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싱글벙글 2022년 달 탐사 시뮬레이션...gif

ㄴㅊ(147.46) 2022.01.16 13:10:01
조회 55236 추천 624 댓글 647



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이 짤은 이미 유명해져서 다들 봤을텐데, 직접 접근 방식으로 아폴로 우주선이 1969년에 갈 때 쓴 방식이다.
많은 싱붕이들이 손발을 난이도에 덜덜 떨었지만, 사실 가장 쉬운 방식이다.


그렇다면 2022년에는 달을 어떻게 갈까.



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???


정가운데가 지구, 돌고있는 것이 달이다.

왼쪽 점이 태양측의 라그랑주, 오른쪽이 이번에 제임스 웹이 간다는 그 라그랑주 점이다.


여러개가 계속 발사되는데 그건 정확한 발사일을 잡지 않아서 여러 개를 겹쳐 그린거다.

짤 자체는 BTAK에서 예측한 궤도 수업 때 보여준거 캡쳐한거라 마우스가 돌아다닌다.



저렇게 해서 달에 접근을 완료하면 다시 서서히 역추진해가며 접근한다.


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여기서 이야기를 끝내도 되지만, 기왕 본 거 일케 가는 이유를 설명해보자 한다.




우선 해당 영상은 국내에서 올해 8월에 쏘게 되는 달 탐사 위성 KPLO의 궤도다.

해당 탐사선의 발족은 전 정권부터 시작되었으나 뭐 그런 얘기는 다 넘어가고, 얘는 딱 중형~소형 위성의 500kg 좀 안 되는 질량을 가질 예정이었다.



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https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2017/11/18/2017111800197.html

하지만 예산도 예산이고 아무래도 그냥 일단 시작하고 보라는 유야무야식 처리에 정권마저 바뀌면서 그냥 적당히 만들어서 쏘자는 입장이었다.



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그래서 원래는 위와 같은 상대적으로 난이도가 낮은 궤도로 보내는 계획을 세우고 있었다.


한편, KPLO에는 NASA가 제작한 ShadowCam이라고 빛이 굉장히 희박한 지역도 사진을 찍을 수 있는 장비를 탑재하기로 했다.


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근데 해당 장비를 받고 보니 뭐 몇 kg 무거워진 정도가 아니라 수 십 kg 이상이 더 무거운 상태로 NASA가 보내왔다.

위성의 무게는 기동 많은 위성의 수명에 직접 영향을 주기 때문에 계획이 전부 엎어진 것 이다.


그래서 19년 중순부터 NASA랑 KARI가 주구장창 싸우고 있었다. 왜냐하면 KARI는 보내기만 하면 된다는 입장이고 NASA는 비싸게 만든 장비를 거의 1회성으로 쓴다는 것은 돈 낭비이니까. 물론 모든 원흉은 저 쉐도우캠이 NASA 지들이 설계보다 무겁게 만든거지만.



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근데 여기서 트럼프가 등장한다.

갑자기 미합중국 대통령이 여기서 왜 등장하는가.



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대한민국도 아르테미스 프로젝트에 참가한다는 소식을 기억하는 싱붕이도 있을거다.

해당 계획은 전세계가 힘을 합쳐 달에 전초기지를 설치하자는 계획인데, 이를 트럼프가 본격적으로 시동을 걸었다.


계획 계약은 2020년 중순에 시작했으나, 당연히 예비조사는 몇 개월 전부터 이루어지고 있었다.

NASA는 갑자기 5년 안에 인간을 달에 보내라니 어마무시한 명령이 떨어진거다. 당장 달 어디에 착륙할지부터 정해야한다.



여기서 KPLO가 갑자기 다시 나타난다.


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NASA가 선행 연구로서 필요한 장비를 여기에 달아버린 것 이다.

착륙지를 정하고 지속적으로 달 궤도를 돌면서 달 지표 정보를 제공해줄 위성이 딱 이거였기 때문.


그래서 NASA는 KARI보고 무조건 1년 이상 운용되어야한다고 미친 듯이 주장하기 시작한다.

KARI는 마지 못 해 BLT 궤도로 수정했고 계산 결과(BTAK)를 보여줬다. 근데 그 결과가 NASA의 결과와 많은 차이가 났다.


여기서 KARI가 배를 째기 시작했다.

꼬우면 니들이 시뮬 근거를 내놔라. 항법장치랑 FMC는 우리가 만든다. 당초 이따구로 가게 된 것도 니들 때문에 600kg 훨 넘어버린거 아니냐

면서 본격적인 기술 전수를 요구한다.



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NASA는 이 기술에 민감할 수 밖에 없는게 초초초고급 궤도역학 노하우를 그대로 한국에 넘겨줘야하기 때문.

해당 궤도로 시도를 한 사례 자체가 역사상 둘 밖에 없을 정도로 어려운 궤도이다. (내 기억상으로다. 반박시 니말맞)

하나는 1990년 일본-미국, 두 번 째는 몇 움짤의 2011년 GRAIL 미국이다.


허나, 어쩌겠나, 급한건 NASA다.


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결국 한국도 아르테미스 계획에 후발로 참여하게 되었고, 짝짝꿍해서 KPLO는 작년 12월 중순에 최종조립 후 가진 테스트 및 alignment 검수까지 완료된 상태로 이제 쏠 일만 남았다. 8월 부근 SpaceX를 통해서 쏘게되니까 그 떄 가서 제임스웹처럼 잘 가고 있을지 또 6개월동안 구경 해보기를 권한다. 근데 관계자분 말에 따르면 가다가 잃어버릴 확률도 매우 높다고 ㅋㅋ.

만약에 성공적으로 모든 절차를 거치고 운용이 된다면 우리나라는 궤도 제어 및 항법 기술 관련 세계 2위가 되는 셈이다.


이 이야기 자체는 내가 관련자에게 들은거랑 몇몇 공개자료들 시간순으로 나열하면서 빈틈을 짜맞춘거니까 반쯤 소설처럼 읽어라.




여담으로 저 궤도가 왜? 더? 연료를 아낄 수 있냐? 라고 궁금한 싱붕이가 있을 수도 있으니까 아주 짧게 설명하겠다.



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태양계는 완벽한 삼체문제가 아닌 다체문제에 해당하므로 태양-지구의 라그랑주점은 Unstable equilibrium point가 아닌, 일부 영역에서 attractor로서 (Region of Attraction) 작용 할 수 있다. 이는 반대로 Lyapunov Stability상 Unstable Boundary가 존재한다는 것을 의미하고 이 위치에 state를 잡을 경우 오히려 발산할 수 있기 때문이다. KPLO는 이러한 Boundary 근처까지 가서 해당 gradient와 달의 중력으로 천천히 나아가며 더 적은 연료로도 동일한 궤도 에너지를 가질 수 있게된다.



좀 더 간단히 얘기하면 라그랑주 점에 가상의 행성같은 분지 모양의 역중력원이 존재해서 해당 점을 스윙바이로 쓴다 생각하면 된다.

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쓰다보니 매우 길어졌는데 나도 완벽히 이해하고 있는건 아니니까 대충 그런갑다 하고 재미로 읽어라.


참고하면 좋은거.

https://www.youtube.com/watch?v=Hpq_sibTeYc&t=1s

https://en.wikipedia.org/wiki/GRAIL

https://en.wikipedia.org/wiki/Trans-lunar_injection

https://en.wikipedia.org/wiki/Attractor



출처: 싱글벙글 지구촌 갤러리 [원본 보기]

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