카시니-하위헌스

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카시니-하위헌스
Cassini–Huygens
카시니-하위헌스 호와 토성의 상상도.
카시니-하위헌스 호와 토성의 상상도.
임무 정보
관리 기관 카시니: NASA
하위헌스: ESA
임무 유형 카시니: 토성 궤도선
하위헌스: 타이탄 착륙선
COSPAR ID 1997-061A
SATCAT № 25008
발사일 1997년 8월 15일 08:43:00 (UTC)
발사체 타이탄 IV
발사 장소 케이프커내버럴 공군 기지 SLC-40
접근 천체 금성, 지구, 2685 마수르스키, 목성
목표 천체 토성
착륙일 2005년 1월 14일
착륙 장소 남위 10° 12′ 서경 192° 24′ / 남위 10.2° 서경 192.4° / -10.2; -192.4 (Huygens probe)
임무 기간 19년 11개월
임무 종료 2017년 9월 15일
웹사이트 * NASA
우주선 정보
제조 기관 카시니: 제트 추진 연구소
하위헌스: 탈레스 알레니아 스페이스
중량 5,712 kg
전력원 RTG
궤도 정보
궤도 토성 궤도
궤도 진입일 2004년 7월 1일
접근 통과일 1998년 4월 26일 (금성)
1999년 6월 24일 (금성)
1999년 8월 18일 (지구)
2000년 1월 23일 (2685 마수르스키)
2000년 12월 30일 (목성)
탑재체
탑재체 하위헌스

카시니-하위헌스(Cassini-Huygens)는 미국유럽의 공동 토성 무인 탐사선이다. 카시니-하위헌스는 크게 NASA 카시니 궤도선과 ESA 하위헌스 탐사선(이탈리아 출신 프랑스 천문학자 조반니 도메니코 카시니와 네덜란드의 천문학자, 수학자, 물리학자 크리스티안 하위헌스의 이름을 딴 것이다) 둘로 나눌 수 있다. 카시니-하위헌스는 1997년 10월 15일 발사되었으며 2004년 7월 1일 토성 궤도에 진입하였다. 제트 추진 연구소(JPL)에 의하면 하위헌스 탐사선은 2004년 12월 25일 UTC 2:00 무렵 모선에서 분리되어 2005년 1월 14일 타이탄의 대기권에 진입하였다. 하위헌스는 타이탄의 표면에 착륙하기까지 타이탄의 자료를 지구로 보내 왔다. 카시니-하위헌스는 토성 주위를 공전하는 탐사선으로는 최초이며, 토성을 방문한 기체로는 네 번째이다.

개요[편집]

카시니 프로젝트의 설계, 제조, 정보 처리 등의 업무를 수행하기 위해 유럽의 16개국과 미국은 팀을 조직하였다. 프로젝트는 궤도선이 제조된 NASA(미 항공우주국)의 JPL(제트 추진 연구소)로부터 관리 받는다. 호이겐스호는 유럽의 ESRTC(European Space Research and Technology Centre)으로부터 개발 및 제조되었다. ESRTC의 주계약업체인 프랑스의 Aerospatiale사(지금은 Thales Alenia Space사)는 각국으로부터 보내진 장비들과 기구들을 조립하였다. (호이겐스호의 동력원과 기구 두 개는 미국으로부터 옴). ASI(이탈리아 항공우주국)는 카시니 궤도선을 위해 통신용 고이득 안테나와 저이득 안테나(예비용), 탐사용 고이득 안테나를 사용하는 최적화된 합성 벌린면 레이더, 레이더 고도계, 라디오미터, 전파 공학 부가 체계(Radio Science Subsystem), 가시광선 분광기를 제공하였다. 적외선 분광기, CNES(프랑스 국립우주연구센터)로부터 제공된 보조 동력원을 포함한 주 동력원은 미국으로부터 제공되었다. 2008년 4월 16일, NASA는 카시니 프로젝트 관제를 위한 자금지원 2년 연장 결정사항을 발표하였고 프로젝트 명을 카시니 이쿼녹스(추분) 미션(Cassini Equinox Mission)으로 개명하였다. 이 임무는 2010년 2월에 카시니 솔스티스(계절) 미션(Cassini Solstice Mission)으로 개명됨과 함께 또다시 연장되었다.

작명[편집]

Huygens' explanation for the aspects of Saturn, Systema Saturnium 토성계의 모습을 그린 호이겐스의 그림, 시스테마 세터니움(Systema Saturnium), 1659

카시니 프로젝트는 두개의 탐사선으로 구성되어 있다. ASI/NASA에서 개발한 토성 궤도선은 토성의 고리와 위성 4개를 발견한 이탈리아-프랑스계 출신 천문학자, 카시니(Giovanni Domenico Cassini)의 이름을 계승하였다. ESA에서 개발한 타이탄 탐사선 호이겐스호는 타이탄의 발견자이자 수학자, 물리학자, 천문학자를 겸임한 네덜란드 출신 과학자인 하위헌스(Christiaan Huygens)의 이름을 계승하였다. 하지만 NASA와 ESA는 이 궤도선과 탐사선들을 개발하는 도중에는 SOTP(Saturn Orbiter Titan Probe)라고 명칭했다. 카시니-호이겐스는 행성 탐사선급 기체로 분류되고 다른 대표적인 태양계 탐사선은 갈릴레오호, 보이저호, 바이킹호 등이 있다.

목적[편집]

카시니는 다음과 같은 목적이 있다.

  • 토성 고리의 입체적인 구조와 원리를 조사
  • 여러 위성들의 표면 성분과 지형의 역사를 조사
  • 토성 위성 이아페투스 표면의 북반구에 있는 검은 물질의 성질과 근원을 조사
  • 자기장의 입체적인 구조와 원리를 조사
  • 토성 대기의 여러 층과 원리를 조사
  • 토성 위성 타이탄의 구름과 안개의 시간에 따른 가변성을 조사
  • 토성 위성 타이탄의 표면을 지도화

카시니-호이겐스호는 1997년 8월 15일, 케이프커내버럴 공군 기지의 발사대 40에서 미 공군 타이탄 4 로켓을 이용해 발사되었다. 발사체는 2단 타이탄 4 추진 로켓과 보조 로켓 두 개, 켄타우로스 수송층, 덮개(페어링)으로 구성되어 있었다.

이 프로젝트의 비용은 약 32억 6천만 달러가 들었다. 탐사선 계획, 제작 비용으로 1.4억 달러, 임무 관제 비용으로 7040만 달러는, 경로 설계 비용으로 540만 달러, 발사체 비용으로 4220만 달러가 사용되었다. 미국은 총 비용의 80%인 26억 달러를, 유럽 항공우주국은 15%인 5000만 달러를, 이탈리아 항공우주국은 5%인 1600만 달러를 분담하였다. 카시니호의 임무 계획은 2008년 7월 30일에 중단되었고 2010년 6월까지 카시니 이쿼녹스 미션으로 연장되었다. 이 연장 임무는 2009년 8월의 토성에 추춘기에 토성을 정밀히 조사하는 것이 주 목적 이였다.

2010년 2월 3일, 미 항공우주국은 토성 북반구의 여름철에 종료될 카시니 솔스티스 미션을 발표하였다. 이는 카시니 임무를 6년 반간 연장하여 2017년에 종료되며 토성을 155번 공전, 타이탄과 54번 근접 비행, 엔셀라두스와 11번 근접비행을 할 예정이다. 2017년에, 카시니호는 타이탄의 중력에 의해 토성 표면으로 궤도가 바뀔 것이다. 그리하여 토성 구름층에서부터 고작 3,000km 상공인 궤도에서 비행하게 된다. 이 프로젝트는 타이탄 중력의 다음 영향에 의해 카시니호를 토성의 대기권으로 진입시킴으로써 종료되게 된다.[1]

여정[편집]

지정된 목적지 (크기순)
Two Halves of Titan.png
Moon seen by Cassini - PIA02321.tif
PIA08148 (Rhea-Splat).jpg
Iapetus as seen by the Cassini probe - 20071008.jpg
Dionean Linea PIA08256.jpg
Tethys cassini.jpg
Fountains of Enceladus PIA07758.jpg
타이탄 레아 이아페투스 디오네 테티스 엔셀라두스
Mimas before limb sharp (colored).jpg
Hyperion in natural colours.jpg
Phoebe cassini.jpg
PIA12714 Janus crop.jpg
PIA09813 Epimetheus S. polar region.jpg
Prometheus 12-26-09a.jpg
Flying By Pandora.jpg
미마스 히페리온 포에베 야누스 에피메테우스 프로메테우스 판도라
Helene over Saturn.jpg
Atlas (NASA).jpg
Telesto cassini closeup.jpg
N00151485 Calypso crop.jpg
Methone PIA14633.jpg
헬레네 아틀라스 텔레스토 칼립소 메토네

역사[편집]

발사대에 배채된 카시니-호이겐스호

최초로 합동 토성 탐사가 제안된 년도는 1982년이다. 두명의 유럽 과학자들은 토성 궤도선과 타이탄 탐사선을 합체하는 합리적인 합동 프로젝트를 제안하였고 1983년, 미 항공우주국(NASA)의 태양계 탐사 위원회(Solar System Exploration Committee)는 제안된 바와 같이 토성 궤도선, 타이탄 탐사선 프로젝트를 추진하였다. 미 항공우주국과 유럽 우주국(ESA)은 1984년 부터 이 승낙이 떨어질 지도 모르는 프로젝트에 대한 공동 연구를 시작하였고 미 항공우주국과 유럽 항공우주국은 각각 1985년, 1986년에 관심이 사그러드는 프로젝트에 대한 연구를 종료했다. 그러나, 1987년에 미 항공우주국의 과학자 샐리 라이드는 저명한 논문, "미 항공우주국의 리더쉽과 우주에서 미국인들의 미래"를 작성하며 카시니-하위헌스 프로젝트를 검토하고 찬성하여 카시니 프로젝트에 대해 다시 관심이 모이게 되었다.

라이드의 논문은 카시니-하위헌스 탐사선 프로젝트를 미 항공우주국의 단독 프로젝트로 설명한 반면에, 1988년에 미 항공우주국의 우주 탐사 계획 승인부장인 랜 피스크는 다시 미 항공우주국과 유럽 항공우주국의 합동 프로젝트를 추진하였다. 그는 유럽 항공우주국에서 그와 같은 지위에 있는 로저 보넷에게 편지를 써 유럽 항공우주국이 고민하고 있는 3개의 후보 프로젝트 중 하나인 카시니-하위헌스 프로젝트를 유럽 항공우주국이 택하면 미 항공우주국도 협조하겠다고 약속하며 강력히 권하였다.

당시에는, 미/유럽 항공우주국간의 합동 프로젝트 중 미 항공우주국 과학자들이 유럽 항공우주국 과학자들의 의견을 다소 무시하는 경향의 결과로 미국과 유럽의 항공우주탐사 계획에 경쟁의 분위기가 조성되고 있었다. 카시니-하위헌스 프로젝트를 추진한 미 항공우주국 과학자들은 이 긴장감을 해소하기 위해 프로젝트의 결과로 얻는 정보와 기술을 유럽 항공우주국과 공유하자고 하였다. 또한, 미 항공우주국은 러시아 연방우주국(소련 항공우주국, RSA)에 대한 경쟁심에 의해 미 항공우주국보다 러시아 항공우주국과 더 밀접하게 교섭하기 시작한 유럽 항공우주국과 더 친밀한 관계를 유지시키려는 경향도 있었다.

카시니-하위헌스 합동 프로젝트는 두 항공우주국간의 관계를 개선시켰을 뿐만 아니라 두 항공우주국이 서로 비용을 분담하여 카시니 프로젝트는 미 의회의 자금 규제로부터 살아남을 수 있었다. 카시니-하위헌스 프로젝트는 1992년과 1994년에 정치적인 비판을 받았지만, 미 항공우주국은 이미 유럽 항공우주국이 자금을 지불하여 개발을 시작한 프로젝트를 중지하여 생긴 실망감은 항공우주분야 뿐만 아니라 다른 분야의 외국간의 관계에게 안 좋은 영향을 미칠 것이라며 미국 의회를 설득 할 수 있었다. 카시니 프로젝트는 1994년 이후로는 정치적인 비판은 면하였지만, 1997년의 발사 전후까지는 시민 단체들은 환경에 대한 피해(발사 도중 피해)를 고려하여 시위와 법적 기소를 통해 저지하려고 하였다.

탐사선 설계[편집]

탐사[편집]

금성, 지구 플라이바이[편집]

카시니-하위헌스의 발사

카시니 탐사선은 1998년 4월 26일1999년 6월 24일 금성 접근통과에 성공했고 1999년 8월 18일에는 지구에서도 접근 통과를 성공했다.

2000년 1월 23일, 카시니는 소행성 2685 마수르스키접근 통과에 성공한다.

임무 종료[편집]

임무종료 예정일은 2017년이며 목성 대기로 보내 파괴시켰던 갈릴레오 호와 마찬가지로 토성대기권으로 진입시켜 파괴시킬 예정이다.

2016년 12월 18일에는 토성의 바깥 고리인 F고리에 위치한 위성 판도라에 41,000km까지 근접해 촬영에 성공했다. 이를 통해 지금까지 공개된 판도라의 사진 중 가장 높은 화소의 이미지로 선명한 모습을 볼 수 있게 되었다.[2]

2017년 4월 중에는 '그랜드 피날레'라는 이름의 미션을 부여받아 토성의 안쪽 고리와 토성 성층권 사이를 22번 공전할 예정이다. 또 4월 22일에는 타이탄에 마지막으로 근접 비행할 예정이다. 이때 카시니 호는 레이더 빔을 통해 타이탄 북반구에 있는 바다를 관찰하게 된다.

2017년 9월 15일에 '그랜드 피날레'라는 미션을 성공적으로 수행하였다. 토성 대기권에 관한 정보를 보내며 406mi상공 에서 산화하였다.

조립 중인 카시니

각주[편집]

  1. 카시니호를 포기하는 것은 다름아닌 토성계 보존을 위함이다. 카시니호에 서식하고 있을 수 있는 지구의 미생물에 의해 혹시라도 존재하고 있을지도 모르는 토성계의 생태계에 영향을 미칠 수 있다. 미 항공우주국은 이를 우려하여 임무를 완수한 탐사선을 행성의 대기권에 돌입시켜 불태워왔다.
  2. http://m.news.naver.com/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=105&oid=081&aid=0002784686