한국항공우주연구원

ESA(유럽우주국)의 혜성 탐사선 로제타(Rosetta)의 착륙선 Philae의 착륙후보지가 다섯 곳으로 좁혀졌다. Philae 착륙선은 11월에 67P/Churyumov-Gerasimenko 혜성의 핵에 착륙을 시도할 예정이다.

적절한 착륙지 선정은 간단하지 않다. 궤도선으로부터 착륙선 분리, 지표 접근, 착륙하는 모든 단계와 Philae에 탑재된 10개의 기기의 과학적 요구사항을 만족해야하는 지상 운영 동안 궤도선과 착륙선의 기술적 요구가 서로 균형을 이루어야한다. 중요한 문제는 혜성에 접근한 궤도선 항법의 정확성이 Philae가 착륙할 지역인 약 1km2 크기의 타원 안에 정확히 착륙시킬 수 있을지를 결정한다는 것이다.   

혜성 착륙은 처음 시도되는 것이다. 후보지들은 비행역학과 그 외의 중요사항을 고려하여 기술적으로 착륙가능하다고 예비 분석된 지역들이다. 이 지역들은 평평하고, 혜성이 자전하는 동안 태양빛을 적어도 6시간 이상 받는 지역이다. 물론 모두 특별한 과학적 발견을 할 수 있는 지점들이다. 각 지점에 대해 착륙선이 궤도선과 주기적인 통신을 유지할 수 있는가? 거대 바위, 깊은 크레바스나 가파른 경사 같은 표면의 위험요소가 얼마나 많은가? 과열을 일으키지 않고 64시간의 초기 수명 이후에도 과학적 관측을 위한 조도와 배터리 충전을 위한 태양빛이 충분한가? 하는 사항들이 고려되어야 한다.

착륙지 선정과정은 매우 복잡하고 변동사항이 많다. 혜성에 접근함에 따라, 언제/어디에 착륙할지 자세한 관측을 통해 최종 결정하게 된다. 탐사선의 혜성 도착 후 신속하게 후보지들이 예비 분석되었고, 주요 지점이 결정 되는데 몇 주가 더 걸린다.

그 다음 단계는 각 후보지를 종합적으로 분석해서 어디든 착륙할 수 있도록 가능한 궤도와 운영 전략을 세우는 것이다. 동시에 궤도선은 혜성에 50km 이내로 접근해서 착륙지의 자세한 분석을 위한 관측을 할 것이다. 9월 14일까지 다섯 후보지를 평가하고 순위를 정해 착륙지를 선정할 것이다.  

착륙은 혜성이 태양에서 4억 5천만 km 떨어진 지점에 있을 11월 중순에 시도될 것으로 예상된다. 이 시기는 혜성의 활동이 본격적으로 시작되기 전이라 표면에 착륙선을 안전하고 정확하게 내려놓을 수 있고 아직 혜성활동에 의한 표면의 물질변화가 일어나기 전이다.

2004년 3월에 발사된 로제타 탐사선은 957일간의 동면에서 깨어나 2014년 1월에 다시 재가동되었다. 궤도선과 착륙선으로 구성된 로제타 탐사선의 임무는 8월 초에 67P/Churyumov-Gerasimenko 혜성에 도착하여 11월에 혜성의 핵에 착륙할 준비를 하고 혜성이 태양 근처를 지나갈 2015년까지 혜성의 변화를 추적하는 것이다.

혜성은 태양계 형성 시기부터 남아있는 원시물질들이 포함된 타임캡슐이다. 로제타 탐사선의 착륙선은 혜성 표면에서 영상을 획득하고 혜성의 표면 굴착을 통해 원시성분을 분석할 예정이다. 로제타 탐사선은 또한 태양복사 세기가 증가함에 따라 혜성이 어떤 변화를 보이는지 근접 관측하는 최초의 탐사선이 될 것이다. 이를 통해 태양계의 기원과 진화, 지구에 물과 아마도 생명체까지 심어주는데 혜성이 한 역할을 연구하는데 기여할 것이다.

ESA의 로제타 탐사선은 NASA가 함께 참여하였고, 착륙선 Philae는 독일우주센터, 막스플랑크연구소, 프랑스국립우주국, 이탈리아우주국이 협력 개발하였다.

그림 1. 로제타 탐사선의 착륙선 Philae의 착륙후보지
(영상 제공: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA)

※ 이 글은 아래의 링크 기사를 참조하여 작성하였습니다.
   출처: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-289