수십 년 동안 우리 태양계 탐사로 인해 이웃 행성 중 하나 인 금성이 거의 탐사 되지 않았습니다. 이제 상황이 바뀌려고합니다.
NASA의 태양계 탐사 프로그램 의 최근 발표에서 두 가지 임무가 진행되었으며 둘 다 금성으로 향합니다 . 두 가지 야심 찬 임무는 2028 년에서 2030 년 사이에 시작됩니다.
이것은 1990 년 이후로 행성에 임무를 보내지 않은 NASA의 행성 과학 부서의 방향에 상당한 변화를 의미합니다. 저와 같은 우주 과학자들에게는 흥미로운 소식입니다.
금성 은 적대적인 세계입니다. 대기에는 황산이 포함되어 있으며 표면 온도는 납을 녹일 정도로 뜨겁습니다. 그러나 항상 이랬던 것은 아닙니다. 금성 은 지구와 매우 유사하게 시작된 것으로 생각 됩니다. 그래서 무슨 일이 있었나요?
지구에있는 동안 탄소는 주로 암석에 갇혀 있고 금성에서는 대기로 빠져 나가 약 96 %의 이산화탄소를 생성합니다. 이로 인해 온실 효과가 급증하여 표면 온도가 최대 750 켈빈 (섭씨 470도 또는 화씨 90도)까지 올라갑니다.
행성의 역사는 온실 효과를 연구하고 지구에서 그것을 관리하는 방법을 배우기에 훌륭한 장소입니다. 우리는 금성의 대기 극단을 그리는 모델을 사용하고 그 결과를 우리가 집에서 보는 것과 비교할 수 있습니다.
그러나 극한의 표면 조건은 행성 탐사 임무가 금성을 피한 이유 중 하나입니다. 고온은 90 바 ( 수중 약 1km에 해당)의 매우 높은 압력을 의미하며 대부분의 행성 착륙선을 즉시 분쇄하기에 충분합니다. 금성에 대한 임무가 항상 계획대로 진행되지 않았다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
지금까지 수행 된 대부분의 탐사는 1960 년대와 1980 년대에 당시 소련에서 수행되었습니다. 1972 년 NASA의 Pioneer Venus 임무 와 2006 년 European Space Agency의 Venus Express 임무 와 같은 몇 가지 주목할만한 예외가 있습니다 .
최초의 착륙은 1970 년 소련의 Venera 7이 낙하산이 녹아 추락했을 때 발생했습니다. 하지만 20 분 분량의 데이터를 지구로 다시 전송했습니다. 첫 번째 표면 이미지는 Venera 9에 이어 Veneras 10, 13 및 14 가 촬영했습니다 .
하강 임무
선택된 두 개의 NASA 임무 중 첫 번째 임무는 Davinci + (고귀한 가스, 화학 및 이미징에 대한 금성 조사의 심부 대기 단축)로 알려져 있습니다. 여기에는 하강 프로브가 포함되어 있습니다. 즉, 대기를 통해 떨어지면서 측정을 수행합니다. 하강은 처음으로 전체 대기를 조사하는 세 단계로 구성됩니다.
탐사선은 대기의 구성을 자세히 살펴보고 낙하 할 때 각 층에 대한 정보를 제공합니다. 우리는 황산이 약 50km (30 마일) 위의 구름 층 에 국한되어 있다는 것을 알고 있으며 대기가 97 % 이산화탄소라는 것을 알고 있습니다. 그러나 미량 원소를 연구하면 대기가이 상태에서 어떻게 끝났는지에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 두 번째 단계는 풍속, 온도 및 기압과 같은 날씨 특성을 자세히 측정하기 위해 낮은 고도를 살펴 보는 것입니다.
마지막 단계에서는 표면 이미지를 고해상도로 촬영합니다. 이것은 화성에서는 매우 일반적이지만 금성에서는 항상 도전이었습니다. 두꺼운 구름 층은 가시 광선이 반사됨을 의미하므로 지구 또는 궤도에서 관찰하는 것은 실용적이지 않습니다. 강렬한 표면 조건은 또한 로버가 비현실적임을 의미합니다. 하나의 제안은 풍선 임무 였습니다.
레이더를 사용하여 표면을 매핑 한 1990 년 NASA의 Magellan 임무 덕분에 금성 표면의 저해상도 이미지가 있습니다. Davinci 프로브는 하강하는 동안 적외선을 사용하여 표면 이미지를 촬영합니다. 이 사진은 미래의 임무를 더 잘 계획 할 수있을뿐만 아니라 과학자들이 표면이 어떻게 형성되었는지 조사하는 데 도움이됩니다.
표면 매핑
두 번째 임무는 Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography and Spectroscopy의 약자 인 Veritas입니다. 이것은보다 표준적인 행성 임무가 될 것입니다. 궤도 선은 표면을지도 화 하기 위해 두 개의 계기를 탑재 하여 Davinci의 상세한 적외선 관측을 보완합니다.
이들 중 첫 번째는 다양한 파장을 관찰하는 카메라입니다. 금성 구름을 통해 볼 수 있으며 대기 및 지상 구성을 조사 할 수 있습니다. 표면 온도로 인해 반사광이 매우 넓은 범위의 파장을 가지게되므로이 작업은 매우 어렵습니다. 베리타스는 외계 행성의 대기를 연구하는 데 자주 사용되는 기술을 사용하여이를 보완 할 것입니다.
파장 카메라는 또한 수증기의 흔적을 찾습니다. 비너스 익스프레스 임무는 금성 대기를 빠져 나가는 주요 요소 가 수소와 산소 라는 것을 보여 주었기 때문에 물이 있으면 물은 소량이거나 표면 아래 깊숙이있을 것입니다.
두 번째 도구는 레이더이며 지구 관측 위성에서 광범위하게 사용되는 기술을 활용합니다. 고해상도 이미지에 중요한 매우 큰 활성 무선 수신기 는 우주선 앞의 다른 각도 를 가리키는 무선 펄스를 사용하여 시뮬레이션됩니다 . 고해상도 레이더 이미지는 금성의 표면 진화를 조사하고 지각 또는 화산 활동이 있는지 확인하기 위해 더 자세한지도를 생성합니다.
이 임무는 또한 금성 표면이 5 억년 전에 완전히 녹고 개혁되었다는 이론에 증거를 추가 할 수 있습니다. 이것은 운석이 지표면에 미치는 영향의 부족을 설명하기 위해 왔지만 지금까지 그러한 재 포장으로 인한 화산 용암층에 대한 증거는 발견되지 않았습니다 .
NASA가 행성 선교 관점을 금성으로 바꾼 것은 흥미 롭습니다. 신진 우주 비행사들에게 조만간 인간을 그곳 으로 보낼 기회가 없을까 봐 걱정 됩니다. 그러나 지구에서 크게 잊혀진 자매로부터 얻을 수있는 정보는 우리 세계를 이해하는 데 매우 가치가있을 것입니다.
Ian Whittaker 는 영국 노팅엄에있는 Nottingham Trent University의 물리학 선임 강사입니다.
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