[정보] 태양 극궤도 탐사

태양 극궤도에 진입하는 것은 어려움. 지구 궤도 근처에서 60도 경사궤도에 진입하려면 dV가 30km/s 정도 필요함

하지만 태양 극궤도를 탐사해야 하는 이유 또한 존재함. 지구처럼 태양도 자기장을 갖고 있고 다이나모 효과로 극지방에서 자기력선속이 가장 크기도 해서 태양 주기나 태양풍을 이해하는 데 도움이 되고 인공위성의 안전에 중요한 요소임

아무튼 대략 그런 목적으로 1990년에 율리시스 탐사선이 발사되었음. 우주왕복선 디스커버리호를 타고(STS-41) IUS와 PAM-S로 목성 전이 궤도에 도달했고

목성을 스윙바이해서 경사각을 80도로 바꿔서 극궤도에 진입했음. 원지점은 5AU 근지점은 1.3AU 정도의 궤도로 6년의 주기를 가졌음

2009년까지 미션을 수행하며 총 3번 궤도를 돌았고 태양풍의 세기를 측정해서 태양의 주기를 밝혀냈음

태양전지 기술이 아직은 성숙하지 않은 때라 RTG를 달아야 했고 은하에서 오는 우주선을 감지하거나 먼지들의 전하와 질량, 속도를 측정하는 센서 등을 탑재했음.

400kg가 안되는 작고 단순한 탐사선이고 ESA 특성상 자료 공개가 잘 되어 있어 우주 탐사선의 구조를 알아볼 때 좋은 자료인데

위의 통신 부분 그림을 보면 고이득 안테나(HGA)가 s밴드, x밴드 twta와 라디오에 연결되어 있는 것이 보일 것임

자세 제어에도 중량을 줄이기 위해 많은 노력이 있었음

위 영상처럼 STAR-48 고체 모터를 쓰는 탐사선은 회전 안정 방법을 사용하는데 각운동량 보존 법칙으로 인해 자세 제어를 단순화할 수 있었음.

2뉴턴 하이드라진 추력기 4개와 33kg의 연료만으로 18년간 궤도 수정과 자세 제어가 가능했음.

자세 센서에는 태양 센서와 하이 게인 안테나를 사용했는데 하이 게인 안테나가 우주선 회전 축에서 1.8도 틀어져 있어서 우주선이 회전하면 신호 세기에 차이가 생기고 이를 이용해서 지구와의 통신으로 자세 제어가 가능했음

하이 게인 안테나의 빔 원뿔은 심우주 탐사선이라 좀 좁은 편인데, S밴드의 경우 10도 X밴드의 경우 2도고, 이 안에 지구를 위치시키기만 하면 통신이 가능함

좀 더 자세한 탑재체 정보나 과학 관련 정보는 아래 링크에서 볼 수 있음:

중국 태양 극궤도 탐사 계획이 있다 해서 생각났음.

태양 탐사 특성상 중요하고 관심 못받는 재밌는 탐사선들이 많은 것 같음. 파커 솔라 프로브나 솔라 오비터도 있고 70년대 속도 기록을 갈아치운 헬리오스나 30년째 라그랑주점에서 퇴역 못하는 SOHO도 있고...

중국 태양 극궤도 미션 개요인데 자외선이랑 X선 관찰이 율리시스와 비교되는 특징인 듯함. 율리시스는 이미징 능력이 없어서 미국에서도 이런 탐사:

가 제안되고 있기도 하고

댓글 3