1. 개요
Mars Climate Orbiter화성 기후 궤도선은 Mars Surveyor 98' 프로그램의 일부로 기획되었다. 화성 극지 착륙선과 함께 기획된 이 임무는 화성의 계절, 기후, 물과 이산화탄소의 존재, 장기간에 걸쳐 일어난 화성의 기후 변화 등을 연구하는 것이다.
그러나 내비게이션의 오류로 인해 목표한 화성의 궤도를 벗어나 버린 끝에 파괴되었다. 이 일의 원인은 다름아닌 미국 단위계와 미터법의 혼동이었다.
2. 궤도선
화성 기후 궤도선은 전고 2.1m, 전폭 1.6m, 전장 2m인 상자형 탐사선으로 추진 모듈과 장비 모듈이 결합되어 있다.전체 발사 질량은 추진제(291kg)를 포함하여 629kg이다. 넓이 11m² 태양전지을 달았고, 1.3m 지름인 고성능 (접시)안테나를 탑재하였다. 또한 임무 수행을 위해 MARCI[1]와 PMIRR[2]을 장비하였으며, UHF 안테나와 배터리 구역과 함께 장비 모듈 하단부에 장착되었다.
3. 목표
궤도선의 주요 임무- 매일 날씨와 기상 상태를 관측
- 바람과 그 외의 기상현상에 의한 화성 표면의 변화를 기록
- 대기의 온도 분포를 알아내는 것
- 대기의 수증기와 먼지의 함량을 관측
- 과거 기후 변화의 흔적을 찾는 것
이러한 관측을 통해 먼지 폭풍, 계절 시스템, 구름과 먼지 안개, 오존, 먼지와 물의 분포와 변화, 대기 순환에 따른 지형의 변화, 태양열에 의한 대기 반응, 지표형상, 바람의 흐름, 부식 등을 명확히 하는 것이다.
또 화성 극지에 착륙할 착륙선으로부터 받은 데이터를 지구로 전송하는 역할도 할 예정이었다.
4. 상세 내용
궤도선은 Delta 7425[3]에 탑재되어 1998년 12월 11일 18:45 UT[4]에 플로리다의 케이프 커내버럴에서 발사되었다. 잠시 지구 궤도를 비행한 후 분리된 궤도선은 15일에 걸쳐서 화성을 향해 궤도를 수정하였다. 또 화성으로 가는 중에 궤도를 3번 수정했다.[5]1999년 9월 23일 09:01 UT ERT[6]에 궤도선이 화성에 이르러서 주 엔진을 이용하여 궤도 진입을 시도하였다. 09:06 UT ERT에 탐사선이 화성의 뒷면으로 들어간 이후 09:27 UT ERT에 지구와 다시 무선 연결이 되기로 계획되어 있었다. 하지만 통신은 연결되지 않았고 궤도선은 침묵하였다.
조사 결과 내비게이션의 단위 혼동이 원인이었다. 록히드 마틴은 궤도선의 화성 궤도 진입을 위해 필요한 로켓 분사의 총 운동량 변화를 파운드/초 단위로 계산하여 NASA에 전달했고 나사의 엔지니어들은 해당 수치를 그대로 자동 분사시간 계산 프로그램에 집어넣었다. 문제는 해당 프로그램은 투입된 수치가 킬로그램/초 단위라고 상정하여 분사 시간을 계산했다는 것. 이 때문에 엔진이 원래의 절반 이하 추력으로 과소 분사되어 목표로 잡은 140~150km 고도의 유사 원형 궤도가 아닌 근지점 57km 타원 궤도를 형성해 근지점 근처에서 화성대기로 진입하여 공기저항과 마찰 때문에 파괴되었다.
Mars Surveyor 98' 프로그램은 궤도선 개발비용 1억 9310만 달러, 발사비용 약 9170만 달러와 임무수행비용 약 4280만 달러, 총 3억 2760만 달러[7]를 사용했다. 이런 막대한 금액을 고작 단위 변환 착오로 날려먹었으니 참으로 어이없는 일이 아닐 수 없었다. 단위계를 혼동해 생긴 또 다른 유명한 사례로는 김리 글라이더 사고가 있다.
5. 사후 대처
이 사고로 항공우주국(NASA)의 해당 프로그램 팀은 모두 해고되었으며,[8] 이후 2007년부터 NASA는 공식적으로 기술 관련 사항에 사용하는 모든 수치들을 SI 단위로 표기하고 사용하기로 바꾸었다.단, 우주왕복선이 대기권에 완전히 진입하여 비행기처럼 기동하고 지상 관제탑과 교신하는 등 상황에서는 국제항공교신 표준에 맞추어 야드파운드법을 사용했다. 비행기 관제는 많은 국가에서
6. 기타
|
|
| 화성 기후 궤도선이 보낸 유일한 사진 |
같은 해 화성 남극에 보내진 착륙선 마스 폴라 랜더가 착륙 도중 소프트웨어 결함으로 추락함으로써 1999년은 NASA에 있어 모든 화성 탐사를 실패한 해가 되었다.
7. 참고 문헌
[1]
Mars Climate Orbiter Color Imager. 화성의 대기 날씨 이미지와 고해상도의 지상 이미지를 얻기 위해 장착된 컬러 이미지 센서다.
[2]
Pressure Modulated Infrared Radiometer. 대기의 온도와 수증기량, 먼지 농도를 측정한다.
[3]
Delta Ⅱ 발사체에 4개의 고체 부스터와 Star 48 3단부를 추가한 형태
[4]
Universal Time. 국제 표준시
[5]
1999년 3월 4일, 7월 25일, 9월 15일
[6]
Earth Received Time, 지구 수신 시간으로 화성과 지구간의 통신은 지연이있기 때문이다.
[7]
1999년 원/달러 환율인 1,138.0/$를 적용해도 대략 3728억 원이 된다. 20년 남짓의 물가를 적용하면 더 큰 돈을 날려먹은 셈이다.
[8]
미국의 모 대학에서 mission planning 기법에 대한 세미나가 있었는데 질문과 답변이 오가던 중 세미나 연자가 해당 프로그램에 참여했음이 알려졌다. 프로그램 이후 어떻게 되었냐는 질문을 받자 모두 잘렸다고 간단히 언급했다.