핸드폰 크기의 작은 위성이 소행성의 중력을 측정할 예정입니다.
ESA는 소행성 '디모르포스(Dimorphos)'의 표면 중력을 측정하기 위한 '작은 태양계 천체 중력계(GRASS)' 소행성 탐사선의 진공 및 진동 실험을 완료했습니다. GRASS는 지난 해 NASA의 DART 우주선이 임무 중에 충돌한 디모르포스 소행성의 표면 중력을 측정하기 위해 설계되었습니다. 디모르포스는 지름이 약 160미터인데요. 천체로서의 디모르포스는 그리 크지 않으며, 인간이 탐사선을 착륙시킨 천체 중 가장 작은 천체라고 합니다.
디모르포스같은 작은 천체의 중력을 측정하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. ESA의 Özgür Karatekin은 "실제로 중력계의 실제 성능을 지구에서 직접 증명할 수는 없지만, 우리의 실험실 실험과 수치 시뮬레이션은 우리가 이러한 낮은 중력을 감지할만큼 충분히 높은 감도를 달성했음을 보여줍니다"라고 밝혔습니다.
GRASS는 벨기에 로열 천문대(ROB)와 스페인의 EMXYS 회사에서 개발되었습니다. 이 비디오 게임 컨트롤러 크기의 탐사선은 무게가 단 330그램이며, 일반적으로 사용하는 계산기의 절반 와트의 전력만을 필요로 합니다. GRASS는 두 개의 회전하는 날개를 사용하여 부모 소행성인 디디모스로부터 발생하는 디모르포스 표면의 중력파동을 측정합니다. 이 날개의 회전은 환경의 가장 작은 변화에도 영향을 받으며, GRASS는 지구의 중력의 백만 분의 일 이하인 정밀도를 가지고 있습니다.
최근에는 ESA의 기계 시스템 실험실에서 GRASS가 우주와 유사한 환경을 시뮬레이션하기 위해 열 진공 챔버에 놓여 극한 온도에 노출되는 실험을 완료했습니다. 탐사선의 작은 기기들은 로켓 발사의 엄격한 조건을 견뎌내야 하므로, GRASS는 진동 실험을 거쳐 우주선 발사 시뮬레이션을 수행하였습니다. GRASS가 테스트를 거친 후에는 점검을 수항할 예정이며, 그 후에는 Jose Carrasco가 EMXYS에서 GRASS를 감독하게 됩니다. Carrasco는 "우리는 테스트 하는동안 GRASS의 내구성에 대해 매우 만족스러운 결과를 얻었습니다. 이제 손상이 없었는지 확인하기 위해 완전한 무결성 테스트를 진행한 후, 룩셈부르크의 GomSpace 회사로 전달하여 주벤타스에 탑재할 것입니다"라고 말했습니다.
GRASS는 ESA의 헤라 미션에 사용할 큐브위성(초소형 인공위성)인 주벤타스와 함께 디모르포스로 출발할 예정입니다. 헤라 시스템 엔지니어인 Hannah Goldberg은 "DART 발사후, 헤라는 디모르포스 소행성에 대한 도달 가능한 자료를 수집하여 이 운동 충돌 실험을 실험할것이며, 반복 가능한 소행성 방어 방법을 위한 실험을 할 것입니다. GRASS의 표면 중력 측정은 주요 헤라 우주선이 수행하는 과학 실험과 함께, 우리가 소행성의 정확한 질량을 알아내는 데 도움이 될 것입니다"라고 말했습니다.
헤라가 도착하면 주벤타스를 배치하고, 이는 주요 영상 촬영 미션을 완료한 후 디모르포스의 표면으로 서서히 낙하합니다. 이 과정에서 GRASS는 디모르포스에 착지하게 됩니다. GRASS는 탐사선이 소행성에 미치는 영향과 감속하는 동안 발생하는 현상도 측정할 것입니다.
Karatekin은 "우리는 주벤타스가 디모르포스 어디에든 어떤 각도로 착륙할 수 있도록 가정해야 하므로, 주벤타스의 태양 전지판이 추가 전력을 생성하지 못할 수도 있다는 점을 고려해야 합니다. 대신 GRASS는 최대 20시간 동안 주벤타스의 내부 배터리에서 작동할 수 있을 것입니다"라고 설명했습니다.
GRASS는 모든 계획이 순조롭게 진행된다면 2024년 10월 헤라 미션과 함께 발사될 것입니다. 이 우주선은 2년 후에 소행성 목표지에 도착할 것입니다.