(3분 50초 읽기+2분 35초 동영상)
- 2미터 길이 로봇 팔 끝에 특수 코어 드릴 장착 시추 후 샘플 채취
- 라만 분광기로 암석 분석
- Jezero 분화구에서 생명체 흔적 조사

지구를 위한 리허설
귀환 임무가 중요한 이유와 작동 방식

1톤의 무게와 작은 차 크기에 다양한 장비가 장착된 Perseverance는 화성에 보낸 가장 무겁고 가장 크고 복잡한 차량이다. 기본 계획에서는 Curiosity를 기반으로 하며 일부 도구와 기능도 갖고 있다. 그러나 동시에 새로운 로버에는 몇 가지 프리미어와 혁신이 탑재돼 있다. 

▲ 실행중인 퍼서비어런스 샘플 드릴 시연 © NASA / JPL-Caltech

"행성 연구자들의 위대한 목표 중 하나“

Perseverance의 가장 중요한 임무는 나중에 회수 임무를 위해 암석과 표토층 샘플을 수집하고 포장하는 것이다. NASA 과학 관리자 Thomas Zurbuchen은 "화성에서 지구로 샘플을 가져오는 것은 우주 시대가 시작된 이래 행성 연구자들의 큰 목표 중 하나였다"고 설명했다.
지구상에서만 과학자들이 현대 연구의 모든 수단을 사용하여 화성의 암석을 분석할 수 있는 기회가 있기 때문이다.

이것이 오늘날까지 얼마나 가치 있는 일인지는 아폴로 임무의 달 암석으로 입증됐다.
이 샘플은 낯선 천체에서 지구로 가져온 최초의 샘플이다. 그들의 분석 덕분에 행성 연구자들은 여전히 ​​지구의 위성과 형성에 대해 새로운 것을 배우고 있다.
지구의 달 팀의. Apollo와 달리 Perseverance는 샘플을 무인으로 포장한다.
Zurbuchen은 "이러한 반품 캠페인은 복잡한 작업이며 가능한 한계에 도달했다"고 말했다.

SHERLOC 과 WATSON으로 샘플링

샘플을 채취하는 것조차 쉽지 않다.
"화성 지하로 구멍을 뚫고, 손상되지 않은 드릴 코어를 꺼내고, 밀봉하고, 로봇 팔 끝에서 이 모든 작업을 자율적으로 수행하는 것은 어려운 일이다"고 제트 추진 연구소의 미션 수석엔지니어 Adam Steltzner는 말한다.
암석 샘플을 채취하기 위해 Perseverance는 2m 길이의 로봇 팔 끝에 특수 코어 드릴을 들고 지하에서 칠판 분필 조각 크기의 손상되지 않은 암석 코어를 추출할 수 있다.

각 드릴 코어는 드릴링 중에 자체 작은 샘플 튜브로 둘러싸여 있다.
로버는 이 부착물로 느슨한 레골리스(표토) 샘플을 회수할 수도 있다.
표면에 따라 회전 밀링 동작 또는 해머 드릴과 같은 해머 사이를 전환 할 수 있다.
그러나 그 전에 샘플을 채취할 가치가 있는지 확인해야 한다. 저명한 이름의 두 가지 장비는 로버와 지상 팀을 지원한다. SHERLOC(Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) 과 WATSON. 

SHERLOC은 UV 범위에서 작동하는 라만 분광기다.

이것은 조사할 암석에 레이저 빔을 보내 원자 성분이 빛나도록 자극한다.
그런 다음 방사선 스펙트럼을 사용해 화학 조성을 결정할 수 있다.
SHERLOC은 로봇 암의 끝에 직접 위치한 WATSON 카메라의 도움을 받고 샘플 위치와 현재 상황에 대한 컬러 클로즈업을 제공한다.

드릴 헤드에서 반환 컨테이너까지

Perseverance가 드릴 샘플을 채취하면 로봇 팔이 드릴 부착물을 로버의 선체로 가져온다. 그 곳에는 한 샘플 회전 컨베이어가 약 6cm 길이의 샘플 튜브를 받는다.
두 번째로 약 50cm 길이의 로봇 팔이 컨베이어 아래쪽에서 샘플 튜브를 제거하고 샘플을 촬영하고 부피를 측정한 다음 영구적으로 밀봉하는 일련의 스테이션을 통해 샘플 튜브를 운반한다.

SHERLOC은 로봇 암의 끝에 직접 위치한 WATSON 카메라의 도움을 받고 샘플 위치와 현재 상황에 대한 컬러 클로즈업을 제공한다.

로봇 팔이 드릴 부착물을 로버의 선체로 가져온다. 그 곳에는 한 샘플 회전 컨베이어(위 사진에서 흰색)가 약 6cm 길이의 샘플 튜브를 받는다.

마지막에 튜브는 로버의 배꼽에 있는 샘플 저장소에 배치된다.
탐사선 임무가 끝나면 이 선박은 향후 귀환 임무를 위해 화성 표면에 배치할 수 있다.
Perseverance는 반환 임무를 위해 샘플 용기를 착륙선에게 직접 가져와 직접 넘겨 줄 수도 있다. 어쨌든 샘플은 10년 이내에 회수되어야 한다.

목적지
Jezero 분화구의 특별한 점은 무엇일까?

화성은 금성 다음으로 태양계에서 가장 가까운 이웃이며 여러 면에서 지구와 가장 가까운 곳이다. 두 행성은 초기에 매우 비슷하게 발달했고 액체 물과 밀도가 높은 대기가 있는 생명 친화적인 기후를 가지고 있었기 때문이다. 일부 행성 연구자들에 따르면 이웃 행성에 바다가 있을 수도 있다고 한다.

▲ 화성 정찰 탐사선이 찍은 Jezero 분화구의 색상 이미지. © NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL

이것은 화성이 생명의 발달이라는 또 다른 측면에서도 지구와 비슷하다는 희망을 불러일으킨다. 이론적으로, 적어도 30억년 전에 행성이 물과 대기를 잃기 전에 어린 행성의 연못과 호수에서 최소한 단순한 생명체가 발달했을 수 있다.
그러나 지금까지 궤도에 있는 탐사선이나 착륙 탐사선과 탐사선 모두 화석에 대한 명확한 증거나 화성에 아직 존재하는 생명체를 발견하지 못했다.

화성의 시작으로의 시간 여행

이러한 이유로 화성 탐사선 "perseverance"는 이제 가장 유망한 장소 중 하나인 45km의 Jezero 분화구를 자세히 살펴봐야 한다. 그것은 거대한 Isidis Planitia 충돌로 가라앉은 가장자리에 화성 적도에서 북쪽으로 18도에 위치해 있으며, 따라서 화성에서 가장 오래되고 과학적으로 가장 흥미로운 암석 지층이 출현하는 지역에 있다. 

▲ Jezero는 한때 물로 채워졌고 강이 호수로 흘러 들어갔다. © NASA / JPL-Caltech

NASA의 Thomas Zurbuchen은 “Jezero 분화구의 착륙 지역은 지질학적으로 풍부한 지형으로 최대 36억년 전으로 거슬러 올라간다. 이 독특한 지역에서 샘플을 얻는 것은 우리가 화성에 대한 생각과 생명체를 수용하는 능력에 혁명을 일으킬 수 있다"고 설명했다.

생명체의 초기 오아시스?

탄산염 암석과 점토 광물이 존재한다는 것은 지구 초기에 분화구가 물로 채워졌음을 시사한다. 그것은 250미터 이상의 호수였을 수도 있다. 따라서 행성 연구자들은 이전 호수 바닥의 화석화된 유물이 여전히 초기 생명체의 화석 생체 특성을 포함하고 있기를 바란다.
호수의 초기 가장자리 또는 그 안으로 흘러 들어가는 삼각주 강에서, 예를 들어 지구상의 스트로마 톨라이트와 유사한 화석 박테리아 매트의 형태로 이전 생명의 흔적도 발견될 수 있다.

화성에서 생명체가 발전되었다면 이곳은 그것을 위한 예정지일 것이다.
또한 분화구로 흐르는 강은 지구상의 다른 “물이 많은” 서식지에서 유기 물질을 가져올 수도 있다. NASA의 제트 추진 연구소의 Ken Farley는 "퍼섭;어런스의의 도구는 과거 미생물 생명체의 화석을 찾는 것 뿐만 아니라 화성의 지질학과 그 과거, 현재 및 미래에 대한 지식을 확장하는 데 도움이 될 것이다"고 말했다.

Rover Perseverance는 최고의 기회를 갖게 됐고 할 일이 많다. (계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]