화성 탐사선 스피릿과 오퍼튜니티

NASA의 화성 탐사선(MER : Mars Exploration Rover Mission)임무는 2003년 6월 10일에 각각의 Delta II 로켓에 의해 우주로 발사된 로봇 형태로 제작된 Spirit(MER-A)과 Opportunity(MER-B)라 명명된 두대의 Rover로 현재도 진행중이다. <화성 참사선 스피릿과 오퍼튜니티는 동일한 로봇이다> 출처 :  http://kr.blog.yahoo.com/acftacft/3750

이 두 로버의 주 임무는 방대한 지역의 토양과 돌 등을 채취하여 과거의 화성에 생명체나 물이 존재했었는지 여부를 밝히는 것이다. 이 탐사선은 전체적으로 NASA의 화성 탐사 계획의 한 부분이며, 실제 이들 두 탐사선 이전에는 1976년에 착륙한 Viking 착륙선과 1997년에 착륙한 Mars Pathfinder의 뒤를 잇고있다. <1976년에 착륙한 바이킹 탐사선. 당시만해도 화성 착륙에는 화성인에 대한 기대가 무척이나 컷다> <1997년 마스패스파인더. 크기는 스피릿이나 오퍼튜니티 보다는 작지만 착륙 방식은 동일했다> <앞의 로봇이 패스파인더, 뒤에있는 것이 스피릿의 모형이다> 설계, 제작과, 우주선 발사, 착륙 후 화성 90일 기준의 총 운영 비용은 8억2천만 달러가 투자되었다. 이후 두 탐사 로봇의 상태가 양호하여 추가적인 가치가 인정되어 2007년 10월에 예산 승인되어 5번의 연장된 미션이 추가로 수행되었고 이에 투자된 추가 비용은 무려 1억2천만 달러였다. 최종적인 임무는 2009년에 종료되었다. 2004년 1월 21일 Deep Space Network(우주 통신 장치)가 Spirit과의 교신을 놓쳐버렸다. 주 이유는 당시 오스트레일리아에서 발생한 thunderstorm 때문이라는 판단을 하고있다. Spirit은 아무런 데이터를 전송하지 못하고, 심지어는 중간 괘도선인 Mars Global Surveyor과도 교신을 하지않았다. 다음날 NASA의 JPL(제트추진연구소)는 로버(Rover)로 부터 고장 신호를 접수하게되었다. 하지만 연구원들은 로버의 플레쉬 메모리에 문제점을 예측하고 프로그램을 전송하여 다시 설치하고 시험을 수행하여 해결하였다. 대개 소프트웨어나 플래쉬 메모리 오버로딩 문제는 프로그램을 다시 깔면 초기화된다. 물론 새로 설치한 프로그램은 이러한 오류를 수정하여 설치되었다. 결국 2월 5일 Spirit은 완벽하게 임무를 수행 할 수있도록 정상으로 돌아왔다. <화성 괘도를 돌면서 화성을 지속 탐사하고, 화성표면의 두 로봇과 교신 중계를 하는 Mars Global Surveyor> 2004 년 3월 MER-B, Opportunity의 자료를 분석한 결과 화성에는 과거 바다와 같은 소금기가있는 물이 존재하였고, 이들은 모두 증발한 상태라는 것을 확실하게 증명하는 데이터를 접수하였다. 2004년 4월 8일 NASA는 이 탐사 로봇의 수명을 8개월 가량 연장하여 1500만 달러의 예산으로 확장된 임무를 수행한다고 밝혔다. <토양을 채취하고 있는 Rover> 주 임무는 5일간 200미터를 움직여서 Endurance crater를 탐사하는 것이었다. 9월에는 다시 6개월을 추가 운영한다고 발표하였고, Opportunity호는 열 차단 막을 벗어 버리고 Victoria crater를 탐사하고, Spirit은 Columbia Hill을 올라가는 것이었다. <Opportunity호가 촬영한 Endurance crater. 크레이터 중앙부에는 물이 존재했음을 확인하는 토양이 확인되었다> <Endurance crater 바닥은 물과 바람에 의해 형성된 마른 호수 바닥과 같았다.> <Endurance crater의 암석 벽을 타고 이동하는 Opportunity> <Opportunity호가 벗어 버린 열 차단 막> 추가로 18개월 연장을 발표하여 2006년 9월 까지 운영 키로 결정되어 Opportunity는 Etched Terrain을 방문하고, Spirit는 Husband Hill을 향해 암석질의 경사로를 올라가는 것이었다. 이에 따라 Spirit은 4.81 kilometers를 581 화성일(지구 하루와 거의 유사함) 동안 움직여 Husband Hill 정상에 도달하였다. 1년반을 움직여서 겨우 4킬로를 갔다는 것인데..... <Sprit이 올라가야하는 Husband Hill> <Husband Hill에서 올라온 길을 촬영한 사진이다. 지그재그로 한참을 돌아 스스로 판단하여 올라온 트랙 자국이 보인다. 인류가 남긴 화성의 또 하나의 자취이다> 2006년 3월 Spirit호는 Husband Hill 에서 임무를 마치고, McCool Hill로 향하던 도중에 전방 오른쪽 바퀴가 웅덩이 속에 빠져버렸다. 결국 로버 전체가 웅덩이에 갇히게되었다, 결국 빠져나올 능력이 부족하여 NASA는 최소한의 크기로 축소하여 겨울 나기를 지시하였다. 향후 충분한 태양광이 비칠 시기에 맞추어서 충분한 에너지를 저장한후 다시 빠져나오기로 결정하였다. 반면에 Opportunity는 Victoria crater에 도착하였다. 2007년 2월에는 NASA는 Opportunity호가 10킬로미터를 운행하여 기록을 세웠다고 발표하였다. <Spirit은 바퀴가 부드러운 모래속에 빠져서 빠져나오는데만 몇 개월이 걸렸다> <빅토리아 크레이터에 도착한 Opportunity호. 화성 괘도 위성이 촬영하였다. 좌측 아래 원이 탐사선이다> <빅토리아 크레이터에 홀연히 서있는 Opportunity호. 사진은 사실상 합성이다. 이 장면을 찍어줄 다른 탐사선이 없기 때문이다> <빅토리아 크레이터의 바닥은 과거 물이있었음을 증명해준다> Opportunity호가 Victoria crater에 도착 직후 모래 폭풍과 짧은 일조량으로 에너지가 부족하여 약 2개월 가량의 운영 정지상태로 들어갔다. 2007년 9월경에 두 탐사선 모두가 활동을 개시하였다. 2007년 10월 모든 상태를 재점검하고 NASA는 5번째 추가임무를 두 탐사선에 부여하였다. 이들 두 탐사선은 기대이상의 내구성과 신뢰성을 바탕으로 이미 화성에서 5년 이상을 보내고있었다. 2009년 1월 기준으로 2대의 탐사선이 보내온 자료는 25만장의 화상자료와 21 킬로미터를 운영하였다. <Opportunity 호가 지나온 길. 착륙지점이 위쪽  Eagle Crator이고 중앙부분에서 살짝 왼쪽으로 회전하며 나온 부분이 Endurance crater이다. 이후 Victoria crater에 도착하였다> Opportunity 는 Victoria crater의 탐사를 마치고 3.2Km를 움직인 후, 2009년 3월 Endeavour crater를 처음으로 관측하였고, 도달까지는 약 5년이 걸릴 것으로 보고있다. 반면 Spirit은 모래속에 바퀴가 빠져서 움직일수가 없게 되었다. 더구나 빠져나오기 위한  무리한 작동으로 6개의 바퀴중 2개는 이미 고장나버렸다. 약 9개월동안 이를 다시 활동 시키기 위해 지구에서 모의 실험까지 진행을 하였다. 하지만 결국 2010년 1월에 NASA는 Spirit은 정지상태로 과학 관측임무를 수행하는 것으로 발표되었다. 즉 움직이지 않는 상태에서 태양전지의 힘을 받아 지구로 화성에서 관측하는 각종 자료나 행성 등의 움직임을 관측하여 지구로 전송하게되는 것이다. <제트추진연구소는 지상에 모의 장치를 만들어 놓고 어떻게 하면 Spirit이 모래 구덩이에서 빠져나올수있는지 시험중이다> <Spirit 호의 6개 바퀴중 이미 2개는 작동 불능상태이다> 현재 Opportunity는 Endeavour Crater를 향해 12킬로미터의 장도를 진행 중에있다. 애초애 이들은 약 600미터 정도만 움직이는 것으로 설계되었다. 현재 NASA는 이 두 로봇이 앞으로 20여년 이상 활동이 계속될 것이라는 확신을 하고 있으며, 이전의 토양을 통한 화성의 광물, 물에 대한 역사 등을 조사한 것에 이어서 인류가 살수 있는 환경인지, 과거 생명체가 살았는지 여부를 확인하게 될 것이다. 로봇 스스로는 이러한 판단을 할수없으며 활동을 통해 수집된 자료로 NASA의 과학자들이 판단하게 될 것이다. <화성의 척박한 환경에서 두 탐사선은 훌륭하게 임무를 수행하고있다> <모래바람이 자주 일어나는 화성에서는 군데 군데 고운 모래로 탐사선의 움직임을 방해하고, 태양 전지판의 효율을 떨어 뜨린다> <화성에 착륙하여 활동을 개시하는 탐사선>