| 파커 태양 탐사선 Parker Solar Probe, PSP | |
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| <colbgcolor=#e3ab57><colcolor=#ffffff> 이름 | 태양 탐사선(2002년 이전) 태양탐사선 플러스(2010~2017) 파커 태양 탐사선(2017년 이후) |
| 임무 유형 | 태양 물리학 연구 임무 |
| 운영자 | NASA / 존스 홉킨스 대학교 응용물리연구소 |
| COSPAR ID | 2018-065A |
| SATCAT no | 43592 |
| 웹사이트 | NASA의 미션 홈페이지 |
| 미션 기간 | 7년(예정) 경과 시간: 6년 6일 |
| 우주선 속성 | |
| 제조사 | 존스 홉킨스 대학교 응용물리연구소 |
| 발사 질량 | 685 kg (1,510 lb) |
| 건조 질량 | 555 kg (1,224 lb) |
| 페이로드 질량 | 50 kg (110 lb) |
| 치수 | 1.0 m × 3.0 m × 2.3 m (3.3 ft × 9.8 ft × 7.5 ft) |
| 전력 | 343 W (가장 가까운 거리) |
| 임무 시작 | |
| 발사 날짜 | 2018.8.12, 07:31 UTC |
| 로켓 | Delta IV Heavy / Star-48BV |
| 발사 위치 | 케이프 커내버럴 우주군 기지, SLC-37 |
| 계약자 | ULA |
| 궤도 매개변수 | |
| 참조 시스템 | 태양 주회 궤도 |
| 긴반지름 | 0.388 AU(58.0만 km; 36.1만 마일) |
| 근일점 | 0.046 AU (6.9만 km, 4.3만 마일; 9.86 R☉) |
| 원일점 | 0.73 AU (1억 9천만 km, 68만 마일) |
| 궤도경사 | 3.4° |
| 궤도 공전주기 | 88일 |
| 면적 | 1.0 m × 3.0 m × 2.3 m |
| 출력 | 343 KW (태양 근접시 출력) |
| 트랜스폰더 | Ka band, X band |
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| 미션 패치 | |
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1. 개요
| SciNews | Parker Solar Probe - orbit and timeline (4K) |
태양의 '표면' 즉 광구에 대해 8.5 태양 반경 (약 590만 킬로미터[1] 또는 367만 마일) 내로 접근할 것이다. 이는 태양과 지구와의 거리가 약 1억 5천만 킬로미터이므로 태양과 지구의 거리를 100미터로 가정한다면 약 4미터의 거리까지 가까이 접근하는 것이다.
또한, 3번째 태양 탐사선이다. 1974년과 1976년에 발사된 기존의 헬리오스 태양 탐사선 2대의 후계 탐사선이라 할 수 있다.
이 프로젝트는 2009 회계 연도에서 발표되었으며 Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory는 원래 2015년에 발사될 예정인 우주선을 설계하고 제작했었고, 프로젝트 비용으로 15억 달러가 소요되었다. 또한 발사 날짜가 2018년 8월 12일로 재조정되었으며, NASA 우주선이 현재 생존 중인 사람[2]의 이름을 따서 명명된 것은 이번이 처음이다.[3] 8월 12일에 쏘아올려졌고 같은 해 10월 3일에 처음으로 금성에 다다를 예정이다.
주목할 사항으로는 2018년 5월 18일, 110만 명 이상의 사람들의 이름이 적힌 메모리 카드가 명판에 올려져 우주선의 고성능 안테나 아래에 설치되었다는 것이다. 메모리 카드의 수록될 주요 내용으로는 파커의 태양 관측 사진이며, 또한 태양 물리학의 중요한 측면을 예측하는 1958년 과학 논문 사본을 포함하고 있다.
7차례에 이르는 스윙바이를 거쳐서 2025년 12월에는 시속 69.2만km(초속 192km)[4]에 도달하여 인간이 만든 가장 빠른 물체가 될 예정이다. 또한 스윙바이 최다기록이 된다.
2. 개발
Parker Solar Probe의 개념은 1990년대에 구상된 Solar Orbiter 프로젝트에서 비롯되었고, 당시의 탐사선은 설계와 목적에서 현재와 비슷했으며, NASA의 외부 행성/태양 탐사(OPSP, Outer Planet/Solar Probe) 프로그램의 주요한 탐사선이었다.이 프로그램의 첫 세 가지 임무는 태양 탐사 임무 the Solar Orbiter, 명왕성과 카이퍼 벨트 탐색 임무인 Pluto Kuiper Express, 유로파 천문 생물학 탐사 임무 Europa Orbiter로 구성되었고 핵 전지를 탑재하여 자체동력으로 탐사를 수행할 수 있도록 하였다. 탐사를 위한 궤도 또한 지금의 금성에서 스윙바이를 하는 것이 아닌 수성에서 스윙바이하여 곧장 태양으로 향할 예정이었다. 하지만 2003년 조지 W. 부시 행정부 당시 탐사 프로그램 예산이 삭감되어 OPSP는 취소되었고 동시에 뉴호라이즌스 프로그램의 지연이 이루어졌다. 이로서 완전히 OPSP는 역사의 뒤안길로 사라졌으나...
2010년 초, 위 3개의 임무 중 첫번째 임무인 Solar Probe 임무가 다시 부활하여 더 저렴한 Solar Probe Plus로 개편되었으며 탐사선 궤도[5] 및 동력계통[6]도 완전히 수정되었다. 그리고 2018년 8월 12일에 태양을 향해 쏘아 올려졌으며 2025년까지 제 임무를 충실히 수행할 것이다.
3. 기술적 특징
파커 솔라의 시스템은 육각형 모양의 11.4cm 두께의 CFRC 방열판[7]에 의해 태양 복사열과 방사선으로부터 보호되고[8] 이로서 탑재된 탐사장비는 열로부터 완벽하게 격리되어 온전히 태양 탐사 임무를 수행할 수 있다.또한 괄목할 만한 기술적 특징이라면 우주선의 자율적 위치 수정 능력인데 광센서 4기에서 상시적으로 태양열을 측정함으로서 방열판이 한계온도에 가까워 지면 위치를 즉각적으로 수정할 수 있게끔 리액션휠과 연동되어있다. 동력원으로는 2기의 태양전지판이 있으며 태양과의 거리에 따라서 각기 작동한다. 0.25AU이상일 때는 1차 전지만 작동하며 이보다 가까워지게 되면 태양전지판이 버틸 수가 없기 때문에 2차 전지만 작동한다.[9]
4. 임무
주요 임무는 다음과 같다.5. 발사 과정
| <rowcolor=#ffffff> 미션경과시간 | 시간(EDT) | 이벤트 |
| -00:00:07.0 | 03:30:53.0 | 우현 부스터 점화 |
| -00:00:05.0 | 03:30:55.0 | 중앙 및 좌현 부스터 점화 |
| +00:00:00.0 | 03:31:00.0 | 발사(무게 대비 추력 > 1) |
| +00:03:57.6 | 03:34:57.6 | 좌현 및 우현 부스터 분리 |
| +00:05:35.9 | 03:36:35.9 | 부스터 엔진 종료 (BECO) |
| +00:05:42.4 | 03:36:42.4 | 1단 분리 |
| +00:05:55.4 | 03:36:55.4 | 첫 번째 주 엔진 시작 (MES-1) |
| +00:06:05.4 | 03:37:05.4 | 페이로드 페어링 분리 |
| +00:10:37.1 | 03:41:37.1 | 첫 번째 주 엔진 종료 (MECO-1) |
| +00:22:25.4 | 03:53:25.4 | 두 번째 주 엔진 시작 (MES-2) |
| +00:36:38.9 | 04:07:38.9 | 두 번째 주 엔진 종료 (MECO-2) |
| +00:37:09.0 | 04:08:09.0 | 2단 분리 |
| +00:37:29.0 | 04:08:29.0 | 3단 점화 |
| +00:38:58.0 | 04:09:58.0 | 3단 점화 종료 |
| +00:43:18.0 | 04:14:18.0 | 파커 태양 탐사선 분리 |
6. 탐사 장비
탐사 장비 구성
- FIELDS (Electromagnetic Fields Investigation) - 태양 표면을 연구하는 임무를 수행하는 동안 태양 코로나의 자기장, 전파, 전자기장의 에너지 흐름 측정, 플라즈마 밀도, 전자 밀도를 측정하도록 설계된 탐사 장비이다. 구성으로는 2기의 자속 자력계와 탐색 코일 자력계 1기, 플라즈마 전압 측정 센서 5기로 구성된다.
- IS☉IS (Integrated Science Investigation of the Sun) - 전자, 양성자 및 중이온을 계측할 장비며 계측기는 EPI-Hi와 EPI-Lo 두 개의 장치로 구성된다.
- WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) - Parker Solar Probe에 탑재된 광학 망원경이며 코로나 물질, 태양풍, 태양 충격파, 태양권 내부 등등의 이미지를 촬영한다.
- SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) - 태양풍 내부의 전자, 양자와 헬륨 이온의 속도, 밀도, 온도와 같은 특성을 측정할 장비며 장비로는 2기의 정전 분석계 SPAN(Solar Probe Analyzers)과 SPC(Solar Probe Cup) 페러데이 컵으로 1기로 구성된다.
- HeliOSPP (Heliospheric Origins with Solar Probe Plus) - 임무로부터의 과학적 성과을 극대화하기 위한 이론과 모델 조사를 위한 장비다.
7. 시스템 사양
- 메인 시스템[10]
| <colbgcolor=#e3ab57> BAE Systems RAD750 32비트 프로세서 | |
| 코어클럭 | 133MHz |
| L1 캐시 | 32KB 인스트럭션 32KB 데이터 |
| L2 캐시 | 1MB |
| 코어수 | 1 |
| 명령어 셋 | PowerPC v1.1 |
| 버스 인터페이스 | PCI 2.2 |
| 메모리 | 256MB SDRAM 16MB SRAM 4MB EEPROM 64KB PROM |
| 저장장치 | 32GB SSR[11] |
| 부가기능 | Space Wire IEEE-1553 |
| 전송속도 | 1AU 거리에서 초당 163KB |
| 운영체제 | 윈드리버 Vx Works |
- 보조시스템[12]
| <colbgcolor=#e3ab57> ATMEL LEON 3 SoC 32비트 프로세서 | |
| 코어클럭 | 125 ~ 400MHz |
| L1 캐시 | 512KB 인스트럭션 + 데이터 |
| L2 캐시 | 2MB |
| 코어수 | 4 |
| 명령어 셋 | SPARC V8 |
| 버스 인터페이스 | AMBA-2.0 AHB |
| 메모리 | 128MB DDR SDRAM |
| 부가기능 | Space Wire IEEE-754 FPU |
8. 타임라인
| 년도 | 날짜 | 사건 | 태양과의 거리 (100만 km) | 속도 (초속) | 공전 주기 (일) |
| 2018 | 8월 12일 | 발사 | 151.6 | - | 174 |
| 10월 3일 | 금성 근접통과 #1 | - | |||
| 11월 6일 | 근일점 #1 | 24.8 | 95 | 150 | |
| 2019 | 4월 4일 | 근일점 #2 | 24.8 | 95 | 150 |
| 9월 1일 | 근일점 #3 | 24.8 | 95 | 150 | |
| 12월 26일 | 금성 근접통과 #2 | - | |||
| 2020 | 1월 29일 | 근일점 #4 | 19.4 | 109 | 130 |
| 6월 7일 | 근일점 #5 | 19.4 | 109 | 130 | |
| 7월 11일 | 금성 근접통과 #3 | - | |||
| 9월 27일 | 근일점 #6 | 14.2 | 129 | 112.5 | |
| 2021년 | 1월 17일 | 근일점 #7 | 14.2 | 129 | 112.5 |
| 2월 20일 | 금성 근접통과 #4 | - | |||
| 4월 29일 | 근일점 #8 | 11.1 | 147 | 102 | |
| 8월 9일 | 근일점 #9 | 11.1 | 147 | 102 | |
| 10월 16일 | 금성 근접통과 #5 | - | |||
| 11월 21일 | 근일점 #10 | 9.2 | 163 | 96 | |
| 2022년 | 2월 25일 | 근일점 #11 | 9.2 | 163 | 96 |
| 6월 2일 | 근일점 #12 | 9.2 | 163 | 96 | |
| 9월 6일 | 근일점 #13 | 9.2 | 163 | 96 | |
| 12월 11일 | 근일점 #14 | 9.2 | 163 | 96 | |
| 2023년 | 3월 17일 | 근일점 #15 | 9.2 | 163 | 96 |
| 6월 22일 | 근일점 #16 | 9.2 | 163 | 96 | |
| 8월 21일 | 금성 근접통과 #6 | - | |||
| 9월 27일 | 근일점 #17 | 7.9 | 176 | 92 | |
| 12월 29일 | 근일점 #18 | 7.9 | 176 | 92 | |
| 2024년 | 3월 30일 | 근일점 #19 | 7.9 | 176 | 92 |
| 6월 30일 | 근일점 #20 | 7.9 | 176 | 92 | |
| 9월 30일 | 근일점 #21 | 7.9 | 176 | 92 | |
| 11월 6일 | 금성 근접통과 #7 | - | |||
| 12월 24일 | 근일점 #22 | 6.9 | 192 | 88 | |
| 2025년 | 3월 22일 | 근일점 #23 | 6.9 | 192 | 88 |
| 6월 19일 | 근일점 #24 | 6.9 | 192 | 88 | |
[1] 지구-달 거리의 약 15.4배[2] 유진 뉴먼 파커. 1927년 6월 생이며, 시카고 대학교에 재직중이었던 천체물리학 교수로, 2022년 3월 15일 별세했다.[3] 원래는 솔라 프로브 플러스(Solar Probe Plus)라는 무색무취한 이름이었다.[4] 숫자로 체감이 안 된다면 지구에서 달까지 거리가 약 38만km이므로 지구에서 달까지 대략 35분만에 날아가는 속도라 보면 된다. 더 쉽게 말하자면 대충 2초만에 서울에서 부산까지 도달하고도 남는 속도이며, 제임스 웹 우주 망원경은 발사 이후 최종 궤도로 가기까지 약 한달 정도가 걸렸는데 이 속도로는 고작 2시간 밖에 안걸린다.[5] 현재 금성 스윙바이를 통해 태양까지 가는 궤도.[6] 원자력 전지 대신 태양전지로 변경. 원자력 전지의 주원료인 플루토늄-238의 남은 재고량이 전지 2개 반 정도 만들 수 있는 수준이고, 예전보다 태양전지의 기술발전으로 전력효율도 높아져 최근에 발사되는 탐사선들도 웬만하면 태양전지를 사용한다. 목성탐사선 주노도 원자력 전지 대신 태양전지판을 달았고 최근 화성에 착륙한 인사이트 역시 태양전지로 회귀한 케이스.[7] Carbon fibre reinforced carbon, 강화 탄소 섬유. 최대 1,370°C까지 견딜 수 있다. 또한 방열판 표면에 알루미나 반사층을 코팅하여 열의 흡수를 최소화시켰다.[8] 이때의 태양 복사열은 근일점을 기준으로 650 kW/m2이며 이는 지구 궤도에서 받는 복사열의 475배에 달한다.[9] 20Ah 용량의 리튬이온전지가 2개 탑재되어 있다.[10] 탐사선의 지구통신과 자세제어 및 모든장비를 제어하는 에비오닉스 시스템[11] 16GB 2개의 솔리드 스테이트 레코더(Solid State Recoder)로 구성[12] 탑재된 장비들의 관측 및 검출 데이터는 이곳에서 실시간 처리후 위에 메인 시스템을 통해 지구로 전송된다. 시스템 구성이 좀 특이한데 싱글보드 기반으로 똑같은 시스템을 3대 탑재했다 메인-보조-비상용 시스템으로 구성되어있고 태양표면 최근접 대기층 접근 임무라서 플레어나 예상치 못한 컴퓨터 파괴나 고장에 대비한듯하다.