Curiosity의 업그레이드 버전, Mars 2020 임무에 대한 전체 분석, 화성 생명체 탐색이 유망함

'Mars2020'이라는 탐사선의 주요 임무는 화성에 가서 미생물을 찾는 것이기도 하며, 화성에서 거주하기에 적합한 환경을 찾아 통계 데이터를 지구로 보내는 것도 필요합니다. 임무 탐사선은 또한 향후 화성 임무에서 지구로 가져올 수 있는 샘플을 호스팅할 것입니다.

현재 임무는 2020년 7월이나 8월 플로리다주 케이프커내버럴에서 발사될 예정이다. 과학자들은 지구와 화성 사이의 거리가 상대적으로 가깝기 때문에 이번을 선택했다. 2021년 2월에 착륙하려면 초기 임무 기간은 화성년 1년 또는 지구 기준 687일 이상이어야 합니다.

큐리오시티 화성 탐사선과 마찬가지로 화성 2020 탐사선도 직사각형 몸체, 바퀴 6개, 로봇 팔, 슈퍼 카메라와 장비, 암석 샘플링 드릴 등을 갖추고 있다. 이 임무는 현재 지형 기반 항법이라는 새로운 착륙 기술을 개발하고 있는 NASA의 제트 추진 연구소에서 개발 및 관리되고 있습니다. 탐사선이 화성 표면에 접근하면 탐사선은 컴퓨터를 사용하여 지형 지도를 미리 로드된 지형 지도와 비교하여 안전한 착륙 지점으로 하강하도록 안내하고 하강 중에 수정 작업을 수행할 수 있습니다. 프로브의 범위 트리거 관련 기능은 우주선의 낙하산을 언제 열지 결정하여 착륙 범위를 절반 이상 줄입니다.

화성 2020 탐사선에 탑재되는 카메라 수는 큐리오시티 화성 탐사선의 7배, 화질은 최초 화성 탐사선의 40배 이상이다. "Spirit"과 "Opportunity"의 듀얼 화성 탐사선에는 10개의 카메라가 장착되고, Curiosity 화성 탐사선에는 17개의 카메라가 장착되며, 새로운 Mars 2020 탐사선에는 23개의 카메라가 장착됩니다. 애리조나 주립대학의 짐 벨(Jim Bell)에 따르면, 이 카메라는 크게 업그레이드된 더 많은 색상과 3D 이미지를 제공할 수 있으며, 로버에 장착된 더 스마트한 로버 카메라는 부하를 줄이는 데 도움이 되며, 압축은 화성 로버에서 이루어졌습니다. 컴퓨터. Curiosity와 마찬가지로 Mars 2020은 카메라에 내장된 전자 장치에 의해 압축됩니다.

데이터는 이미 화성 궤도를 돌고 있는 우주선, 즉 NASA의 화성 정찰 궤도선 MRO, Maven 및 유럽 우주국의 궤도선을 통해 지구로 다시 전송됩니다. 화성 2020에는 화성 표면 바람 소리를 지구로 다시 전송할 수 있는 마이크도 탑재될 예정입니다. 화성 표면 바람 소리를 듣는 것은 이번이 처음입니다.

이전 화성 탐사선과 달리 Mars 2020은 향후 화성 탐사 임무에 사용할 몇 가지 샘플을 준비할 예정입니다. 탐사선은 최소 20개, 가능하면 30~40개 이상의 코어를 뚫으려고 시도합니다. 샘플은 샘플 튜브에 안전하게 보관되며 향후 샘플 회수 임무 중에 발견 및 연구될 수 있도록 선택된 위치에 저장됩니다. 그러한 임무는 아직 선택되지 않았으므로 샘플이 지구로 돌아가는 데 몇 년이 걸릴 수 있습니다.

첫 번째 소개하고 싶은 과학 페이로드는 MASTCAM-Z입니다. MASTCAM-Z는 화성 2020 탐사선에 줌 기능을 탑재한 마스트에 장착되는 카메라 시스템의 이름입니다. MASTCAM-Z의 카메라는 신속하게 확대, 초점을 맞추고 3D 사진과 비디오를 캡처하여 멀리 있는 물체를 자세히 검사할 수 있습니다. 예를 들어 MASTCAM-Z의 줌 기능은 축구장 내 모기를 관찰하는 것과 동일합니다.

MASTCAM-Z의 주요 임무는 줌렌즈를 이용해 화성 표면은 물론 대기의 특징을 고화질 영상과 파노라마 뷰, 입체 영상으로 담아내는 것뿐 아니라 자세한 관찰을 위해 멀리 있는 표적을 확대합니다. 거리에 따라 이미지 해상도는 픽셀당 150미크론에서 7.4밀리미터까지 확장될 수 있습니다.

실제로 과학자들은 암석을 확대하고 생물학적 잔해가 남아 있을 수 있는 암석을 찾기 위해 주로 MASTCAM-Z의 초고화질 관찰 기능이 필요합니다. 주의해야 할 암석이 무엇인지 알려주십시오. 언젠가 연구를 위해 지구로 다시 가져올 수도 있습니다. 또한 MASTCAM-Z는 과학자들이 암석 및 토양 질감과 같은 화성 탐사선 주변 지형을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이러한 단서는 오래 전에 화성에 작은 생명체가 존재했다는 것을 증명하는 데 도움이 됩니다. 또 다른 중요한 점은 고대 호수, 하천 및 기타 물과 관련된 특징과 표지판을 찾는 것입니다.

화성 환경 역학 분석기는 MEDA라고 합니다. MEDA는 풍속과 풍향, 온도와 습도는 물론 화성 대기의 먼지 입자 수와 크기를 포함한 날씨를 측정할 수 있습니다. MEDA의 주요 임무는 화성 표면의 센서를 사용하여 날씨를 측정하고 먼지를 모니터링하는 것입니다. MEDA는 달 탐사선의 돛대 중앙에 위치하며 탐사선 본체의 갑판, 전면 및 내부에도 설치됩니다. 이러한 구성 요소의 무게는 최대 5.5kg입니다. MEDA에는 주로 공기 온도 센서, 복사 및 먼지 센서, 데크 상대 습도 센서, 열적외선 센서, 바람 센서 등의 구성 요소가 포함됩니다.

MEDA는 매일 지구에 일기 예보와 화성 방사선 정보를 제공하여 인간의 탐사 준비에 도움을 줄 수 있으며, 이는 마침내 화성 날씨가 다가오고 있음을 의미합니다. 그럼 이제 날씨를 예측하고, 화성 표면의 방사선을 측정하고, 화성 표면의 약간의 수증기를 측정하고, 카메라와 연계하여 다양한 기상지도를 그리는 MEDA의 역할을 정리해보겠습니다.

세 번째로 소개하고 싶은 것은 MOXIE입니다. MOXIE는 화성에서 산소를 생산할 수 있습니다. 화성 대기 가스의 96%가 이산화탄소이고, 산소는 0.13%에 불과하다는 사실은 모두가 알고 있는 사실입니다. 21%는 지구 대기에 존재하므로 화성 대기의 산소 함량은 극히 낮다고 할 수 있습니다. 실제로 MOXIE는 테스트 모델이지만 크기는 자동차 배터리 정도이지만 과학자들은 MOXIE를 사용하여 이 산소 생산 방법이 성공할 수 있는지 확인하기를 희망합니다.

화성에서 직접 만든 액체 산소는 인간이 화성 탐사에 필요한 추진체의 4분의 3 이상을 제공할 수 있습니다. MOXIE가 성공하면 NASA는 향후 화성에서의 현장 산소 자원 활용 제안을 준비하고 있습니다. 실험. MOXIE는 미래의 탐험가들이 발사 및 우주비행사 호흡에 사용하기 위해 화성 대기에서 산소를 생성할 수 있는 방법을 시연할 예정입니다. 각각의 실험적 산소 생산 작업은 약 2시간 동안 지속되었으며 임무 중에 간헐적으로 계획되었습니다.

X선 화학에 사용되는 실험 장비를 PIXL이라고 합니다. PIXL에는 샘플에서 극소량의 화학 원소를 식별할 수 있는 X선 분광계라는 도구가 있습니다. PIXL에는 암석과 토양 질감을 근접 촬영할 수 있는 카메라도 있습니다. 카메라는 소금만큼 작은 특징도 볼 수 있습니다. MASTCAM-Z와 함께 PIXL 카메라는 과학자들이 화성에서 과거 미생물 생명체의 흔적을 찾는 데 도움이 될 것입니다.

PIXL은 도시락 크기 정도이고 무게는 약 4.536kg이다. 동일한 작업을 수행하는 실험실 도구는 일반적으로 대형 해변 냉각기 크기에 무게가 200kg 이상이므로 이 장치는 고도로 통합된 제품이라고 할 수 있습니다. 또한 PIXL의 X선 빔은 과학자의 손에 있는 레이저 포인터처럼 쉽게 움직일 수 있으며, 마이크로 엔진은 PIXL이 오랫동안 작동할 수 있는 충분한 전력을 제공합니다.

RIMFAX로 알려진 Mars Radar Imager는 레이더 파동을 사용하여 탐사선 아래의 지질 상태를 감지할 수 있으며 화성 표면에 발사된 최초의 레이더 도구이기도 합니다. 탐험가들이 지각 아래를 탐사하는 것처럼 과학자들은 이 레이더 장비를 사용하여 화성 표면 아래의 미지의 세계를 탐지할 수 있습니다. 또한 RIMFAX는 화성 표면에서 10m 이상 아래에 있는 얼음, 물 또는 염수를 감지할 수 있습니다. 지구상의 과학자들은 RIMFAX의 지상 투과 레이더를 사용하여 지하 암석층의 3D 프로필을 매핑할 수 있습니다.

SHERLOC은 해당 장소가 미래에 인간이 거주하기에 적합한지 여부를 판단하기 위해 유기 및 화학 물질에 대한 환경 스캔을 수행할 수 있습니다. 화성 탐사선의 로봇 팔에 장착된 SHERLOC은 분광계, 레이저 및 카메라를 사용하여 물 환경에 의해 변경되었으며 과거 미생물 생활의 징후일 수 있는 유기물과 광물을 검색합니다. 이는 SHERLOC의 주요 임무가 미네랄, 유기 분자 및 잠재적인 생물학적 신호를 정확하게 감지하는 것임을 의미합니다.

마지막으로 초입자 빔 카메라, 레이저, 분광계인 SuperCam을 소개합니다. SuperCam은 암석과 토양을 조사하여 화성의 과거 생명체와 관련이 있을 수 있는 유기 화합물을 찾을 수 있습니다. 7미터가 넘는 높이에서 연필 끝만큼 작은 표적의 화학적, 광물적 구성을 식별하고 분석할 수 있어 화성 탐사선이 로봇 팔이 닿지 않는 장소를 원격으로 연구할 수 있습니다. 따라서 SuperCam의 주요 기능은 원자 및 분자 구성을 포함하여 암석과 토양의 화학적 구성을 식별하는 것입니다.

또한 SuperCam의 레이저는 표면 먼지를 원격으로 제거하는 고유한 기능을 갖추고 있습니다. SuperCam은 화성 탐사선의 청소부와도 동일하며 오랫동안 깨끗하고 깔끔하게 정리되어 있으면 모든 장비가 선명하게 보입니다. SuperCam은 화성 먼지의 위험 수준도 측정할 수 있습니다. 또한 Super Particle Memory는 화성 먼지의 어떤 요소가 인간에게 해로울 수 있는지 식별합니다.

화성 탐사선 컴퓨터는 '시스템 일렉트로닉스 REM'이라는 모듈에 위치해 있습니다. 메인 컴퓨터가 탐사선의 장비 및 센서와 데이터를 교환할 수 있게 해주는 통신 인터페이스를 VEM 버스라고 합니다. VME 버스는 모든 과학 계측 및 통신 기능과의 통신 및 제어에 사용되는 산업 표준 인터페이스 버스입니다.

컴퓨터에는 우주의 극한 방사선 환경을 견딜 수 있고 정전을 방지할 수 있는 특수 메모리가 내장되어 있어 밤에 화성 탐사선이 종료되더라도 프로그램과 데이터가 그대로 유지되어 실수로 삭제되는 일이 없습니다. 제거하다. 화성 탐사선에는 3축 위치 정보를 제공하는 관성 측정 장치(IMU)도 탑재되어 있어 달 탐사선이 정확한 수직, 수평 및 측면(요) 이동을 수행할 수 있습니다. 이는 이 장치를 화성 탐사선 탐색에 사용하여 안전한 측면 이동을 지원할 수 있음을 의미합니다.

또한 인간의 뇌와 마찬가지로 화성 탐사선의 컴퓨터도 건강, 온도 및 기타 활동 특성을 기록합니다. 처음에 언급한 스캔 임무가 완료되고 우주선이 화성 대기에 진입하기 시작하면 탐사선 메인 컴퓨터의 소프트웨어가 모드를 변경합니다. 화성 대기에 진입한 후 소프트웨어는 로버의 상태를 모니터링하는 제어 루프를 실행합니다. 로버가 착륙선에서 나오면 소프트웨어는 세 가지 모드에서 유사한 상태 점검을 수행합니다.

이 마스터 제어 루프는 임무 내내 지구와 통신할 수 있는지 확인하고 너무 뜨겁거나 너무 추워지지 않고 항상 열적으로 안정적인 상태를 유지하는지 지속적으로 확인하여 탐사선의 임무 상태를 유지합니다. 이를 위해 정기적으로 온도를 확인하고 잠재적인 과열 조건에 대응하고, 화성의 하루 동안 발전 및 에너지 저장 데이터를 기록하고, 통신 세션을 예약 및 준비합니다.

사진 촬영, 운전, 특정 장비 조작 등의 활동은 모두 임무팀이 로버에 명령을 보낸 후 수행됩니다. 임무 팀이 화성 탐사선에 정보를 요청하면 탐사선은 최종 전송을 위해 지속적인 엔지니어링, 관리, 분석 원격 측정 및 주기적인 이벤트 보고서를 생성합니다.

정리하면 화성 2020 임무는 큐리오시티 탐사선의 업그레이드 버전이라고 할 수 있다. 화성 2020 임무의 주요 목표는 우주에서 미생물을 찾거나 미생물의 존재 흔적을 찾는 것이다. 상대. 다양한 측면의 업그레이드를 통해 화성에 대한 더 많은 데이터를 얻을 수 있습니다. 앞으로는 화성을 식민지화하는 것이 더 간단해질 수 있습니다.