NASA 유로파 클리퍼 탐사선, 화성 비행 중 레이더 테스트 성공

NASA의 유로파 클리퍼 탐사선이 3월 화성을 비행하면서 레이더 테스트를 성공적으로 수행했다.
이 결과는 유로파 탐사의 성공 가능성을 높여준다.

유로파 클리퍼는 REASON(해양에서 근접 표면까지의 유로파 평가 및 음향 레이더)라는 이름의 레이더 장비를 장착하고 있으며, 이는 유로파의 얼음 껍질 속에 숨겨진 물의 주머니와 그 아래의 바다를 감지할 수 있다.
“우리는 비행에서 모든 것을 이뤄냈습니다,”라고 공동 주인공인 돈 블램킨십이 말했다.
그는 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 소속이다.
“우리는 레이더의 유로파 미션 준비 상태를 확인하려 했으며, 이는 원하는 대로 작동했습니다.”

레이다는 과학자들이 유로파의 얼음이 어떻게 바다의 물질을 표면으로 전달하는지 이해하는 데 도움을 줄 것이다.
지표 위에서, 이 장비는 유로파의 지형적 요소를 연구하는 데 기여하여, REASON이 지하에서 이미징한 특성과 어떻게 연결되는지를 조사할 수 있게 한다.

유로파 클리퍼의 레이더 설정은 특별하다.
REASON은 두 쌍의 날씬한 안테나를 사용하며, 이는 태양광 패널에서 뻗어 나와 약 17.6미터에 걸쳐 있다.
태양광 패널은 농구장 크기만큼 커서, 유로파에서 가능한 많은 빛을 포착할 수 있도록 설계되었다.
유로파는 지구의 약 1/25만큼의 햇볕을 받고 있기 때문이다.

탐사선은 2024년 10월 14일 플로리다의 NASA 케네디 우주센터에서 발사되기 전에 가능한 모든 테스트를 수행했다.
제트 추진 연구소의 엔지니어들은 외부 공기에서 고주파 안테나 모델을 테스트하기 위해 타워를 사용했지만, 비행 하드웨어가 제작된 후에는 오염되지 않도록 관리해야 했기 때문에 밀폐된 공간에서만 테스트가 가능했다.
전문가들은 JPL의 대형 클린룸인 하이 베이 1에서 장비를 조립하고 구성 요소별로 시험했다.
그러나 레이더의 ‘에코’, 즉 REASON의 신호 되돌리기를 테스트하기 위해서는 약 76미터 길이의 챔버가 필요했다.

2023년 3월 1일 유로파 클리퍼는 화성을 지나가며 중력 도움을 받았다.
이 비행이 주목적이었지만, 오랫동안 NASA 과학자들이 연구해온 지형에서 레이더 장비의 가동 시험을 할 수 있는 기회도 제공되었다.

유로파 클리퍼가 화성의 화산 평원 위를 거쳐 비행하며 REASON은 약 40분 동안 상호작용을 했다.
유로파에서는 탐사선이 달의 표면에서 약 25킬로미터까지 접근하여 작동할 예정이다.
최종적으로 엔지니어들은 총 60기가바이트의 풍부한 데이터를 수집했다.
초기에 REASON이 잘 작동하고 있다는 것을 알 수 있었다.
그 후 엔지니어들은 5월 중순부터 데이터를 다운로드하기 시작했다.
과학자들은 몇 달 동안 이 정보를 자세히 분석하고 서로의 의견을 교환하는 데 즐거움을 느꼈다.

제트 추진 연구소의 트리나 레이는 “엔지니어들이 테스트가 완벽하게 작동했다는 것에 매우 흥분했다”고 말했다.
“이 테스트를 위해 그렇게 열심히 작업했던 모든 팀원들과 데이터를 처음으로 보는 과학자들이 환호하며 ‘오, 이런 결과가 나왔네!’하고 감탄했습니다.”
이제, 과학팀은 데이터를 처리하는 방법과 모델과 비교하여 장비의 특성을 이해하는 연습을 시작하고 있다.
이들은 유로파에서의 작업을 위해 필요한 기술을 익히고 있다.

유로파 클리퍼의 전체 여행은 약 29억 킬로미터에 달하고, 2026년에는 마지막 중력 도움으로 지구를 통과할 예정이다.
현재 탐사선은 지구에서 약 4억 5천만 킬로미터 떨어진 곳에 있다.

유로파 클리퍼의 세 가지 주요 과학 목표는 유로파의 얼음 껍질의 두께와 그 아래의 바다와의 상호작용을 결정하는 것, 유로파의 구성 성분을 조사하는 것, 지질을 특성화하는 것이다.
이 미션을 통해 과학자들은 지구를 넘어 생명 가능한 세계에 대한 생물학적 잠재성을 더 잘 이해하게 될 것이다.

캘리포니아 패서디나에 있는 캘텍이 유로파 클리퍼 미션을 관리하고 있으며, NASA의 과학 미션국을 위해 제트 추진 연구소가 이 미션의 개발을 주도하고 있다.
APL은 NASA의 고다드 우주 비행 센터, 마샬 우주 비행 센터, 랭리 연구 센터와 협력하여 주 탐사선 본체를 설계했다.
NASA 마샬의 행성 미션 프로그램 사무실은 유로파 클리퍼 미션의 프로그램 관리를 실행하고 있으며, NASA의 발사 서비스 프로그램은 유로파 클리퍼 탐사선의 발사 서비스를 관리하고 있다.
REASON 레이더 조사는 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스가 주관하고 있다.

이미지 출처：nasa