메신저
MESSENGER 아티스트가 수성 궤도를 도는 메신저를 렌더링하고 있습니다. | |
| 미션 타입 | 수은 탐사선 |
|---|---|
| 교환입니다. | NASA |
| COSPAR ID | 2004-030a |
| 새캣 | 28391 |
| 웹 사이트 | 메신저.jhuapl |
| 미션 기간 | 합계: 10년 8개월 27일 Mercury의 경우: 4년 1개월 14일 사용기간 : 7년 프라이머리 미션: 1년 첫 번째 연장 : 1년[1][2] 두 번째 연장: 2년[3][4] |
| 우주선 속성 | |
| 제조원 | 응용물리학연구소 |
| 발사 질량 | 1,149.9 kg (2,443파운드) |
| 힘 | 450와트 |
| 임무 개시 | |
| 발매일 | 2004년 8월 3일 06:15:56 ) UTC |
| 로켓 | 델타 II 7925H-9.5 |
| 발사장소 | 케이프 커내버럴 SLC-17B |
| 입력 서비스 | 2011년 4월 4일 |
| 임무 종료 | |
| 처리. | 탈궤도 |
| 파괴된 | 2015년 4월 30일 19:26[5] UT |
| 궤도 파라미터 | |
| 레퍼런스 시스템 | 헤르미오센트릭 |
| 주변 고도 | 200km(120mi) |
| 아포헤르미온 고도 | 10,300 km (6,400 mi) |
| 기울기 | 80도 |
| 기간 | 12시간 |
| 에폭 | 2000년[6] 1월 1일 |
| 지구 저공비행(중력 어시스트) | |
| 가장 가까운 접근법 | 2005년 8월 2일 |
| 거리 | 2,347km(1,458마일) |
| 비너스의 플라이바이(중력 어시스트) | |
| 가장 가까운 접근법 | 2006년 10월 24일 |
| 거리 | 2,990 km (1,860 mi) |
| 비너스의 플라이바이(중력 어시스트) | |
| 가장 가까운 접근법 | 2007년 6월 5일 |
| 거리 | 337km(137mi) |
| 수성의 플라이바이 | |
| 가장 가까운 접근법 | 2008년 1월 14일 |
| 거리 | 200km(120mi) |
| 수성의 플라이바이 | |
| 가장 가까운 접근법 | 2008년 10월 6일 |
| 거리 | 200km(120mi) |
| 수성의 플라이바이 | |
| 가장 가까운 접근법 | 2009년 9월 29일 |
| 거리 | 228 km (160 mi) |
| 수성 궤도선 | |
| 궤도 삽입 | 2011년 3월 18일 01:00[7] UTC |
 | |
Messenger는 2011년부터 2015년 사이에 수성의 화학적 구성, 지질, 그리고 [8][9]자기장을 연구하며 수성의 궤도를 돌았던 NASA 로봇 우주 탐사선이었다.이 이름은 "수은 표면, 우주 환경, 지구 화학, 거리 측정"의 백로니어로 로마 신화에 나오는 전령신 머큐리를 가리킨다.
MESSENGER는 2004년 8월에 Delta II 로켓에 실려 발사되었다.그것의 이동 경로에는 복잡한 일련의 비행이 수반되었다 – 우주선은 지구를 한 번, 금성을 두 번, 그리고 수성을 세 번 지나갔기 때문에 최소한의 연료를 사용하여 수성에 비해 감속할 수 있었다.MESSENGER는 2008년 1월 첫 [10][11][12]수성 비행 중 1975년 마리너 10호에 이어 두 번째 수성 도착 임무가 되었다.
MESSENGER는 2011년 3월 18일 수성 궤도에 진입하여, 그렇게 [8]한 최초의 우주선이 되었다.그것은 2012년에 [2]1차 임무를 성공적으로 완수했다.두 번의 임무 연장에 이어, 우주선은 2015년 [13]4월 30일 수성 표면에 충돌하면서 마지막 기동 추진체를 사용해 궤도 이탈을 시도했다.
미션의 개요
MESSENGER의 공식적인 데이터 수집 [14]임무는 2011년 4월 4일에 시작되었습니다.1차 미션은 2012년 3월 17일에 완료되어 약 10만 장의 [15]이미지를 수집했습니다.MESSENGER는 2013년 3월 6일 수성 100% 매핑을 달성했으며 2013년 [2]3월 17일 첫 1년간의 연장 임무를 완수했다.MESSENGER의 두 번째 연장 임무는 2년 이상 지속되었지만, 낮은 궤도로 떨어지면서, 충격을 피하기 위해 재기동이 필요했다.2014년 10월 24일과 2015년 1월 21일에 마지막 재연소를 한 후 2015년 [16][17][18]4월 30일에 수성과 충돌했다.
수성 궤도에 머무는 동안 MESSENGER의 장비는 수성의 자기장[19] 특성 분석과 오랫동안 지구 기반 레이더 [22]데이터에 근거해 의심되어 온 북극의 [20][21]물 얼음을 발견하는 등 중요한 데이터를 산출했다.
미션 배경
이전 미션
1973년, 나사는 금성과 수성을 여러 차례 근접 비행하기 위해 마리너 10호를 발사했다.Mariner 10은 표면의 [23]40-45%를 매핑한 수성의 첫 번째 상세 데이터를 제공했다.Mariner 10의 수성 마지막 비행은 1975년 3월 16일에 일어났다.이후 30년 이상 이 행성에 대한 근접 관측은 이루어지지 않을 것이다.
미션 제안
1998년, 한 연구는 수성이 내행성들 중 가장 탐사량이 적은 지점이었기 때문에 궤도를 도는 우주선을 수성에 보내는 제안된 임무에 대해 상세하게 설명했습니다.마리너 10호의 임무 이후 몇 년 동안, 수성을 재방문하기 위한 후속 임무 제안은 너무 많은 양의 추진체와 무거운 리프트 발사체를 필요로 하는 것으로 보였다.게다가, 지구에서 직접 경로로 접근하는 탐사선은 태양의 중력에 의해 가속되어 수성을 공전하기에는 너무 빨리 통과할 것이기 때문에 수성 궤도에 우주선을 삽입하는 것은 어렵다.그러나 궤도 Chen-wan Yen[24]에 의해 1985년에를 이용해서, 연구가 그것은 사소한 추진 궤도 교정을 결합하여 연속된 여러 중력 어시스트, 금성이나 수성 주변의'swingby 기동 훈련을 참관을 사용하여 점차 우주선을 줄일 수 있고 그렇게 함으로써propellan을 최소화하기 위한Discovery-class 임무를 추구할 수 있다는 것.nt이드[25]
목적
MESSENGER 미션은 궤도에서 수성의 특성과 환경을 연구하기 위해 고안되었습니다.특히, 이 임무의 과학적 목표는 다음과 같다.[26][27]
- 수성 표면의 화학적 조성을 나타내는 데 사용됩니다.
- 지구의 지질학적 역사를 연구하기 위해서요
- 지구 자기장(대기권)의 성질을 밝히기 위해.
- 코어의 크기와 상태를 판별합니다.
- 극지방의 휘발성 재고를 결정한다.
- 수성 외기권의 성질을 연구하기 위해서요
우주선 설계
메신저 우주선은 존스 홉킨스 대학 응용 물리학 연구소에서 설계되고 만들어졌다.과학 작업은 션 솔로몬이 주임 연구원으로서 관리했으며, 미션 작업도 JHU/[28]APL에서 수행되었습니다.MESSENGER 버스는 높이 1.85m(73인치), 폭 1.42m(56인치), 깊이 1.27m(50인치)로 측정됐다.버스는 주로 추진제 탱크를 지지하는 4개의 흑연 섬유/시안산에스테르 복합 패널, LVA(Large Velocity Adjust) 추진기, 자세 모니터 및 보정 스러스터, 안테나, 계기 팔레트, 2.5m(8.2ft) 높이와 2m(6.6ft) 너비의 대형 세라믹 천 햇빛 가리개로 제작되었습니다.i는 열 [28]제어가 있습니다.발사 당시, 우주선은 추진제를 [29]가득 싣고 약 1,100 킬로그램 (2,400파운드)의 무게가 나갔다.MESSENGER의 총 임무 비용은 우주선 건조 비용을 포함하여 4억 5천만 [30]달러 미만으로 추정되었다.
자세 제어 및 추진
주 추진력은 645N, 317초에 의해 제공되었다.Isp 이원제(히드라진과 사산화질소) LVA(Large Velocity Assist) 추진기.사용된 모델은 AMPAC에서 개발 및 제조된 LEROS 1b입니다.ISP의 Westcott은 영국에서 일한다.이 우주선은 607.8kg의 추진제와 [28]LVA용 헬륨 가압기를 탑재하도록 설계되었다.
4개의 22N(4.9lbf) 모노로퍼 추진기가 주 추진기 연소 중 우주선 조종을 제공했으며, 12개의 4.4N(1.0lbf) 모노로퍼 추진기가 자세 제어를 위해 사용되었다.정밀 자세 제어를 위해 반응 바퀴 자세 제어 시스템도 포함되었습니다.[28]자세 제어에 대한 정보는 스타 트래커, 관성 측정 장치 및 6개의 태양 [28]센서에 의해 제공되었다.
통신
탐사선에는 딥 스페이스 네트워크와의 통신을 위한 두 개의 작은 심우주 트랜스폰더와 세 가지 종류의 안테나, 즉 메인 빔을 하나의 평면에서 전자적으로 조종할 수 있는 고이득 단계별 배열, 중이득 "팬 빔" 안테나 및 넓은 패턴의 저이득 혼이 포함되어 있습니다.고이득 안테나는 8.4GHz에서 송신 전용으로 사용되며, 중게인 안테나와 저게인 안테나는 8.4GHz에서 송수신되며, 3개의 안테나 모두 우측 원편광(RHCP) 방사선으로 동작합니다.이 안테나들 중 하나는 태양을 향한 탐사선의 전면에 설치되었고, 하나는 [31]태양에서 떨어진 곳을 향한 탐사선의 뒷면에 설치되었다.
힘
이 우주 탐사선은 수성 궤도에 있는 동안 평균 450와트를 공급하는 두 개의 패널로 된 비소화 갈륨/게르마늄 태양 어레이에 의해 작동되었다.각 패널은 회전 가능하며 어레이의 온도 균형을 맞추기 위해 광학 태양 리플렉터가 포함되어 있습니다.전력은 공통 압력 용기, 23암페어시 니켈 수소 배터리에 저장되었으며,[28] 용기당 11개의 용기와 2개의 셀이 있었다.
컴퓨터와 소프트웨어
우주선의 탑재 컴퓨터 시스템은 핵심 항전장치를 하나의 박스에 결합하는 장치인 통합 전자 모듈(IEM)에 포함되어 있었다.이 컴퓨터는 방사선 강화 IBM RAD6000 2대, 25메가헤르츠 메인 프로세서, 10MHz 고장 방지 프로세서를 탑재했다.이중화를 위해 우주선은 동일한 IEM 한 쌍을 운반했고, 데이터 저장을 위해 우주선은 각각 1기가바이트까지 저장할 수 있는 두 개의 솔리드 스테이트 레코더를 운반했다.IBM RAD6000 메인 프로세서는 나중에 [28]지구로 재생하기 위해 MESSENGER의 기기에서 데이터를 수집, 압축 및 저장했습니다.
MESSENGER는 SciBox라는 소프트웨어 스위트를 사용하여 궤도 및 계측기를 시뮬레이션하여 "포인팅, 데이터 다운링크 속도 및 온보드 d에 대한 모든 우주선 제약을 충족시키면서 임무에서 과학적 귀환을 극대화하고 계측기 관측 간의 충돌을 최소화하는 복잡한 프로세스를 선택"했습니다.ata 스토리지 용량"[32]
과학 기구
MDIS(Mercury Dual Imaging System)
2대의 CCD 카메라, 협각 카메라(NAC) 및 광각 카메라(WAC)가 피벗 플랫폼에 장착되어 있습니다.카메라 시스템은 250m/픽셀 해상도의 수성 표면 전체 지도와 20~50m/픽셀의 지질학적 관심 지역 이미지를 제공합니다.광각 [33][34]카메라에 부착된 협대역 필터 휠만으로 컬러 이미징이 가능했습니다.
목적:[33]
- 플라이바이 단계:
- 궤도 위상:
| 필터[35] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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- 주임 조사관:스콧 머치 / 존스 홉킨스 대학교
- 데이터: PDS/MODE 협각 카탈로그, PDS/MODE 광각 카탈로그, PDS/PIN 데이터 카탈로그
감마선 분광계(GRS)
수성 표면에서 방출되는 감마선을 측정하여 특정 원소(산소,[36][37] 실리콘, 황, 철, 수소, 칼륨, 토륨, 우라늄)를 10cm 깊이까지 검출하여 행성의 조성을 알아냅니다.
목적:[36]
- 주요 원소의 표면 함량을 제공한다.
- Fe, Si, K의 표면 함량을 제공하고 K의 함량에서 알칼리 고갈을 유추하며 극지방의 H(물얼음)와 S(있는 경우)에 대한 함량 한계를 제공한다.
- 가능한 경우 표면 원소 농도를 매핑하고, 그렇지 않은 경우 표면 평균 농도를 제공하거나 상한을 설정합니다.
- 주임 조사관:윌리엄 보이턴 / 애리조나 대학교
- 데이터: PDS/GSN 데이터 카탈로그, PDS/MODE GRS 데이터 카탈로그
중성자 분광계(NS)
우주선과 [36][37]광물의 충돌로 발생하는 저에너지 중성자를 검출하여 수소 광물 성분을 40cm 깊이까지 측정.
목적:[36]
- 수성의 북반구 대부분에 수소의 풍부함을 확인하고 지도화합니다.
- 북극 근처의 영구 그늘진 크레이터 내부 및 그 근처에 물얼음이 존재할 가능성을 조사한다.
- 원소 풍부성 측면에서 GRS 측정 감마선 강도를 해석하는 데 도움이 되는 2차 증거를 제공한다.
- 태양풍이 표면 물질에 수소를 주입할 수 있는 자기권의 북쪽과 남쪽 끝부분의 기초 표면 영역을 개략적으로 설명한다.
- 주임 조사관:윌리엄 보이턴 / 애리조나 대학교
- 데이터: PDS/GSN 데이터 카탈로그, PDS/MODE NS 데이터 카탈로그
X선 분광계(XRS)
1~10 keV [38][39]범위에서 마그네슘, 알루미늄, 황, 칼슘, 티타늄, 철의 X선 스펙트럼 라인을 검출하여 수성 표면의 상단 밀리미터 내에 매핑된 광물 조성.
목적:[38]
- 수성 생성의 역사를 확인하다
- 입사 태양속 유도에 의한 X선 방출을 측정하여 표면 요소의 구성을 파악한다.
- 주임 조사관:조지 호 / APL
- 데이터: PDS/GSN 데이터 카탈로그, PDS/MODE 데이터 카탈로그
자기계(MAG)
수성 주변의 자기장을 상세하게 측정하여 자기장의 [40][41]강도와 평균 위치를 확인.
목적:[40]
- 수성 자기장의 구조와 태양풍과의 상호작용을 조사하라.
- 자기장의 형상 및 시간 변동성을 특징짓습니다.
- 자기권과의 파동-입자 상호작용을 검출합니다.
- 지구 자기권의 서브스톰과 유사할 수 있는 현상을 포함한 자기장 역학을 관찰합니다.
- 자기권계면 구조와 역학을 특징짓습니다.
- 행성과 자기권을 연결하는 필드 정렬 전류를 특성화합니다.
- 주임 조사관 : 마리오 아쿠나 / NASA 고다드 우주 비행 센터
- 데이터: PDS/PPI 데이터 카탈로그
수은 레이저 고도계(MLA)
수성 표면에서 반사되는 적외선 레이저의 빛을 검출하여 수성 표면의 지형 높이에 대한 상세 정보를 제공.[42][43]
목적:[42]
- 북위도 고지의 고정밀 지형도를 제공한다.
- 북반구 중위도부터 저위도까지의 장파장 지형 특성을 측정한다.
- 북반구의 주요 지질 지형에 걸친 지형 프로파일을 결정합니다.
- 대규모 지형 지형의 움직임을 시간의 함수로 추적하여 지구의 물리적 지표를 검출하고 정량화할 수 있습니다.
- MLA 동작 파장 1,064 nm에서 수성의 표면 반사율을 측정한다.
- 주임 조사관: David Smith / GSFC
- 데이터: PDS/GSN 데이터 카탈로그, PDS/MODE 데이터 카탈로그
수성 대기 및 표면 조성 분광계(MASCS)
자외선 방출을 측정하여 수성을 둘러싼 희박한 대기의 특성을 확인하고,[44][45] 적외선 반사율을 측정하여 표면의 철과 티타늄 광물의 유병률을 확인.
목적:[44]
- 외기권의 구성, 구조 및 시간적 거동을 특징짓습니다.
- 외기를 생성하고 유지하는 과정을 조사합니다.
- 외기와 표면 조성 간의 관계를 파악합니다.
- 휘발성 물질의 극성 퇴적물을 탐색하고 이러한 퇴적물의 축적이 외부 대기 과정과 어떻게 관련이 있는지 확인합니다.
- 주임 조사관:윌리엄 매클린톡 / 콜로라도 대학교[46]
- 데이터: PDS/GSN 데이터 카탈로그, PDS/MODE 데이터 카탈로그
에너지 입자 및 플라즈마 분광계(EPPS)
에너지 입자 분광계(EPS)를 사용하여 수성 주변의 자기권 하전 입자를 측정하고 고속 이미징 플라스마 분광계(FIPS)[47][48]를 사용하여 표면에서 나오는 하전 입자를 측정.
목적:[47]
- 행성의 자기장 구조를 확인합니다.
- 외기권 중성자와 가속된 자기권 이온을 특징짓습니다.
- 수성 극의 레이더 반사 물질 체육관 구성을 결정한다.
- 지각/대기/환경 계면의 전기적 특성을 확인합니다.
- 수성 자기권의 역학 특성, 외부 드라이버와의 관계 및 내부 조건 결정
- 순항 중 및 수성 근처에서 행성간 플라즈마 특성을 측정합니다.
- 수석 조사원: Barry Mauk / APL
- 데이터: PDS/PPI 데이터 카탈로그
라디오 사이언스(RS)
우주선 측위 [49][50]데이터를 이용해 수성의 중력과 행성핵의 상태를 측정.
목적:[50]
- 임무의 순항 단계와 궤도 단계 모두에서 우주선의 위치를 결정합니다.
- 수성의 중력 섭동을 관찰하여 행성 내부 밀도의 공간적 변화를 조사하고 수성의 진동 진폭을 정량화하기 위해 수성의 중력에 있는 시간 변동 성분을 조사합니다.
- MALA와의 적절한 고도 매핑을 결정하기 위해 MESSENGER 우주선의 수성 표면까지의 범위를 정확하게 측정하십시오.
- 조사관 : 스미스 / 비행 : NASA
- 데이터: PDS/GSN 데이터 카탈로그, PDS/MODE 데이터 카탈로그
메신저 도표
APL 기술자에 의한 MESSENGER의 태양 전지판 조립.
기술자는 위험한 처리 시설로 전송하기 위한 MESSENGER를 준비합니다.
PAM을 메신저에 첨부합니다.도자기 천으로 만든 햇빛 가리개가 이 전망에서 두드러진다.
적합한 작업자가 메신저에 탑재될 히드라진 연료 공급을 살펴봅니다.
| 주요[2][51][52][53][54][55][56] 이벤트 일정 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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and (발사 및 궤적)
메신저 탐사선은 2004년 8월 3일 06시 15분 56초(UTC) 미국 항공우주국(NASA)에 의해 델타 II 7925 발사체를 타고 플로리다 케이프 커내버럴 공군기지 17B 우주발사단지에서 발사됐다.완전한 연소 과정은 57분 동안 지속되었으며,[28] 최종 속도는 10.68 km/s이고 탐사선은 2011년 3월 18일 궤도 삽입까지 6년 7개월 16일이 걸린 79억 km 궤도로 보내졌다.
수성을 여행하고 궤도에 진입하는 것은 수성의 궤도가 태양의 중력 우물 깊숙이 있기 때문에 매우 큰 속도 변화를 필요로 합니다.지구에서 수성까지의 직항로에서는, 우주선이 태양 쪽으로 떨어지면서 끊임없이 가속해, 연료를 과도하게 사용하지 않고는 궤도에 오르기엔 너무 빠른 속도로 수성에 도착할 것이다.금성과 화성과 같은 대기를 가진 행성들의 경우, 우주선은 대기와의 마찰을 이용하여 궤도에 진입함으로써 도착 시 연료 소비를 최소화할 수 있고, 로켓 엔진을 짧게 발사하여 궤도로 진입시킨 후 에어로브레이킹으로 궤도를 감소시킬 수 있다.그러나 수성의 희박한 대기는 이러한 조작을 하기에는 너무 희박하다.대신 MESSENGER는 수성에 대한 상대적인 속도를 줄이기 위해 지구, 금성, 수성에서의 중력 보조 기술을 광범위하게 사용했고, 그 후 수성의 타원 궤도에 진입하기 위해 대형 로켓 엔진을 사용했다.다중 비행 과정은 우주선의 속도를 늦추는 데 필요한 추진체의 양을 크게 줄였지만, 여행을 수 년 연장하는 데 따른 비용과 총 79억 킬로미터(49억 마일)의 거리를 지불했다.
MESSENGER의 태양 [57]패널에 작용하는 태양 복사 압력을 사용하여 이러한 미세 경로 조정을 수행했기 때문에 수성으로 가는 몇 번의 추진력 발사는 불필요했다.필요한 추진체의 양을 더 최소화하기 위해 우주선 궤도 삽입은 수성 주변의 매우 타원형 궤도를 목표로 했다.
연장 궤도는 두 가지 다른 이점이 있었다.수성과 태양의 뜨거운 표면 사이에 있었던 시간 이후 우주선이 식도록 했고, 또한 수성과 외기권의 근접 측정과 사진을 여전히 허용하면서 다양한 거리에서 태양풍의 영향과 행성의 자기장을 측정할 수 있게 했다.이 우주선은 원래 2004년 5월 11일부터 12일간 발사될 예정이었다.2004년 3월 26일, NASA는 우주선의 [58]추가 시험을 위해 2004년 7월 30일부터 시작되는 15일 후의 발사 시기로 발사가 옮겨질 것이라고 발표했다.이 변화는 임무의 궤적을 크게 바꾸고 수성에 도착하는 것을 2년 지연시켰다.원래 계획은 2009년에 수성 궤도 삽입이 예정되어 있는 가운데 금성을 지나는 세 번의 비행 훈련을 필요로 했다.궤도는 2011년 [citation needed]3월 18일 궤도에 진입하기 전에 지구 통과 1회, 금성 통과 2회, 수성 통과 3회로 변경되었습니다.
MESSENGER 탑재 Delta II 발사체 분해도
Delta II 발사체에 MESSENGER 발사.
메신저 궤도선의 행성간 궤도.
MESSENGER는 발사 1년 후인 2005년 8월 2일 19시 13분에 몽골 중부 상공 2,347km(1,458마일)의 고도에서 가장 가까운 UTC에 지구 근접 비행을 수행했습니다.2005년 12월 12일, 524초 길이의 대형 추진체의 연소(심층 우주 기동 또는 DSM-1)는 다가오는 금성 통과 경로를 316m/[59]s로 조정했다.
지구 근접 비행 중 메신저 팀은 MDIS를 사용하여 지구와 달의 영상을 촬영하고 대기 및 표면 구성을 관찰하고 자기권을 테스트하여 테스트한 모든 기기가 예상대로 작동하고 있는지 확인했습니다.이 보정 기간은 우주선이 수성 궤도에 진입했을 때 데이터를 정확하게 해석하기 위한 것이었다.임무의 초기 단계에서 계측기가 올바르게 작동하는지 확인함으로써 여러 개의 사소한 오류를 [60]처리할 수 있습니다.
지구 저공비행은 일부 우주선이 예측한 것과 약간 다른 궤적을 가지고 있는 것으로 관측된 플라이바이 이상을 조사하는데 사용되었다.그러나 메신저의 [61]플라이바이에서는 이상이 관찰되지 않았다.
지구를 통과하는 동안 메신저에서 본 지구의 모습.
지구를 통과하는 동안 메신저에서 본 지구의 모습.
지구와 달(왼쪽 아래)은 메신저에 의해 1억8300만 km 떨어진 곳에서 포착된 것입니다.
