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- 화성의 두 위성 포보스(Phobos)와 데이모스(Deimos), 1877년에 발견돼
- 일본 우주국 JAXA가 NASA, ESA, 프랑스 우주국 CNES, 독일 항공우주센터(DLR)와 수행
- 이 임무는 2024년 화성의 위성에 발사될 예정
- 화성의 두 위성(지름이 각각 15km, 27km)이 작고 불규칙한 이유 밝혀낸다.

화성의 위성 포보스(Phobos)를 위한 탐사선
화성의 비정상적으로 작은 위성의 퍼즐을 푸는 MMX 임무

화성의 두 위성이 작고 불규칙한 모양을 하고 있는 이유는 무엇일까?
그것들은 어떻게 생겨났을까? 국제 MMX 임무는 2024년부터 이러한 질문을 명확히 해야 한다. 처음으로 우주 탐사선이 화성의 위성 포보스에 탐사선과 샘플 회수 모듈을 내려놓을 것이다. 로버의 필수 부품은 이제 독일 항공 우주 센터에서 완료되었다. 그들은 차량이 손상 없이 50미터 높이에서 떨어지는 것을 견딜 수 있어야 하며 떠내려가지 않고 최소한의 중력으로 운전할 수 있어야 한다. 

▲ MMX 임무는 화성의 위성 포보스와 다이모스를 탐사하고 포보스에 착륙하여 샘플을 가져오는 것이다. © JAXA/NASA

화성의 위성 포보스와 데이모스는 1877년에 발견된 이후로 미스터리였다. 지름이 15km와 27km에 불과하고 모양이 불규칙하기 때문에 달보다 포획된 소행성과 비슷하다. 그러나 동시에 그들은 화성을 매우 가깝게 그리고 적도면에서 공전하는데, 이는 포착 시나리오에 맞지 않다. 따라서 일부 행성 연구자들은 화성에 달이 형성된 유적에서 고리가 있었다고 생각한다.

화성의 위성 포보스를 방문

MMX 우주 탐사선은 가까운 장래에 화성 위성의 미스터리를 풀어야 한다. 일본 우주국 JAXA가 NASA, ESA, 프랑스 우주국 CNES, 독일 항공우주센터(DLR)와 함께 수행하는 이 임무는 2024년 화성의 위성에 발사될 예정이다. 추진 모듈, MMX 로버가 있는 착륙 모듈, 샘플 반환용 캡슐이 있는 반환 모듈의 세 가지 모듈로 구성된다.

MMX 우주선은 먼저 화성 주위의 궤도에서 화성의 두 위성을 연구한다. 그런 다음 화성의 위성 포보스(Phobos) 주위의 준궤도를 돌고, 그곳에서 데이터를 수집하고 운반 중인 MMX 로버를 내려놓고 달 표면에서 샘플을 채취한다. 샘플링 후 우주선은 Phobos에서 수집한 재료를 가지고 지구로 돌아온다. MMX 로버는 2027년 포보스에 착륙해 2029년 샘플을 가지고 지구로 돌아올 예정이다.

▲ 두 개의 화성 위성 포보스와 다이모스의 기원은 여전히 ​​미스터리이다. © DLR

최소 중력으로 운전

DLR과 CNES는 무게가 약 25kg인 MMX Rover의 임무에 기여하고 있다. DLR 로봇 공학 연구소의 Markus Grebenstein은 "MMX Rover를 통해 우리는 바퀴 달린 정찰 차량이 중력의 약 1,000분의 1에 불과한 작은 천체를 운전한 적이 없었기 때문에 새로운 기술 분야를 개척하고 있다"고 말했다. Oberpfaffenhofen의 메카트로닉스.

이 최소 중력에도 불구하고 지면 접촉을 유지하기 위해 로버는 초당 몇 밀리미터로 매우 조심스럽게 운전할 수 있다. 두 대의 바퀴 카메라를 사용하여 바퀴와 땅을 주시하는 동시에 포보스 표면에서 데이터를 수집한다. 적외선 복사계와 라만 분광기는 화성 위성의 광물 구성과 다공성에 대한 추가 정보를 제공한다.

달에 계획된 충돌

또 다른 과제:
화성 위성 포보스에 도착한 MMX 로버는 MMX 어머니 탐사선에서 분리되어 달 표면까지 약 50m를 자유 낙하한다. 따라서 기능적 방식으로 이를 견딜 수 있을 만큼 강력하고 동시에 유연해야 한다. 이것은 탄소 구조와 특수 기립 구조를 포함하는 안정적인 로버 섀시에 의해 보장된다.

▲ 로버의 프레임, 바퀴, 이동 및 발기 시스템은 DLR에서 제작되었다. © DLR

"로버는 포보스의 우주선에서 자유낙하하기 때문에 착륙할 때 여러 번 공중제비를 하고 예측할 수 없는 위치에 정지하게 된다"며 “이런 상황에서 드라이브 시스템의 도움으로 자율적으로 일어서서 선세일을 펼쳐야 한다. 그래야만 로버가 운전하고 생존할 준비가 됩니다”고 그레벤스타인이 말했다. DLR에서 개발 및 설계한 로버 섀시는 탄소 구조와 전체 복원 및 이동 시스템을 포함하여 추가 조립을 위해 프랑스로 배송됐다.

광범위한 테스트

2023년 여름까지 로버의 모든 장비와 하위 시스템은 툴루즈의 CNES에 설치될 예정이며, 이곳에서 태양열 패널, 에너지 시스템, 지구와 접촉하기 위한 무선 시스템 및 온보드 컴퓨터도 수신하게 된다. 그런 다음 로버에 대한 광범위한 테스트가 보류 중이다. 로켓 발사의 진동과 포보스의 섭씨 200도가 넘는 극한의 온도 변동을 얼마나 잘 견디는지 테스트 중이다. 2024년에는 작은 탐사선이 일본에서 화성 달까지 출발할 것이다.
출처: 독일 항공 우주 센터(DLR)

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Science"

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