화성의 유혹: 중국 '천자문' 이 출정 하여 4 억 킬로 미 터 를 뛰 어 넘 는 탐색

7 월 23 일 12 시 41 분 중국의 첫 화성 탐사 임무 '천자문 1 호' 탐측 기 가 장정 5 호 원 거리 4 수송 로켓 을 타고 하 이 난 문 창 우주 발사 장 에서 발사 되 며 30 분 여 동안 의 비행 끝 에 탐측 기 가 예 정 된 궤도 에 진입 하 며 긴 화성 여행 을 시작 했다.

톈 문 1 호의 성공 적 인 발 사 는 중국 우주 사업 의 새로운 장 을 열 었 다.사실 톈 문 1 호 는 중국 최초의 화성 탐사 선 이 아니 었 다. 지난 2011 년 11 월 9 일 중국 이 개발 한 '잉 훠 1 호' 화성 탐사 선 이 러시아 로켓 을 싣 고 화성 으로 향 했 지만 아 쉽게 도 이 발사 임 무 는 실패 로 끝났다.

이후 중국의 화성 탐사 가 수 년 간 잠잠 해 져 2016 년 1 월 까지 중국의 첫 화성 탐사 임 무 는 국가 비준 을 받 아 입 항 되 었 고, 올해 4 월 에는 우주국 이 우리 나라 화성 탐사 임 무 를 '천문' 이 라 고 명명 하 겠 다 고 발표 하 자 오늘 의 '천문 1 호' 가 하늘 로 날 아 올 랐 다.그러나 '반딧불 1 호' 보 다 는 '천문 1 호' 의 의 미 는 더욱 클 것 이다. 중국 이 자체 적 으로 발사 한 첫 번 째 화성 탐사 선 이기 때문이다.

계획 에 따 르 면 톈 문 1 호 는 발사 임 무 를 한 번 통과 하면 화성의 서 라운드, 착륙 과 순시 가 이 루어 질 것 이다.성공 하면 중국 도 미국 에 이 어 두 번 째 로 화성 착륙 순찰 기술 을 독자 적 으로 장악 하 는 국가 가 된다.

화성 에 대한 인류의 탐 사 는 1960 년대 까지 총 44 차례 (2020 년 7 월 20 일 발 사 된 아랍 에 미 리 트 희망 호 화성 탐사 선 이 비행 중) 에 시작 됐다. 이 가운데 미국 은 21 차례, 소련 / 러시아 는 19 차례, 일본 은 1 회, 유럽 우주 국 은 2 회, 인 도 는 1 회 등 이다.모든 미 션 에서 완전히 성공 하거나 일부 성공 한 것 은 23 회 에 불과 하 며 성 공률 이 절반 을 넘 어서 면서 화성 은 '탐측 기 묘지' 로 불 린 다.

그럼 에 도 불구 하고 인류 가 화성 에 대한 탐 구 는 멈 추 지 않 았 다.이것 은 태양계 에서 화성 은 지구 와 가장 가 깝 고 자연환경 이 지구 와 가장 유사 한 행성 이기 때문에 인류 가 지 월 시스템 을 벗 어 나 심 공 탐 사 를 진행 하 는 최 우선 목표 가 되 었 다.

뿐만 아니 라 최근 몇 년 동안 화성 에서 얻 은 일련의 중대 한 발견 은 인류 가 화성 으로 가 는 신념 을 더욱 굳 혔 다.예 를 들 어 인류 가 화성 표면 에 액체 상태의 물, 상고 호수 와 극광 현상 등 이 존재 하 는 것 을 발견 했다.2018 년 에 유럽 우주 국 의 '화성 익 스프 레 스 (Mars Express)' 는 화성 에서 지하 수 를 의심 하 는 호 수 를 발 견 했 는데 이것 은 화성 에 더 많은 물 과 생명 이 존재 할 가능성 을 크게 증가 시 켰 다.

이런 멋 진 화성 을 앞 두 고 중국 우주 도 자 연 스 럽 게 빠 지지 않 을 것 이다.'천문' 의 이름 은 굴 원 장 시 인 에서 기원 되 었 다. 이 시 는 굴 원 이 진 리 를 추구 하 는 탐색 정신 을 나타 내 는데 이것 은 중국 심층 탐사 시리즈 의 미 션 과 일치 하 다.

그러나 화성 탐사 의 길 은 갈 길이 멀다. 당장 의 성공 적 인 발 사 는 '천자문 1 호' 를 의미 하 는 화성 여행 이 순조롭게 시 작 될 수 밖 에 없다. 이 어 '천문 1 호' 가 화성 착륙 에 성공 하기 전에 더 많은 위험 이 따른다.

화성의 유혹

화성 은 달 에 비해 지구 에서 너무 멀리 떨어져 있다.달 과 지구의 거 리 는 약 36 만 ~ 40 만 킬로미터 이 고, 화성 은 지구 로부터 약 5600 만 ~ 4 억 킬로미터 떨어져 있 으 며, 지 화 는 지 월 거리의 1000 배 정도 떨어져 있다.

한 우주 분야 전문 가 는 21 세기 경제 보도 기자 에 게 먼 거리 가 화성 탐사 에 많은 새로운 도전 을 가 져 왔 다 고 말 했다. 우선 발사 창구 에 서 는 달 탐사 에 매달 발사 기회 가 있 고, 화성 탐 사 는 26 개 월 에 한 번 씩 발사 기회 가 있다 고 말 했다.

그 다음으로 지구 와 화성 사이 의 무선 신호 전송 시간 은 최대 23 분 에 달 할 수 있 으 며 지구 와 달 사이 의 시간 연 기 는 불과 몇 초 에 불과 하 다. 이런 차 이 는 천지 관측 제어 통신 능력 과 탐측 기 자체 운행 능력 에 대해 더욱 높 은 요 구 를 제기 했다.또 화성 은 태양 이 지구 와 달 보다 더 멀리 떨어져 있 기 때문에 화성 탐사 기 는 에너지 획득 과 열 제어 문 제 를 더 고려 해 야 한다.

달 탐사 에 비해 화성 탐사 의 난이 도 는 몇 급 이나 높 아 지 는 것 이 분명 하 다.한편, 중국 에 있어 '천자문 1 호' 는 '돌아 가 고 떨 어 지고 순찰 하 는' 3 대 임 무 를 한 걸음 더 실현 해 야 한다. 그 전에 국가 가 이런 큰 일 을 이 루 지 못 했 기 때문에 '천자문 1 호' 의 임 무 는 더욱 어 려 운 것 이다.

화성 탐사 임 무 는 발사, 순항, 하강 과 착륙, 표면 조작 4 단계 로 나 눌 수 있다.그 중에서 도 하강 과 착륙 단계 에 진입 하 는 것 은 위험 이 가장 큰 부분 이다.

우주 전문가 팡 지 호 는 21 세기 경제 보도 기자 에 게 탐측 기 가 화성 궤도 에 오 르 는 것 은 마치 파리 에서 골프 를 치 는 것 과 같 아서 도 쿄 의 어느 홀 에 딱 들 어 갈 것 이 라 고 말 했다.

특히 최근 불 포획, 양 기 분리 등 궤도 통 제 를 수행 할 때 는 임무 의 성 패 를 결정 하고 단 한 번 의 기회 만 있 을 것 이다. 그러나 이때 탐측 기 는 지구 에서 약 3 억 km 떨 어 진 거리 이 고, 신호 지연 은 15 분 이상 이 며, 지상 에 의존 해 제어 하 는 것 은 비 현실 적 이 므 로 모든 데 이 터 를 미리 주입 하여 탐측 기 가 자율 적 으로 완성 되도록 해 야 한다.

"탐지 기의 자체 관리 와 통제 능력 에 큰 시련 이 있다."우주 분야 에 익숙 한 인사 들 은 이때 한 치 의 오차 도 있어 서 는 안 된다 고 말한다. 탐측 기 가 화성 궤도 에 진입 하 는 과정 에서 화성 에서 너무 멀리 떨 어 지면 화성의 인력 에 의 해 포착 되 어 화성 을 스 쳐 지나 가지 못 하고, 화성 에 너무 가까이 들 어가 면 화성의 대기층 에 추락 할 수 있다.

화성 궤도 에 오 르 면, 하강 과 착륙 단계 의 난이 도 는 더욱 커진다.정상 적 인 상황 에서 탐측 기 가 화성 대기권 에 진입 해 최종 착륙 까지 7 분 정도 걸 리 는 것 을 '공포 7 분' 이 라 고 한다.

무 서운 이 유 는 이 과정 에서 수천 개의 복잡 한 작업 과 관련 되 고 근 화 포획 과 마찬가지 로 이런 작업 은 미리 설 치 된 다음 에 육 기 를 통 해 자체 적 으로 완성 할 수 밖 에 없 기 때문이다.또한 달의 표면 과 거의 진공 과 달리 화성 표면 은 대기층 을 가지 고 있 으 며 밀 도 는 지구의 1% 에 달 하 는 동시에 화성 에는 강풍 과 모래먼지 의 날씨 가 존재 한다. 이런 것들 은 화성 착륙 을 더욱 어렵 게 만 들 고 공기 감속 과 우산 계 감속 등 부분 이 필요 하 다.

이런 도전 들 을 극복 하기 위해, 중국 우주 비행 사 는 지난 몇 년 동안 무수 한 노력 을 하 였 다.그 중에서 성공 적 으로 완 성 된 '오작교 호 + 창 어 4 호 + 옥 토끼 2 호' 와 같은 달 탐사 조합 은 화성 탐 사 를 위해 튼튼한 기술 기반 을 다 져 주 었 다.

2019 년 11 월 14 일 에 중국 최초의 화성 탐사 임무 인 육 상 기 서 스 펜 션 테스트 가 허 베 이 회 래 지 외 천체 착륙 종합 실험 장 에서 이 시험 은 착륙 기 가 화성 환경 에서 서 스 펜 션, 장벽, 느 린 속도 로 하강 하 는 과정 을 성공 적 으로 모 의 했 고 올해 3 월 에 화성 탐사 임무 의 무선 시험 도 원만 하 게 완성 되 었 다.이에 따라 '천자문 1 호' 는 출발 준 비 를 마 쳤 다.

"천문" 의 여행

천자문 1 호 임 무 는 탐지 기, 운반 로켓, 발사 장, 관측 제어, 지상 응용 5 대 시스템 으로 이 루어 진 것 으로 알려 졌 다.그 중.탐측 기 는 서 라운드 와 랜 딩 순시 기로 구성 되 어 있 으 며 총 질량 은 약 5 톤 이다.

서 라운드 에 7 대의 과학 부하 가 배치 되 어 있 으 며, 구체 적 으로 는 중 해상도 카메라, 고해상도 카메라, 차표 층 탐지 레이더, 화성 광물 스펙트럼 탐지 기, 화성 자기 강계, 화성 이온 과 중성 입자 분석 기, 화성 에너지 입자 분석 기 를 포함한다.

착륙 순찰 기 는 객실 진입 과 화성 차 로 이 뤄 져 있다.계획 에 따라 객실 에 들 어가 면 화성 진입, 하강, 착륙 임 무 를 완수 하고 화성 차 는 육지 에서 순시 탐 사 를 진행한다.화성 차 에 서 는 다 광 스펙트럼 카메라, 차 표층 탐지 레이더, 화성 표면 성분 탐지 기, 화성 표면 자장 탐지 기, 화성 기상 측량 기, 지형 카 메 라 를 모두 6 대의 과학 부하 로 배치 할 예정 이다.

계획 에 따 르 면 장정 5 호 운반 로켓 은 '천자문 1 호' 를 달 고 약 7 개 월 만 에 지 화 이전 궤도 에 도착 해 2021 년 2 월 하순 에 탐측 기 와 운반 로켓 을 분리 한 뒤 중간 수정 을 거 쳐 근화점 부근 에서 제동 을 걸 어 화성 포획 을 실현 할 예정 이다.

이 어 텐 센트 1 호 는 10 일 주기 인 화성 일의 환 화 타원 궤도 에 진입 해 선택 기 를 이용 해 궤도 기동 을 실시 한 뒤 약 2 개 화성 일의 타원 정박 궤도 에 진입 하 는 데 약 2 개 월 이 걸린다.

이 어 2021 년 4 월 23 일 '천자문 1 호' 는 육 상 탐사 와 착륙 점 조정 을 완료 한 후 착륙 순시 기 를 방출 하고 서 라운드 기 는 곧바로 궤 도 를 조정 해 중계 통신 궤도 에 진입 해 화성 차 에 중계 통신 링크 를 제공 하고 과학 탐 사 를 병행 할 예정 이다.

착륙 순시 기와 서 라운드 기 를 분리 한 후 화성 대기 에 진입 하여 기동 외형, 낙하산, 역 추진 엔진 등 다단 계 감속 과 착륙 다리 완충 을 통 해 연착륙 을 실현 한다.그리고 화성 차 는 승 재 플랫폼 과 분리 해 화성 표면 을 돌 며 과학 탐 사 를 한다.

과거 에 성공 적 으로 착륙 한 탐측 기 들 은 모두 화성 에서 보상 을 받 았 다. 예 를 들 어 '선원 9 호' 는 태양계 가 가장 높 은 올 림 파스 산 과 가장 긴 선원 협곡 을 발견 했다. '전 세계 탐사 자 호' 는 빙하, 호수, 도랑 에 존재 하 는 흔적 을 발견 했다. '오 드 싸 이 호' 는 광범 위 하 게 존재 하 는 지하 수분 을 발견 했다. '화성 익 스프 레 스 호' 는 거대 한 지상 호 수 를 발견 했다. '궁금 하 다'호 는 메탄 류 유기물 이 존재 한 다 는 직접적인 증 거 를 발견 했다.

이번에 '천문 1 호' 가 화성 에 갔 을 때 도 다섯 가지 과학 목 표를 가지 고 있다. 하 나 는 화성의 형태와 지질 구조 특징 을 연구 하 는 것 이다.화성의 전 세계 지형 지모 특징 을 탐지 하고 전형 적 인 지역 의 고 정밀도 형 태 를 가 진 데 이 터 를 얻어 화성 지질 구조의 형성 원인 과 진화 연 구 를 실시한다.

둘 째 는 화성 표면의 토양 특징 과 수빙 분 포 를 연구 하 는 것 이다.화성 토양 종류, 풍화 퇴적 특징 과 전 세계 분 포 를 탐지 하고 수 빙 정 보 를 찾 아 화성 토양 단면 분 층 구조 연 구 를 실시한다.

셋째, 화성 표면 물질 구성 을 연구한다.화성 표면 암석 유형 을 식별 하고 화성 표면 차생 광물 을 탐사 하 며 표면 광물 구성 분석 을 실시한다.

넷 째, 화성 대기 전리층 및 표면 기후 와 환경 특징 을 연구한다.화성 공간 환경 및 화성의 표면 기온, 기압, 바람 장 을 탐지 하여 화성의 전리층 구조 와 표면 날씨의 계절 적 변화 규칙 에 대한 연 구 를 실시한다.

다섯 째 는 화성 물리 장과 내부 구 조 를 연구 하고 화성 자장 의 특성 을 탐지 하 는 것 이다.화성 조기 지질 진화 역사 와 화성 내부 의 질량 분포 와 중력 장 연 구 를 전개 하 다.

우주 비행 종사자 들 은 중국 최초의 화성 탐사 임무 가 원만 하 게 완성 된다 면 중국 우주 비행 의 이정표 적 인 순간 임 에 도 불구 하고 지나치게 과장 해 서 는 안 된다 고 말 했다. 중국 우주 기술 이 이미 시행 착오 적 인 추월 을 이 루 었 다 는 것 은 사실상 중국의 지난 수 십 년 간 의 차 이 를 보완 한 것 이기 때문이다.

그러나 '천문 1 호' 의 성공 은 중국 을 대표 하여 더욱 깊 은 공 사 를 진행 할 수 있 는 기초 능력 을 갖 추고 화성의 어깨 에 서면 중국 도 더 먼 우주 여행 을 계획 할 수 있다.화성 을 겨냥 해, 다음 목 표 는 2030 년 까지 더 어 려 운 수준 을 돌파 한 샘플링 이다.

이제 우 리 는 내년 에 승전보 가 나 올 때 까지 천자문 1 호 에 게 시간 을 줄 필요 가 있다.

2020 년 7 월 23 일 에 하 이 난 문 창 위성 발사 센터 는 장정 5 호 우주선 을 이용 하여 천문 1 호 화성 탐사 기 를 탑재 하여 하늘 로 올 라 갔다.사람들 은 해변 에서 로켓 발 사 를 지 켜 보고 있다.인민 의 시각 을 묘사 하 다.

내 레이 션

한여름 의 하 이 난 은 무더위 가 기 승 을 부리 고 있 지만 문 창 로켓 발사 장 에서 멀 지 않 은 치 수 만 해변 에서 도 뜨 거 운 태양 을 이 고 '천문 1 호' 발 사 를 지 켜 보 는 관중 이 적지 않다.

이들 중 에는 여행 을 온 관광객 도 있 고, 특별히 찾 아 온 천문학 자 도 있 고, 학교 에서 온 학생 단체 도 있다.광저우 에서 온 한 관광객 이 기자 에 게 그 는 하 이 난 에 여행 을 왔 는데 나중에 로켓 이 발사 되 었 다 는 것 을 알 고 하루 의 시간 을 내 서 보 러 왔 다 고 말 했다.이에 앞서 이 관광객 은 로켓 발 사 를 TV 에서 만 봤 다.

현장 상황 에 익숙 하지 않 아 로켓 이 12 시가 넘 을 것 으로 예 상 됐 지만 오전 9 시가 넘 어서 이곳 을 찾 았 다.그 는 기자 에 게 해변 에 그 보다 일찍 오 는 사람 이 많다 고 말 했다.

인민 대표 대회 부속 3 아시아 분 교 의 한 선생님 이 수 십 명의 학생 을 데 리 고 와 서 참관 하 다.그 는 이런 우주 발사 에 대해 서 는 관객 이 볼 수 있 도록 해 주면 학교 에서 학생 들 을 모 을 것 이 라 고 말 했다.작년 에 그 는 다른 학생 단 체 를 데 리 고 이곳 에 왔 었 다.

이 선생님 은 학생 들 을 데 리 고 로켓 발 사 를 현장 에 보 여 주 는 것 은 학생 들 의 호기심 과 관심 을 키 우 는 데 큰 역할 을 한다 고 밝 혔 다. 책 이나 TV 앞 에 보 여 주 는 것 보다 현장의 느낌 이 더 깊 기 때문이다.

여러 차례 발 사 를 지 켜 보 던 한 천문학 자 는 로켓 발 사 를 볼 때마다 흥분 했다 고 말 했다. 특히 점화 발 사 를 하 는 순간 눈물 이 핑 돌 았 다.

이 천문학 자 는 또 "전염병 의 영향 으로 오늘 현장 에 있 는 인원 수 는 지난해 '뚱뚱 한 5' 가 재 활 했 을 때 보다 현저히 줄 어 들 었 다" 며 "당시 모래사장 에서 자발적으로 오 케 스 트 라 연 주 를 하 는 장면 이 있어 서 매우 떠들썩 했다" 고 덧 붙 였 다.

또한 21 세기 경제 보도 기 자 는 치 수 만 모래사장 에서 '텐 문 1 호' 의 발사 도 많은 상업 활동 을 이 끌 었 다. 예 를 들 어 현장 에 시계, 자동차, 부동산, 게임 등 업계 의 브랜드 업 체 가 행사 부 스 를 구축 했다.

실제로 우주 항공 사업 은 국가 종목 으로서 일반 대중 과 관련 된 내용 은 한계 가 있 지만 경기장 에서 관중 이 필요 한 것 처럼 우주 사업 에 대한 관심 과 열정 도 우주인 들 을 고무 시 킬 수 있다.

그리고 항공 우주 사업 에 대한 국민 들 의 참여 감 을 높이 기 위해 많은 우주 프로그램 들 이 중국 화성 탐사 임무 의 이름 인 '천문' 을 전 세계 에서 공모 해 왔 다.이 어 우주국 의 달 탐사 와 우주 공학 센터 가 바 이 두 애플 과 함께 중국 최초의 화성 차 세계 징 명 활동 을 시작 할 것 으로 알려 졌 다. 중국 최초의 화성 차 이름 이 무엇 인지 기대 된다.