화성에서 NASA의 로버와 헬리콥터에 대한 놀라움과 발견의 해

1년 전, NASA의 Perseverance 로버는 지구에서 7개월 동안 2억 9천만 마일을 여행한 끝에 화성에 충돌하기 위해 가속하고 있었습니다.

지난해 2월 18일 탐사선을 실은 우주선은 시속 1만3000마일의 속도로 화성 대기를 관통했다. NASA 엔지니어가 “7분의 공포”라고 부르는 단 7분 만에 이륙해야 했습니다. 표면에 부드럽게 눕는 일련의 기동이자형.

태양계를 방해하는 몇 분의 무선 통신 지연으로 인해 캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 임무 제어 센터에 있던 사람들은 그날 그저 구경꾼에 불과했습니다. 문제가 발생하면 수리할 시간이 없으며, 붉은 행성에 무언가가 살았다는 증거를 찾기 위한 27억 달러의 임무는 갓 파낸 분화구에서 끝났을 것입니다.

하지만 인내심은 훌륭한 성과를 냈고, 짜릿한 비디오 영상이 도착하면 집으로 보내기. NASA는 화성 탐사 로봇 그룹에 추가했습니다.

Perseverance Project의 이사인 Jennifer Trosper는 “자동차 자체가 매우 잘 작동합니다.”라고 말했습니다.

12개월 후, 끈기가 내부에 있습니다. Jezero로 알려진 28마일 너비의 분화구. 지형에서 볼 때, 30억 년 전 Jezero는 대략 타호 호수 크기의 수역이었고 강은 서쪽에서 바깥쪽으로 동쪽으로 흐르고 있었습니다.

Perseverance가 가장 먼저 한 일은 작은 로봇 헬리콥터이자 다른 행성에서 이륙하는 최초의 비행 기계인 Ingenuity를 배치한 것입니다. Perseverance는 또한 우주 비행사가 마침내 화성에 도달할 때 필요한 산소를 생성하는 기술을 시연했습니다.

그런 다음 로버는 원래 탐사 계획에서 벗어나 착륙한 분화구의 바닥을 조사하기 시작했습니다. 그곳의 암석은 과학자들이 예상했던 것과는 다릅니다. 나는 미래의 임무를 통해 결국 지구로 반환될 분필 막대 크기의 실린더인 암석 코어를 수집하려고 할 때 여러 번 문제에 부딪쳤습니다. 엔지니어들은 문제를 해결할 수 있었고 대부분의 모든 것이 잘 작동하고 있습니다.

미션 과학 팀의 일원인 뉴욕 스토니 브룩 대학의 지구 과학 교수인 조엘 호로위츠(Joel Horowitz)는 “매우 흥미롭고 때로는 스트레스가 많은 한 해였습니다.”라고 말했습니다. “작업 속도는 정말 놀라웠습니다.”

몇 달 동안 분화구 바닥을 샅샅이 뒤진 후, 임무 팀은 이제 주요 과학 이벤트인 Jezero의 서쪽 가장자리를 따라 건조한 삼각주를 탐사할 준비를 하고 있습니다.

이것은 과학자들이 고대 화성 생명체가 존재한다면 거대한 발견과 아마도 고대 화성 생명체의 흔적을 포함할 가능성이 있는 퇴적암을 찾을 것으로 기대하는 곳입니다.

플로리다 대학의 지질학 교수이자 Perseverance 과학 팀의 일원인 Amy Williams는 “적어도 지구상의 델타는 거주 가능한 환경입니다.”라고 말했습니다. “물이 있습니다. 강에서 호수로 운반되는 활성 퇴적물이 있습니다.”

이러한 퇴적물은 생명체와 관련된 탄소 입자를 포착하고 보유할 수 있습니다. “유기탄소를 찾기에 아주 좋은 곳입니다.”라고 Williams 박사는 말했습니다. “그래서 우리는 화성에 원래 있던 유기 탄소가 그 층에 집중되기를 바랍니다.”

인내는 삼각주에서 1마일 이상 떨어진 곳에 도착하지 않았습니다. 멀리서도 독수리 눈 카메라는 예상되는 퇴적층을 드러낼 수 있습니다. 삼각주에 앉아 있는 일부 자동차 크기의 바위와 분화구로 흘러들어가는 바위도 있었습니다.

Arizona State University의 행성 과학자인 Jim Bell은 “모든 것이 훌륭한 이야기를 들려줍니다.”라고 말했습니다.

데이터는 궤도 이미지가 제안한 강 삼각주가 실제로 그것이고 이곳의 물의 역사가 복잡하다는 것을 확인시켜줍니다. 주변 높이에서 거의 확실하게 나온 암석은 이제로에서 격렬한 홍수 기간을 나타냅니다.

그것은 단지 미사, 모래 및 진흙의 느리고 부드러운 퇴적물이 아니었습니다.

임무 관리자는 원래 착륙 지점에서 삼각주로 곧장 향할 계획이었습니다. 하지만 로버는 직접 도로가 사구로 막혀 그녀가 건널 수 없는 곳까지 내려왔다.

그들은 남쪽의 지층에 놀랐습니다.

연구를 주도하고 있는 프로젝트 과학자이자 Caltech의 지구 물리학자인 Kenneth Farley는 “우리는 놀라운 위치에 도달했고 최고의 결과를 얻었습니다.”라고 말했습니다.

Jezero는 한때 호수였던 분화구이기 때문에 바닥은 바닥에 가라앉은 퇴적물로 형성된 암석으로 예상되었을 것입니다.

그러나 언뜻보기에 층이 없다는 것은 “눈에 띄게 퇴적물처럼 ​​보이지 않는다”는 것을 의미한다고 NASA 제트 추진 연구소의 캐서린 스택 모건(Catherine Stack-Morgan)은 말했다. 동시에 화산이 기원했다는 명확한 표시도 없었습니다.

영국 케임브리지 대학의 광물학 및 암석학 교수이자 과학 팀의 일원인 Nicholas Tosca는 말했습니다.

과학자와 엔지니어가 북쪽으로 갈지 남쪽으로 갈지 고민하는 동안 Ingenuity라는 로봇 헬리콥터를 만든 팀은 혁신을 실험했습니다.

헬리콥터는 임무에 늦게 추가되었으며 화성의 허공을 비행하기 위한 개념 증명 역할을 하기 위한 것이었습니다.

지난해 4월 18일 크리에이티비티는 10피트 높이까지 올라 30초 동안 공중에 떠 있다가 다시 땅으로 돌아왔다. 비행 시간은 39.1초였습니다.

다음 주 동안 Ingenuity는 시간, 속도 및 속도를 높이기 위해 4번의 비행을 더 했습니다.

이것은 궤도에서 찍은 사진에서 흥미롭게 보이는 특이한 암석까지 운전하는 데 시간을 낭비하는 것을 방지하는 데 도움이 되었습니다.

Trosper는 “우리는 헬리콥터를 보냈고 사진을 보았고 우리와 매우 흡사했습니다.”라고 말했습니다. “그래서 우리는 운전하지 않기로 했습니다.”

헬리콥터는 계속 날고 있습니다. 열아홉 번째 비행을 완료했으며 여전히 훌륭한 상태를 유지하고 있습니다. 배터리가 아직 충전 중입니다. 헬리콥터는 겨울철에 더 시원하고 얇은 날씨에서도 비행할 수 있는 능력을 보여주었습니다. 1월에 먼지 폭풍이 몰아쳤을 때 그 위에 떨어졌던 대부분의 먼지를 제거할 수 있었습니다.

JPL의 혁신 팀을 이끄는 오도어 자니토스는 “모든 것이 전반적으로 친환경적으로 보인다”고 말했다.

착륙 지점 남쪽에 있는 암석을 탐사하는 동안 과학자들은 탐사선이 드릴 비트를 사용하여 두 개의 얕은 구멍을 팠을 때 미스터리 중 일부를 풀었습니다.

“맙소사, 화산처럼 보이는군요.” 스택 모건 박사가 그녀의 반응을 기억하며 말했다. “현무암 용암 흐름에 대해 정확히 예상할 수 있는 것입니다.”

Perseverance가 화성 암석의 구성 성분을 연구하기 위해 가지고 다니는 장비는 모래 알갱이만큼 작은 암석 파편에 대해 정확하게 정의된 측정을 수행할 수 있습니다. 로봇 팔의 카메라는 클로즈업 사진을 찍을 수 있습니다.

이러한 관찰은 거대한 용암류의 바닥에 축적될 수 있는 화성 광물인 감람석의 큰 알갱이를 밝혀냈습니다. 물과의 상호작용을 통해 형성된 광물인 탄산염으로 채워진 감람석 알갱이 사이에 후속 균열이 나타났습니다.

지금 생각하는 것은 Jezero 분화구의 바닥이 그 지역의 궤도를 도는 우주선에 의해 관찰된 것과 동일한 감람석이 풍부한 화성암이라는 것입니다. 분화구에 물로 채워지기 전에 형성되었을 수 있습니다.

호수의 퇴적물이 암석을 덮었을 수 있으며, 퇴적물을 통해 물이 스며들어 균열을 탄산염으로 채울 수 있습니다. 그런 다음 천천히 수십억 년에 걸쳐 바람이 퇴적물을 날려 버렸습니다.

지구상의 지질학자들이 화성의 희박한 공기가 많은 암석을 침식할 수 있다는 사실을 염두에 두는 것은 어렵습니다.

Farley 박사는 “지구와 가까운 풍경은 찾을 수 없습니다.

첫해에 가장 불안한 순간은 암석 샘플을 수집하는 동안 발생했습니다. 수십 년 동안 행성 과학자들은 화성의 조각을 지구로 가져와 실험실의 최첨단 장비를 사용하여 연구할 수 있는 꿈을 꾸었습니다.

인내는 이 꿈을 현실로 만드는 첫 번째 단계로 암석 코어를 파고 튜브에 봉인하는 것입니다. 그러나 로버는 화성에서 암석 샘플을 얻고 지구로 돌아갈 방법이 없습니다. 누가 기다리고 화성 샘플의 귀환으로 알려진 또 다른 임무NASA와 유럽우주국(European Space Agency)의 합작품이다.

테너시티 드릴 비트를 개발하는 동안 엔지니어들은 다양한 지반을 사용하여 테스트했습니다. 하지만 화성의 첫 번째 바위를 인내로 파헤치려 했어 그들은 지구의 모든 암석과 다르다는 것이 밝혀졌습니다.

구멍을 뚫는 동안 코어의 암석이 먼지로 변해 튜브 밖으로 미끄러졌습니다. 몇 번의 성공 후에 또 다른 발굴 시도에서 문제가 발생했습니다. 자갈이 튜브에서 로버의 불편한 부분(드릴 비트가 보관되는 원)으로 떨어졌고 잔해를 청소하는 데 몇 주 동안 문제 해결이 필요했습니다.

Stack Morgan 박사는 “이것은 흥미진진한 일이며 반드시 최선의 방법은 아닙니다.”라고 말했습니다. “나머지 탐사는 정말 순조로웠어요.”

Perseverance는 화성 귀환 임무에서 탐사선을 위해 암석 샘플 중 일부를 어느 시점에서 떨어뜨릴 것입니다. 이것은 인내가 죽어가는 악몽의 시나리오를 방지하기 위한 것이며, 그것이 가지고 있는 바위를 얻을 방법이 없습니다.

Perseverance의 최대 속도는 2012년 NASA 로버가 또 다른 분화구에 착륙한 Curiosity와 거의 같습니다. 그러나 개선된 자율 주행 프로그램으로 인해 한 번의 비행으로 더 먼 거리를 이동할 수 있습니다. 삼각주에 도달하려면 인내심을 가지고 착륙 지점으로 되돌아간 다음 모래 언덕을 따라 북쪽으로 가는 경로를 따라야 합니다.

5월 말이나 6월 초에 삼각주에 도달할 수 있습니다. 창의성은 인내보다 앞서려고 노력할 것입니다.

헬리콥터는 로버가 운전할 수 있는 것보다 빠르게 비행하지만 비행 후 태양 전지판은 배터리를 재충전하기 위해 며칠 동안 햇빛을 흡수해야 합니다. 많은 양의 플루토늄에서 나오는 열에 의해 강화된 인내는 매일 매일을 운전할 수 있습니다.

그러나 헬리콥터는 모래 언덕을 통해 지름길을 취할 수 있습니다.

“우리는 삼각주에 도달할 계획입니다.”라고 Tzanitos가 말했습니다. “그리고 우리는 삼각주 밖에서 무슨 일이 일어나고 있는지 논의하고 있습니다.”

그러나 그는 하루가 단 한 달만 지속되도록 설계된 광채의 마지막 날이 될 수 있다고 덧붙였다. “당신은 운이 좋아서 계속 비행할 수 있기를 바랍니다. 우리는 가능한 한 오랫동안 그 행진을 이어갈 것입니다.”라고 그는 말했습니다.

Perseverance가 삼각주에 도달하면 가장 흥미로운 발견은 미세화석으로 보이는 이미지가 될 것입니다. 이 경우에 “우리는 유기물 덩어리가 세포의 윤곽을 그리는 모양으로 배열되어 있는지 궁금해해야 합니다”라고 MIT의 지구생물학자인 Tanya Bosak이 말했습니다.

끈질긴 사람이 살아있는 존재의 유해에서 분명한 것을 볼 가능성은 거의 없습니다. 이것이 더 면밀한 조사를 위해 암석을 지구로 가져오는 것이 매우 중요한 이유입니다.

보삭 박사는 화성에 생명체가 있는지에 대해 강한 의견을 갖고 있지 않습니다.

그녀는 “우리는 지식이 거의 없을 때 실제로 참여하려고 노력하고 있습니다.”라고 말했습니다. “우리는 화학적 과정이 결합하여 언제 첫 번째 세포를 형성했는지 알 수 없습니다. 그래서 아마도 우리는 생명이 어떤 것인지를 배우는 과정에서 무언가를 찾고 있는 것 같습니다.”