올릴 수 있습니다.

머스크의 비전은 미래에 이 팔이 로켓을 발사대로 빠르게 되돌려 보내 연료를 공급받은 후 바로 이륙할 수 있게 하는 것입니다. 아마도 착륙 후 30분 이내에 가능할 것입니다. 머스크는 우주 여행을 개선하여 화성에 공동체를 건설하고 인간을 여러 행성에 사는 종으로 바꾸고자 합니다.

우주에서 태양열을 활용하려는 노력

태양의 막대한 에너지를 우주에서 활용하는 것은 불가능한 아이디어가 아닙니다. 이는 악천후, 구름 덮개, 밤이나 계절에 영향을 받지 않고 지속적으로 사용할 수 있는 에너지원입니다.

이를 위한 아이디어는 많지만, 일반적인 운영 방법은 다음과 같습니다. 태양광 패널을 장착한 위성은 고고도 궤도로 발사됩니다. 태양광 패널은 태양 에너지를 모아 마이크로파로 변환한 후 대형 신호 송신기를 통해 무선으로 지구로 전송합니다. 이 송신기는 높은 정확도로 지상의 특정 위치까지 전송할 수 있습니다. 마이크로파는 구름과 악천후를 쉽게 통과하여 지구의 수신 안테나에 도달합니다. 그런 다음 전자레인지는 다시 전기로 변환되어 전력망에 공급됩니다.

예를 들어, 작년에 캘리포니아 공과대학(Caltech)의 엔지니어들이 우주 태양광 발전 시범 임무에서 제작한 위성이 최초로 우주에서 태양광을 전송했습니다. 이 임무는 2024년 1월에 종료됩니다.

아이슬란드의 지속 가능성 이니셔티브인 Transition Labs는 또한 지역 에너지 회사인 Reykjavik Energyt와 영국의 Space Solar와 협력하여 지구 대기권 밖에서 태양광 발전소를 개발하고 있습니다. 스페이스 솔라는 4월에 무선 전력 전송 기술의 획기적인 발전을 발표했는데, 이는 우주에서 태양광 발전을 한다는 아이디어를 실현하는 데 중요한 단계였습니다.

일본은 또한 2025년까지 우주에서 지구로 태양 에너지를 전송할 준비를 하고 있습니다. 4월, 일본 우주시스템 연구소의 고문인 이지치 고이치는 우주에서 소형 태양광 발전소를 테스트하고 저궤도에서 지구로 무선으로 에너지를 전송하기 위한 로드맵을 설명했습니다. 따라서 무게가 약 180kg인 작은 위성은 고도 400km에서 약 1kW의 전기를 전송할 수 있습니다. 이 기술이 성공한다면, 세계 의 막대한 에너지 수요를 해결하는 데 도움이 될 것입니다.

지적 재산권에 따르면

출처: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-su-kien-khoa-hoc-vu-tru-noi-bat-nam-2024/20241219010204419