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최근 수정 시각 : 2024-11-03 17:54:19

유클리드 우주 망원경

Euclid (ESA's Euclid telescope) [1]
파일:Euclid_mission_poster_horizontal.png
유클리드
Euclid
파일:Euclid Payload.jpg
<colbgcolor=#0047a0><colcolor=#fff> 이름 암흑우주탐사기(DUNE)
분광전천공 우주탐사기(SPACE)
임무 유형 천문학
운영자 ESA
COSPAR ID 2023-092A
웹사이트 ESA Science
Euclid Consortium
임무 기간 6년(명목)
3개월 14일(진행 중)
우주선 속성
제조사 탈레스 알레니아 스페이스(메인)
에어버스 디펜스 앤드 스페이스(페이로드 모듈)
발사 질량 2,000 (4,400 lb)
페이로드 질량 800 kg (1,800 lb)
치수 4.5 m × 3.1 m (15 ft × 10 ft)
임무 시작
발사일 2023년 7월 1일, 15:12 ( UTC)
로켓 팰컨 9 블록 5, B1080.2
발사장 케이프 커내버럴 우주군 기지, SLC-40 발사장
계약자 스페이스X
궤도 매개변수
참조 시스템 태양-지구 L2
정권 리사주 궤도
근지점 고도 1,150,000 km (710,000 mi)
최고점 고도 1,780,000 km (1,110,000 mi)
시대 예정
주요 망원경
유형 코르쉬 망원경
지름 1.2 m (3 ft 11 in)
초점 거리 24.5 m (80 ft)
수집지역 1.006m2 (80 ft)
파장 550 nm (녹색)
~2 µm (근적외선)
해결 0.1 arcsec (가시)
0.3 arcsec (근적외선)
응답기
밴드 X 밴드 (TT&C 지원)
K 밴드 (데이터 수집)
빈도 8.0~8.4GHz(X 대역)
25.5~27GHz(K 대역)
대역폭 몇 kbit/s 아래로 및 위로(X 대역)
74 Mbit/s(K 대역)
미션 패치
파일:Euclid Mission Patch.png
SpaceX 미션 패치
파일:ESA Euclid Mission Patch.png
ESA 미션 패치

1. 개요2. 추진 역사3. 주요 특징
3.1. 제원3.2. 장비3.3. 우주선 구성
4. 진행 상황
4.1. 발사
4.1.1. 카운트다운4.1.2. 발사 절차
4.2. 항행
5. 관측 상황
5.1. 2023년
5.1.1. 시범운영 단계5.1.2. 정상가동 단계
5.2. 2025년5.3. 2027년5.4. 2030년
6. 여담7. 기타
7.1. 관련 문서7.2. 외부 링크

[clearfix]

1. 개요

유럽 우주국(ESA)이 개발한 L2 라그랑주점 임무용 우주 망원경이다. 2023년 7월 1일 오전 11시 12분 (미국 EST), 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X 팰컨9 로켓으로 발사됐다. 2023년 7월 말 라그랑주점L2에 당도 후, 동월 31일 첫 시운전 관측 이미지를 지구로 보내면서 우주탐사 활동을 개시하였다.
Euclid in a nutshell

2. 추진 역사

유클리드의 역사적 배경은 2007년 3월로 거슬러 올라간다. 당시 'ESA 우주 비전 2015-2025(ESA Cosmic Vision 2015-2025)' 제안 공모에 대해 암흑 우주 탐사선(Dune) 및 분광 우주 탐사선(Space) 두 개의 임무가 선정되었다.

ESA는 두 탐사 목적과 기술을 상호 보완하고 추진 기간, 개발 비용도 최적화하는 암흑에너지 탐사라는 단일 임무로 2011년 10월 통합한 게 유클리드다. 2012년 6월 ESA가 통합안을 정식으로 채택했다. 이듬해 미국 NASA가 20가지 광학 기술 제공에 관한 공동 참여에 서명했다.

2015년 ESA의 유클리드 탐사선 초도 설계를 거쳐 2018년 말 세부 설계가 완료되어 본격적으로 탐사선 개발에 착수했다. 2020년 중반 핵심 광학장치 탑재가 시작되었고, 2022년 말 본체 조립을 끝내고 열진공챔버 시험이 종료되었다.

당초 2022년 9월 프랑스령 기아나의 기아나 우주센터에서 러시아 소유즈 로켓으로 발사될 예정이었다. 하지만 코로나19 사태와 우크라이나 침공으로 일정의 지연과 운송 수단의 변경을 거쳐, 2023년 7월 1일 스페이스X 팰컨9을 타고 성공적으로 발사되었다.

3. 주요 특징

유클리드 우주 망원경은 ESA가 설계와 제작을 맡고 전 세계 21개 국가[2]가 참여하는 유클리드 컨소시엄(EC)[3]이 10여 년에 걸쳐 약 2조원(14억 유로)과 2,500명의 전문가를 투입하는 우주 관측 프로젝트의 일환으로 개발되었다. 2013년 발사된 가이아 우주 망원경(GAIA)에 이어 ESA가 라그랑주점 L2 지점에 투입하는 두 번째 우주 망원경이다.

유클리드의 목적은 중력렌즈 효과를 이용하여 암흑물질과 암흑에너지를 찾아 우주 시공간의 비밀을 밝히는 데 있다.[4] 이에, 전체 우주의 1/3을 이미징 할 수 있는 대형 가시광선 관측 장비를 이용해 거대한 3차원 우주 지도를 만들 예정이다.[5][6] 동 우주 망원경 내부에는 대형 곡면거울과 평면거울이 각각 3개씩 달려 있어 고품질의 넓은 시야각을 가진다.

NASA가 2021년 투입한 적외선 전용의 제임스 웹 우주 망원경(JWST)과 달리 유클리드는 가시광선 관측기(VIS, VISible Imager)와 근적외선 분광계·광도계(NISP, Near Infrared Spectrometer & Photometer)를 탑재했다. 유클리드는 같은 가시광선 및 근적외선 장비를 탑재한 허블 우주 망원경에 비해 약 200배 넓게 볼 수가 있고, 최대 100억 광년 거리의 15억 개 은하를 관측할 수 있다. 따라서, 우리 은하의 원반과 태양계 원반을 벗어난 각도로 바라보며 가장 어둡고 먼 배경의 3D 우주 지도를 그리게 된다.

유클리드의 큰 특징은 우주의 암흑물질, 암흑에너지 존재와 우주의 팽창 상황을 긴밀히 연구하고자 같은 라그랑주점 L2에 있는 JWST, 칠레/ 호주/ 남아공[7]에 설치 중인 신형 지상 망원경, 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경[8]과 같은 후발의 ESA/NASA 우주 망원경과 협업이 가능한 점이다. ESA가 설계한 유클리드의 임무 기간은 6년인 가운데, 냉가스 추력기용 액체 질소는 최소 7년은 넘게 쓸 용량인 70kg가 실려 있다.[9]

3.1. 제원

체적 높이 4.8m x 너비 3.74m[10] (총 2,160kg)
구성 탑재체 모듈 (800kg), 서비스 모듈 (850kg), 선체 구조물 (260kg), 추진체 (210kg), 무게추 (40kg)
탑재 3차 반사경 및 VIS & NISP
CDMU[11] LEON-FT: 40MIPS, 5FLOPS & MMU(Mass Memory Unit): 4Tb - 관측자료 72시간, 운영자료 20일
통신 X밴드: 텔레메트리/추적·명령용 및 K밴드:관측자료 수신용 (용량 850Gb/1일)
수명 기본 6년 (연장 5년 가능)

3.2. 장비

3.3. 우주선 구성

망원경 버스에는 전력을 공급하고 망원경의 방향 과 지시를 35 밀리아크초 (170nrad) 이상으로 안정화하는 태양 전지판이 포함되어 있습니다.
망원경은 광학 정렬을 방해하지 않도록 우수한 열 안정성을 보장하기 위해 조심스럽게 절연되어 있습니다.
통신 시스템은 하루에 850 기가비트를 전송할 수 있습니다.
망원경이 수평선 위에 있을 때 Ka 밴드 와 CCSDS 파일 전달 프로토콜을 사용하여 하루 4시간의 할당된 기간 동안 초당 55메가비트의 속도로 과학 데이터를 스페인의 35m 접시 Cebreros 지상국 으로 보냅니다.
Euclid의 온보드 저장 용량은 최소 300GB 입니다 .
서비스 모듈(SVM)은 대부분의 우주선 하위 시스템을 호스팅 합니다. AOCS는 시각적 노출당 35밀리아크초 미만의 분산으로 안정적인 포인팅을 제공합니다.
이러한 정확도에서 망원경 어셈블리를 광학적 정렬 불량으로부터 보호하려면 높은 열 안정성이 필요합니다.

4. 진행 상황

4.1. 발사

유클리드 우주 망원경 발사 생중계

Spaceflight Now
NASASpaceflight
The Launch Pad
SPACE AFFAIRS

2023년 7월 1일 케이프 커내버럴 우주군 기지에 있는 SLC-40에서 스페이스X 팰컨 9(B1080.2)로 발사될 예정이다.
금번 팰컨9 로켓에 유클리드만 단독 탑재한 스페이스X 243번째(2023년 44번째) 미션의 발사 전 10초 카운트다운은 영상 39:22에 시작된다. 유클리드 이륙 후 2분 40초쯤 지상 65km에서 팰컨9 로켓 1단과 2단이 성공적으로 분리되었고(영상 42:16), 분리된 1단 로켓은 플로리다에서 약 700km 떨어진 대서양 해상의 전용 바지선에 안착하여 무사히 회수되었다(영상 48:00).

이어, 팰컨9 로켓 발사 후 3분 39초경 2단부에서 페어링이 분리되었으며(영상 43:10)[12], 2단 엔진의 복수에 걸친 연소 중단과 재점화에 의한 궤도의 세부 조정을 거쳐 41분 5초경 약 5,640km 상공에서 팰컨9 로켓 2단부 위성 탑재 어댑터로부터 유클리드가 사출되었다(영상 1:20:40). 자유항행 시작 속도는 약 7.6km/s였다.
Euclid 호스팅 웹캐스트 (SpaceX)
Euclid 호스팅 웹캐스트 (ESA)

4.1.1. 카운트다운

<rowcolor=#ffffff> 카운트다운 시간(EDT) 이벤트
T-00:38:00 10:34:00 스페이스X 발사 감독은 추진제 적재를 확인
T-00:35:00 10:37:00 RP-1(로켓급 등유) 적재중
T-00:35:00 10:37:00 1단 LOX(액체산소) 적재중
T-00:16:00 10:56:00 2단계 LOX 적재중
T-00:07:00 11:05:00 Falcon 9는 발사 전에 엔진 냉각을 시작
T-00:01:00 11:11:00 최종 사전 발사 확인을 시작하기 위한 비행 컴퓨터 명령
T-00:01:00 11:11:00 비행 압력에 대한 추진제 탱크 가압 시작
T-00:00:45 11:11:15 스페이스X 발사 감독은 발사 확인
T-00:00:03 11:11:57 엔진 컨트롤러는 엔진 점화 시퀀스를 시작하라는 명령

4.1.2. 발사 절차

<rowcolor=#ffffff> 미션경과시간 시간(PST) 이벤트
T+00:00:00 11:12:00 발사
T+00:01:20 11:13:20 Max-Q
T+00:02:40 11:14:40 메인 엔진 차단 (MECO)
T+00:02:44 11:14:44 1단 분리
T+00:02:53 11:14:53 2단 엔진 점화 (SES-1)
T+00:03:39 11:15:39 페어링 분리
T+00:06:32 11:18:32 1단 재진입 점화
T+00:08:09 11:20:09 2단 엔진 정지 (SECO-1)
T+00:08:18 11:20:18 1단 착륙 점화
T+00:08:40 11:20:40 1단 착륙
T+00:17:24 11:29:24 2단 엔진 점화-2 (SES-2)
T+00:18:44 11:30:44 2단 엔진 정지-2 (SECO-2)
T+00:41:05 11:53:05 ESA Euclid 위성 분리

4.2. 항행

유클리드의 항행 궤적
파일:Euclid_spotted_from_the_ground.gif
캐나다-프랑스-하와이 망원경(CFHT)[14]이 각 3분씩 26회 노출로 포착한 유클리드 항행 (7.12)
유클리드 우주 망원경의 라그랑주점 L2 헤일로 궤도 활동 형상[16]

5. 관측 상황

5.1. 2023년

5.1.1. 시범운영 단계

파일:Early_commissioning_test_image_VIS_instrument (1).png
파일:Early_commissioning_test_image_NISP_instrument.png
첫 촬영 우주 사진 (ESA) 첫 촬영 진행 과정 (EC)

5.1.2. 정상가동 단계

5.2. 2025년

5.3. 2027년

5.4. 2030년

6. 여담

7. 기타

7.1. 관련 문서

7.2. 외부 링크



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[1] 고대 그리스의 수학자이자 기하학자, 논리학자인 유클리드의 이름에서 따왔다. [2] 유럽연합 17개국 및 미국(NASA), 영국, 캐나다, 일본 [3] 2018년 독일 본에서 열린 EC 연차 총회에 참석한 380명의 사진이다. EC 연차 총회는 서로 다른 회원국에서 매년 열린다. [4] 최신의 우주 모델에 따르면, 우주는 5%의 일반 물질, 27%의 암흑 물질, 68%의 암흑 에너지로 구성되어 있다고 가정한다. 즉, 암흑 세계가 95%에 달한다. [5] 유클리드가 6년여에 걸쳐 시현할 3차원 우주 맵의 깊이는 212억 광년, 너비와 높이는 각각 14억 광년의 범위에 달한다. 하지만 ESA는 이 정도 규모의 3D 맵도 가상의 우주 볼륨에 불과 1/1000 수준이라고 한다. [6] GAIA를 통해 생성되었던 3D 은하수 지도에 기반하여 유클리드 딥 필드의 위치가 지정된다. [7] 대한민국의 한국천문연구원 역시 미국( 북반구)과 이들 남반구 세 나라에 각각 1.6m 광시야 망원경을 포함하는 외계행성 탐색시스템 시설을 구축하여 운영 중이다. [8] 가시광선+근적외선 장비를 갖추게 되므로, 유클리드의 관측 기기와 구성 면에서 상당히 비슷하다. 유클리드는 넓고 먼 우주 공간에 집중하는 반면, 낸시 로먼은 태양계 외곽의 우주 및 태양계와 가까운 은하의 천체를 연구하는 점에서 차이가 있다. [9] 일반적으로, 지구 궤도 밖 우주 탐사선의 임무 수명은 예상치 못한 기동 상황에 의한 연료와 전원 소모분을 포함하여 매우 보수적으로 잡는다. 한국의 다누리 역시 당초 임무는 1년이었으나, 달궤도 진입 전 항행과 기동 과정이 아주 순탄하여 연료 소모를 최소화한 결과 2년의 임무 수행이 추가된 바 있고, 보이저호의 원자력 전지는 기대 수명 5년의 10배에 달하는 50년 가까이 운영될 수 있는 상황이다. [10] 당초 운송 수단이었던 소유즈ST 발사체의 페어링 규격에 맞춘 것이다. [11] Command and Data Management Unit [12] 이번 발사에 장착된 페이로드 페어링은 매우 정밀하고 예민하며 초고가의 광학 장비를 둘러싼 페어링 내부에 혹시 남은 오염 물질이 없게끔 재생품이 아닌 특별히 새로 주문된 제품이다. 팰컨9 로켓은 우주에서 버려지는 2단부 외에 장치 전량이 재활용되는데, 약 6백만 달러에 달하는 페어링(양쪽) 역시 낙하산에 의한 착지/착수로 회수된다. [13] 동영상에 "Webb has a new friend at L2 - AOS confirmed! (라그랑주점 L2에 있는 JWST에게 새 친구가 생겼어요 - AOS 확인!)" 문구가 보인다. [14] 구경 3.58m 마우나케아 산 정상 해발 4,200m 소재 [15] VIS 초점 조정은 약 1주일이 걸리며 이 과정이 끝나자마자 이미 가동 준비를 마친 NISP와 함께 빠르면 8월이 오기 전 첫 우주 시범 촬영이 진행된다고 ESA는 밝혔다. [16] JWST 역시 같은 궤적을 그리는 모습이며, GAIA의 경우는 리사주 궤도의 형태로 움직이고 있다. [17] 오른쪽 확대 사진의 경우, 좌측 상단부와 중앙 부근에서 보이는 가느다란 선 자국을 통해 유클리드 본체의 부품 간 아주 작은 틈새로 태양빛이 들어와 VIS 감지기에 영항을 주는 점이 발견됐다. 이는 유클리드 특정 자세의 각도에서 발생하고 있으며 정식 운용 기간 중에는 이러한 틈새의 햇빛 영향없이 우주를 촬영하는데 문제가 없게 할 것이라고 ESA는 부연했다. 기실, 금번 시범 촬영 이미지는 유클리드가 헤일로 궤도에 들어선지 이틀 만에 찍은 것이므로 자세 유지가 완전하지 않을 수 있기에 납득할 수 있는 정황이다. [18] 앞선 VIS의 경우와 마찬가지로, 우측 확대판 사진에서도 가공 처리가 필요한 의도치 않은 인공 잔상이 일부 보인다. [19] 이러한 두 가지 문제는 유클리드 위치 센서가 태양풍에서 나오는 양성자를 별빛으로 잘못 인지하는 한 가지 오류에 기인한 것으로 밝혀졌다. 즉, 서비스 모듈 내 FGS가 태양 빛 입자를 인식하면 그에 맞춰 광학 장치가 이를 추적하는 바람에 태양광이 미세하게 인입되고 위치 식별용 안내별마저 잃어버리는 현상이었다. [20] 아리안 5는 퇴역 5번째 앞선 112호(VA-256)를 통해 2021년 12월 라그랑주점 L2 궤도로 JWST를 정확히 송출한 경험이 있었기에 ESA 입장에선 아쉬운 카드가 날아갔다.

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