목성 얼음 위성 탐사선 JUICE
NASA와 유로파, 가니메데의 탐사를 위해서 유로파 목성계 임무 - 라플라스(Europa Jupiter System Mission – Laplace, EJSM-Laplace)으로 NASA의 목성 유로파 궤도선과 유럽 우주국의 목성 가니메데 궤도선을 발사하기로 계획되었다. 그러나 예산 문제로 공동 탐사가 무산되면서 유로파 궤도선만을 가져와서 현재의 탐사선을 기획하게 된다.
2023년 1월 20일 프랑스 툴루즈의 에어버스 공장에서 목성 얼음 위성 탐사선의 최종 조립 및 시험이 끝났다. 목성 얼음 위성 탐사선은 23년 2월 프랑스령 기아나로 옮겨져 기아나 우주센터에서 아리안 5를 타고 목성으로 날아갈 예정이다. 발사 예정일은 2023년 4월로 예정되어있다.# 발사는 2023년 4월 13일 오전 8:15분 ET (12:15 UTC)으로 잡혔으나, 기상조건 악화로 하루가량 순연된 4월 14일(9:14 UTC) 발사에 성공했다.
ESA는 탑재되는 실험 장비를 개발 및 수급하고, 에어버스는 탐사선의 설계, 개발, 통합, 테스트, 발사 및 우주 시운전을 담당한다. ESA가 탐사선 제작을 위해 에어버스와 맺은 계약의 규모는 3억 5080만 유로(3억 8365만 달러)이다. JUICE는 행성이나 다른 천체의 중력을 이용해 우주 탐사선의 궤도를 조정하거나 속도를 내 연료를 절약할 수 있는 ‘스윙바이’ 항법을 이용한다. 지구, 달 금성의 중력을 이용해 빙글빙글 돌면서 목성으로 나아간다. 2024년에는 달-지구 스윙바이, 2025년 금성 스윙바이, 2026년과 2029년 지구 스윙바이가 예정돼 있다.
ESA에 따르면 발사 시 지구와 달의 중력 도움을 받아야 하기 때문에 발사가 지연되면 4월 남은 기간 동안 매일 한 번씩 발사를 재시도할 수 있다. 이번 달에 우주선을 발사하지 못하면 다음 발사 시기는 2023년 8월로 연기된다.
스윙바이 항법을 이용하기 때문에 연료는 절약할 수 있지만 이전 탐사선보다 목성에 도달하는 데 더 긴 시간이 소요된다. 발사가 성공하면 JUICE는 약 8년간 우주를 달려 목성에 도착하게 된다. 지구와 목성의 거리는 5억8800만~9억6600만㎞이다.
JUICE가 목성에서 수행할 임무는 ▲목성 위성의 바다 탐사 ▲핵심 위성인 ‘가니메데’ 탐사 ▲목성계 생명체 존재 가능성 파악 ▲목성 위성의 형성 과정 탐사 ▲가스 행성 형성 과정 탐사 등이다.
◆목성 위성 탐사...얼음 지각 아래 숨겨진 바다에 생명체가 거주할 수 있을까?
목성의 가장 큰 위성 4개는 가니메데, 유로파, 칼리스토, 이오이다. 이들은 1610년 갈릴레오 갈릴레이에 의해 발견돼 ‘갈릴레이 위성’이라고 불린다. 이중 화산 위성인 이오를 제외한 나머지 3개 위성에는 액체 상태의 바다가 있을 것으로 추정된다.
JUICE는 가니메데, 유로파, 칼리스토의 얼음 지각과 숨겨진 해양층을 조사해 바다의 깊이, 성분, 지각 변동 및 화산 활동의 특징 등을 조사할 예정이다.
2034년에는 핵심 탐사 목표인 가니메데 궤도에 진입하는 것이 목표이다. 가니메데는 갈릴레이 위성 가운데 가장 크며 태양계 위성 중 유일하게 고유한 자기장을 띠고 있다. JUICE는 가니메데의 중력, 형태, 내부 구조, 자기장, 구성물 등의 특징을 조사하기 위해 위성을 덮고 있는 얼음 지각 9km 깊이까지 측정 가능한 레이더 장비를 탑재했다.
또한 목성의 위성이 생명체 거주를 위한 조건을 갖추고 있는지 확인하는 것도 주요한 임무이다. 이를 위해 JUICE는 생명체 형성과 거주에 필수적인 탄소·산소·질소·마그네슘·철 등의 성분을 찾아내는 고해상도 매핑 임무를 수행한다.
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