끈기호 화성 탐사선 착륙은 왜' 공포 7 분' 을 거쳐야 하는가
베이징시각 2021 년 2 월 19 일 오전 4 시 55 분 미국 NASA 가 개발한 끈기호 화성 탐사선이 화성 표면에 성공적으로 착륙했고, 27 억 달러를 들여 만든 끈기호는 화성 2020 임무를 실어 나르는 주요 역할이다. 화성 대기로 지면까지 들어가는 동안 끈기호는' 공포 7 분' 을 경험했다고 한다. 그렇다면 그는 어떻게 안전하게 착륙했을까요? 끈기호는 인류 역사상 가장 진보한 화성 탐사선이라고 할 수 있다. 이전에도 아랍에미리트의' 희망호' 와 중국의' 천문 1 호' 가 화성 궤도 진입에 성공했지만 끈기호처럼 화성 대기로 직접 들어가 화성 표면에 착륙하지는 않았다. 화성에서 지구까지의 가까운 거리는 5500 만 킬로미터 정도라는 것을 우리 모두 알고 있다. 그렇다면 끈기호 전송을 받는 신호는 반드시 지연될 것이다. 실제 상황에 따라 최소 11 분이 걸린다. 그래서 지구상 사람들이 끈기호가 화성 대기에 도착했다는 것을 알았을 때, 끈기호는 이미 대기권에 들어가 화성 표면에 착륙했다. 안전착륙 신호를 다시 소개했을 때, 그것은 이미 몇 분 전의 일이다. 시간상으로는 끈기호 착륙 단계 * * * * 7 분 후 7 분은 짜릿하고' 공포 7 분' 이라고도 불린다. 도대체 끈기호는 이' 공포 7 분' 에서 무엇을 겪었을까? 지연 신호 전송으로 인해 끈기호는 착륙 과정에서 도전과 돌발 상황에 스스로 직면해야 하며, 한 발짝도 실수해서는 안 된다. 전체 과정에서 끈기호는 자율절차에 따라 공압감속, 우산 감속, 동력감속, 착륙완충을 차례로 진행해야 한다. NASA 원격 제어가 1 초 앞당겨져도 끈기호는 미국이 1992 년 발사한 화성 극구 착륙선처럼 경착륙으로 파손돼 행방을 알 수 없다. 지구부터 화성까지 끈기호는 이미 6 개월 넘게 비행한 시간과 4 억 7 천 2 백만 킬로미터의 성간 항로를 비행했다. 우주선이 화성 대기에 도착했을 때 속도는 시속 19500 킬로미터, 즉 초당 5417 미터에 달했다. 이렇게 빠른 상황에서 생기는 운동량과 관성도 매우 크다. 따라서 끈기호가 화성 표면에 부딪히는 것을 막기 위해 필요한 감속 조치를 실시해야 한다. 화성 대기를 가로질러 추락할 때 끈기호는 대기와 마찰을 일으켜 자신의 온도가 섭씨 약 1300 도의 최대 최고점에 도달한다. NASA 는 이미 이 점을 고려한 지 오래다. 그래서 끈기호 외층에 단열막을 설치했다. 겉모습이 이미 타오르더라도 단열된 로버의 온도는 섭씨 10 도 안팎으로 유지된다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 탐사 로봇이 착륙할 때 위치를 더 정확하게 결정할 수 있도록 NASA 는 거리 트리거 기술을 채택한 후 끈기호가 우주선과 착륙 목표 사이의 거리를 자동으로 계산할 수 있도록 낙하산을 자동으로 업데이트할 수 있는 합리적인 오픈 시간 낙하산 장치가 우주선이 화성 대기에 진입하면 약 240 초 후에 열립니다. 이때 끈기호는 표면에서 약 11km 떨어져 속도도 시속 1512km 로 떨어질 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 인내, 인내, 인내, 인내, 인내, 인내, 인내, 인내) 낙하 속도를 줄이기 위해 낙하산이 펼쳐진 지 20 초 만에 단열막을 던진다. 우주선이 화성 표면에서 2km 떨어져 있을 때, 탐사 로봇은 낙하산에서 빠져나와, 탑재된 8 대의 화성 착륙 엔진이 자동으로 켜지고, 우주선의 착륙 속도를 늦추고, 우주선이 안전한 착륙 지점으로 날아갈 수 있게 한다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 착륙명언) 하지만 착륙할 때 피할 수 없는 문제가 있습니다. 추진기가 작용하면 바닥에 많은 먼지가 일고 먼지가 로버 내부의 많은 중요한 부품을 손상시킬 수 있기 때문에 우주선이 착륙 지역 상공 20 미터 지점에서 공중크레인을 작동시켜 로프를 이용해 탐사 로봇을 지면에 착륙시키고 탐사 로봇이 안전하게 착륙한 후 밧줄을 끊는다는 것입니다. 꼬박 7 분 동안의 착륙 단계는 이렇게 마침내 끝났다. 미국 끈기호가 화성 표면의 예젤로 운석 구덩이에 성공적으로 착륙했다. 실제로 탐사 로봇을 연착륙시키는 방법은 공중기중기 한 가지가 아니라 우리나라의 천문 1 호가 반추착륙식 방법을 채택하고 있다. 일부 무게가 크고 비용이 많이 드는 탐사선의 경우 착륙의 정확도와 요구 사항이 모두 높다. 천문 1 호는 제동 역추방식을 이용하여 완충 엔진에 의지하여 역착륙을 하여 초당 4.9km 의 비행 속도를 9 분 안에 0 으로 낮추는 데 성공했다.
에어백 점프식 착륙법도 있습니다. 에어백에 탐사선을 싸서 착륙한 후 몇 차례 점프를 하고 점프의 높이를 점차 낮추며, 마지막으로 에어백이 헐을 터뜨리고 탐사선이 천천히 기어나오는 것입니다. 미국의 용기, 기회호 등 탐사 로봇들은 모두 이런 방법으로 착륙한 적이 있지만, 이 방법은 간단하고, 무게가 작고, 착륙 정확도가 낮은 탐사선에만 적용되며, 끈기호와 같은 탐사선에는 사용할 수 없다. 그렇다면 끈기호가 화성에 상륙하는 사명은 무엇일까? 앞서 미국의 다른 화성 탐사선들은 화성에서 흐르는 물의 증거와 미생물이 생존할 수 있는 호수 운석 구덩이를 잇달아 찾았고, 끈기호는 이번 임무가 화성의 고대 생명의 징후를 탐구하는 것이었다. 화성 차량 전체에는 대기 데이터 수집을 위한 MED L 12 센서 키트와 지형 상대 탐색 시스템이 장착된 여러 대의 장비가 실려 있다. 탐지기의 과학 카메라는 파노라마와 입체 영상 기능과 함께 제공되는 마이크를 갖추고 있어 고해상도와 컬러 3D 효과를 낼 수 있다. 또한 끈기호는 탐사를 위해 1.8kg 무게의 드론을 휴대하여 다른 행성 환경에서 드론을 처음 비행할 수 있게 한다. 화성에 대한 인류의 탐사 계획이 차근차근 전개되고 있는데, 이 붉은 행성은 인류의 나날이 변화하는 과학기술의 진보에 따라 조금씩 베일을 벗길 것이다.