우리한테 가장 친근한 행성 ''화성''에 대해 알아봅시다 3편

MAVEN 이해하기: 화성 대기 및 휘발성 물질 진화 탐사 미션

MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) 미션은 화성의 상층 대기를 연구하기 위한 획기적인 프로젝트입니다. MAVEN은 대기 탈출 과정을 탐구함으로써, 화성이 한때 따뜻하고 습한 행성이었지만 현재 차갑고 건조한 상태로 변화한 이유를 이해하는 데 도움을 줍니다. 이 미션은 화성 대기의 역사와 태양풍 및 방사선의 영향을 밝히는 데 초점을 맞추고 있습니다.

MAVEN의 목적과 목표

MAVEN의 주요 목표는 현재 화성 대기 손실 속도를 측정하고, 수십억 년 동안 화성이 얼마나 많은 대기를 잃었는지 추적하는 것입니다. 이 우주선은 화성 대기와 태양풍의 상호작용을 연구하여 화성의 기후 진화에 대한 이해를 돕습니다.

왜 화성 대기가 중요한가?

화성의 희박한 대기는 오늘날 화성 표면에서 액체 상태의 물이 존재할 수 없는 주요한 이유입니다. 대기 탈출 메커니즘을 이해하는 것은 화성의 거주 가능성에 대한 단서를 제공하고, 행성 비교학에 중요한 정보를 줍니다.

MAVEN이 탐구하는 핵심 질문들

MAVEN은 다음과 같은 중요한 과학적 질문들을 다룹니다:

• 대기 입자가 우주로 탈출하는 과정을 이끄는 원인은 무엇인가?
• 태양풍과 방사선이 대기 침식에 미치는 영향은 무엇인가?
• 이것이 화성의 기후 진화에 미친 영향은 무엇인가?

MAVEN의 여정: 발사, 궤도 진입 및 주요 이정표

MAVEN은 2013년 11월 18일에 발사되어 2014년 9월 21일에 화성에 도달하여 궤도에 진입했습니다. 이 우주선의 여정과 운영은 기술 발전과 정밀한 엔지니어링의 성과를 보여줍니다.

MAVEN 미션의 주요 단계들

• 발사 및 도달: MAVEN은 아틀라스 V 로켓에 실려 발사되었으며, 화성 탐사의 중요한 이정표를 기록했습니다. 도착 후, 우주선은 복잡한 궤도 진입 절차를 거쳐 화성 주위를 타원 궤도로 돌아가게 되었습니다.
• 연장된 미션 목표: MAVEN의 원래 임무는 1년이었지만, 그 성공 덕분에 임무가 연장되었습니다. 우주선은 현재까지 대기 탈출과 태양 상호작용에 대한 중요한 데이터를 제공하고 있으며, 이는 과학적 발견뿐만 아니라 향후 화성 탐사에도 기여하고 있습니다.
• 궤도 경로와 장비: MAVEN은 타원형 궤도를 따라 움직이며, 이를 통해 상층 대기와 태양풍의 영향을 상세히 연구할 수 있습니다. 이 궤적은 다양한 고도에서 데이터를 수집하여 동적인 대기 현상을 밝혀내는 데 유용합니다.

MAVEN의 장비들이 화성의 비밀을 풀어가는 역할

MAVEN은 화성의 상층 대기를 연구하기 위해 다양한 고급 장비를 탑재하고 있습니다. 이 장비들은 대기 탈출과 그 원인에 대한 종합적인 그림을 제공합니다.

• 자외선 이미징 분광기(IUVS): IUVS는 화성 대기의 구성과 동역학을 연구하는 중요한 장비입니다. 자외선 이미징을 통해 수소와 산소의 분포를 밝혀내며, 이는 물 손실을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한 구름 형성 패턴을 분석하여 풍향과 대기 안정성에 대한 정보를 제공하며, 이는 지구와 화성의 기후 차이를 이해하는 데 도움을 줍니다.
• 태양풍 분석기(SWIA 및 STATIC): MAVEN의 태양풍 장비는 태양풍과 화성 대기 간의 상호작용을 모니터링합니다. SWIA는 태양풍 입자의 특성을 측정하고, STATIC은 태양풍이 대기 이온을 가속화하여 우주로 탈출하게 만드는 과정을 연구합니다.

대기 손실의 과정과 그 의미

MAVEN의 주요 기여 중 하나는 화성의 대기를 어떻게 잃어버렸는지에 대한 자세한 연구입니다. 태양풍, 방사선, 그리고 전 세계적인 자기장이 없는 화성은 대기 침식에 취약하게 되었습니다.

• 대기 탈출 메커니즘:
  • 태양풍에 의한 탈출: 태양풍은 전하를 가진 입자들이 화성 대기와 상호작용하면서 발생합니다. 전 세계적인 자기장이 없는 화성은 대기 노출에 취약하여 이온이 탈출하게 됩니다.
  • 화학적 반응: 자외선 방사선은 대기 분자들을 이온으로 분해시키며, 이들이 태양풍에 의해 제거됩니다.
• 화성 기후에 대한 의미: 대기 탈출 과정을 이해하는 것은 화성의 기후 역사 복원에 필수적입니다. MAVEN의 연구 결과는 화성이 한때 더 두꺼운 대기를 가지고 있었고, 이는 액체 상태의 물을 유지할 수 있는 환경을 제공했다는 증거를 제시합니다.

시민 과학의 기여: 구름 탐지 및 대기 연구

MAVEN은 'Cloudspotting on Mars'와 같은 프로젝트를 통해 일반 대중의 참여를 유도하고 있습니다. 시민 과학자들은 구름 형성 데이터를 분석하여 구름 분포 패턴을 추적하고, 대기 역학과 화성의 날씨 패턴을 연구합니다. 이를 통해 화성과 지구의 대기 과정에서의 유사점이 밝혀지고 있습니다.

화성 인간 탐사 지원

MAVEN의 연구는 향후 화성 탐사 계획에 중요한 정보를 제공합니다. 이 우주선은 화성의 대기 상태와 방사선 수준에 대한 필수 데이터를 제공하여 우주 비행사들의 안전을 보장하는 데 기여합니다.

• 방사선 및 태양 활동 모니터링: MAVEN은 화성의 방사선 환경을 평가하고, 향후 유인 탐사를 위한 보호책 개발에 중요한 정보를 제공합니다. 또한, 태양 활동을 모니터링하여 로봇 및 유인 탐사에 잠재적인 위험을 예측합니다.

요약: MAVEN의 유산과 지속적인 영향

MAVEN은 화성의 대기와 기후 역사에 대한 우리의 이해를 혁신적으로 바꾸어 놓았습니다. 대기 손실 메커니즘, 기후 변화, 태양 상호작용에 관한 선구적인 연구 결과들은 화성 과학의 중요한 기초가 되었으며, 미래 탐사를 위한 길을 열어주고 있습니다.