나사의 Ingenuity 헬리콥터의 계획된 비행
대담한 화성 헬리콥터가 지금까지 가장 큰 도전을 앞두고 있습니다.
NASA의 퍼서비어런스 로버를 동반하는 Ingenuity 드론은 화성의 붉은 행성 탐사 위치를 둘러싼 언덕 위를 날기 시작할 예정입니다.이 쌍은 현재 제제로 크레이터의 바닥에 있지만, 계획은 둘 다 이 그릇에서 올라가서 나오는 것입니다.
드론으로 알려진 지니는 따라서 경사를 탐색할 수 있도록 소프트웨어 업그레이드를 받아야 했습니다.
"Håvard Grip 수석 조종사는 BBC 뉴스에 "지금까지 Ingenuity 는 화성이 팬케이크처럼 완전히 평평하다고 믿어왔습니다.
"이제 이 최신 소프트웨어 업데이트로 우리는 Ingenuity에게 '아니, 사실 평평하지 않아; 언덕이 있다'고 말할 수 있게 되었습니다."
지니는 2021년에 다른 세계에서 동력 비행을 달성한 최초의 차량이 되어 역사를 만들었습니다.그것은 단지 3미터의 고도까지의 단순한 상하 이동이었지만, 원리를 증명했습니다.그 이후, 헬리콥터는 35번 더 높고 멀리 비행했습니다.
단지 짧은 기술 시연이 될 것이라고 예상되었던 것에 비하면 나쁘지 않습니다. 하지만 스카우트 헬리콥터가 제공하는 기회는 NASA가 놓치기에는 너무 좋았습니다.
드론은 이제 앞길을 조사함으로써 퍼서비어런스를 지원하고, 바퀴 달린 로봇과 지구의 "뒷좌석 운전자들"이 올바른 길을 선택하도록 돕습니다.또한 과학 연구를 수행하며, 연구자들이 더 조사하기 위한 흥미로운 목표의 3D 모델을 구축할 수 있도록 여러 각도에서 암석 지층의 공중 사진을 찍습니다.
하지만 미래는 훨씬 더 어려워질 예정입니다. 퍼서비어런스가 십년 말에 지구로 돌아오는 임무를 위해 나중에 수집할 암석 샘플을 땅에 떨어뜨리는 대로, 로버는 고지대로 향할 것입니다. 그리고 Ingenuity 도 따라갈 것입니다.
이 쌍은 고대 강 델타 특징의 40미터 높이의 퇴적물을 올라가고, 그 다음에는 제제로 크레이터의 가장자리를 향해 나아갈 것입니다.
새로 설치된 소프트웨어는 앞에 있는 땅이 상승할 때 필요한 항법 수정을 헬리콥터가 수행할 수 있게 할 것입니다.
이것은 착륙 순간에 지면에 있는 위험한 바위와 같은 또 다른 문제를 해결하는 데에도 도움이 될 것입니다.
현재 지구에 있는 엔지니어들은 안전한 착륙지를 찾기 위해 위성 이미지를 분석합니다. "하지만 궤도 이미지를 언덕의 작은 바위들과 연결시키기는 더 어렵습니다. 바로 이 때 이 다른 기능이 작용하는데, 착륙 직전에 Ingenuity 자체가 지면을 살펴보고 바위들이 어디에 있는지 파악하여 피할 수 있습니다."라고 Grip이 설명했습니다.
수석 조종사는 지니의 모든 비행을 기록하기 위해 로그북을 유지하고 있습니다. 이제 그 로그북은 가득 찼습니다.
"우리는 단지 다섯 번만 비행할 예정이었습니다. 우리는 생각했습니다, 단지 다섯 페이지밖에 없는 책은 너무 우스꽝스러워 보일 거라고요. 그래서 그것이 더 실제 책처럼 보이도록 몇몇 추가 페이지를 넣었습니다. 하지만 맞춰보세요? 우리는 페이지를 다 썼습니다. Ingenuity는 36번째 비행을 마쳤고, 우연히도 그 비행은 Ingenuity가 화성의 하늘에서 전체 한 시간을 보낸 임계점을 표시했습니다."
Håvard Grip은 시카고에서 열린 미국 지구물리학연합 가을 회의에서 Ingenuity의 성공에 대해 반영했습니다.
화성의 대기와 날씨 그리고 Ingeunity와 퍼서비어런스의 임무수
화성의 대기와 날씨는 지구와 매우 다릅니다. 화성의 대기는 매우 희박하며 주로 이산화탄소(95.3%)로 구성되어 있고, 질소(2.7%), 아르곤(1.6%), 그리고 극소량의 산소와 물 증기 등이 포함되어 있습니다. 이 희박한 대기로 인해 화성에서는 지구와 같은 온실 효과가 거의 일어나지 않아, 화성의 평균 온도는 약 -60도 섭씨로 매우 춥습니다.
화성의 날씨는 변화무쌍하며, 큰 온도 변화, 먼지 폭풍, 그리고 얼음 구름 등을 포함합니다. 화성의 일교차는 때때로 100도 섭씨에 이를 수 있으며, 특히 화성의 양극에서는 거대한 먼지 폭풍이 발생할 수 있습니다. 이러한 먼지 폭풍은 때로는 전체 행성을 덮을 정도로 커질 수 있습니다.
또한, 화성에는 계절이 존재하는데, 이는 화성의 축이 지구와 비슷하게 기울어져 있기 때문입니다. 계절의 변화로 인해 화성의 극지방에서는 이산화탄소의 눈이 내리기도 하고, 얼음 캡이 커지거나 줄어들기도 합니다. 하지만 화성의 희박한 대기로 인해 지구처럼 비가 내리거나 큰 수증기 구름이 형성되는 일은 없습니다.
화성의 대기와 날씨는 Ingenuity와 퍼서비어런스 임무에 여러 가지 어려움을 제공합니다. 먼저, 화성의 희박한 대기는 헬리콥터인 잉저뉴티의 비행에 큰 도전을 제시합니다. 지구와 달리, 화성의 대기 밀도는 매우 낮아서 비행체가 충분한 양력을 생성하기 위해서는 더 큰 날개나 더 빠른 회전 속도가 필요합니다. 이는 잉저뉴티 설계와 비행 전략에 중요한 고려 사항입니다.
또한, 화성의 큰 온도 변화와 먼지 폭풍은 장비의 기능과 내구성에 영향을 미칠 수 있습니다. 화성의 낮은 온도는 배터리 성능과 전자 장비의 효율성에 부정적인 영향을 줄 수 있으며, 먼지 폭풍은 태양 패널의 에너지 수집 능력을 감소시키고, 섬세한 기계 부품을 손상시킬 위험이 있습니다.
화성의 먼지는 또한 카메라와 기타 센서의 성능에 영향을 줄 수 있어, 임무 중에 정확한 데이터를 수집하는 데 장애가 될 수 있습니다. 퍼서비어런스 로버의 경우, 이러한 먼지는 이동 경로를 계획하고 과학적 탐사를 수행하는 데 있어 시야를 제한할 수 있습니다.
이러한 어려움에도 불구하고, NASA는 이러한 환경적 도전을 극복하기 위해 Ingenuity와 퍼서비어런스에 다양한 기술적 대응책을 적용했습니다. 예를 들어, Ingenuity는 화성의 희박한 대기에서도 효과적으로 비행할 수 있도록 특별히 설계되었으며, 퍼서비어런스는 온도 변화와 먼지 폭풍에 견딜 수 있도록 견고하게 제작되었습니다.