행성 대탐사 계획
미국 항공우주국이 외행성 탐사를 위해 추진했던 취소된 계획 위키백과, 무료 백과사전
미국 항공우주국이 외행성 탐사를 위해 추진했던 취소된 계획 위키백과, 무료 백과사전
행성 대탐사 계획(영어: Planetary Grand Tour Program)은 미국 항공우주국(NASA)이 외태양계 탐사를 위해 추진했던 계획으로, 탐사선 4개를 발사하여 2개는 목성, 토성, 명왕성을 탐사하고 다른 2개는 목성, 천왕성, 해왕성을 탐사한다. 이 계획에 필요한 예산은 대략 10억 달러(약 1조 원)였기 때문에, 결국 계획은 취소되고 보이저 계획으로 대체되게 된다.
행성 대탐사 계획은 1964년 제트 추진 연구소의 게리 플란드로가 1970년 후반에 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 정렬되어 탐사선 하나로도 중력 도움을 이용해 네 천체 모두를 방문할 수 있음을 알아내면서 시작되었다. 이러한 정렬 현상은 175년마다 일어난다.[1][2] 1966년 제트 추진 연구소는 행성 하나하나에 탐사선을 보내기보다 하나로 싹 탐사하는 것이 시간과 돈을 절약한다고 여기고 이 계획을 본격적으로 밀어붙였다.
1969년 NASA는 "외행성 실무반"→Outer Planets Working Group을 만들었으며, 각각 행성 3개를 방문할 탐사선 2개를 설계했다. 이 계획은 속칭 "그랜드 투어"라고 불렸으며, 하나는 1977년 발사해 목성, 토성, 명왕성을 지나가고, 다른 하나는 1979년 발사해 목성, 천왕성, 해왕성을 방문할 예정이었다. 탐사선 2개를 사용하면 전체 탐사 기간을 13년에서 7.5년으로 단축할 수 있었다. 외행성 실무반은 이 탐사에 사용할 새로운 탐사선 개발도 진행했다.[3]:256 신형 탐사선의 가칭은 "열전기 외행성 우주선"→Thermoelectric Outer Planets Spacecraft, TOPS이었으며, 설계 수명은 약 10년이었다.
1971년에 예상된 행성 대탐사 계획의 비용은 약 7.5억 ~ 9억 달러(7500억 ~ 9000억 원)였으며, 이마저도 탐사선 발사 비용 1억 달러는 포함되지 않은 수치이다. 이로 인해 의회에서 상당한 압박을 받게 되었으며, 당시 막 생겨났던 우주왕복선 계획과의 경쟁에서 밀리게 되었다. 결국 1971년 12월에 행성 대탐사 계획은 취소되었고, 매리너 계획의 일부로서 외행성 탐사를 진행하게 되었다.[3]:260–261
매리너 목성-토성 계획은 1972년 초에 승인되었으며, 예산은 약 3.6억 달러였다. 탐사선의 설계 수명은 기존 계획을 실행해도 문제가 없을 정도로 길었지만, 비용을 줄이기 위해 목성과 토성만 탐사하기로 하였다.[3]:263
탐사선은 목성과 토성 및 토성의 위성 타이탄을 탐사하기로 하였다. 당시에는 대기가 발견된 위성이 타이탄밖에 없었기도 하며, 대기의 밀도, 구성성분, 온도를 잼으로서 많은 과학적 성과를 얻어낼 수 있으리라 여겼기 때문이다.
탐사선은 2개가 발사될 예정이었으며, 먼저 발사되는 탐사선은 예정되로 타이탄을 향하고, 만약 첫 번째 탐사선에 문제가 생기면 두 번째 탐사선이 타이탄을 탐사하되, 첫 번째 탐사선에 문제가 없다면 두 번째 탐사선은 천왕성과 해왕성을 향하기로 하였다.[4]
발사 직전인 1977년 3월에 NASA는 프로젝트 이름 공모전을 열었다.[3]:269
두 탐사선은 이전 계획에서 특별히 변경된 사항 없이 그대로 발사되었다. 보이저 1호는 타이탄을 지나쳐가는 궤도로 들어갔고, 보이저 2호는 토성에 1호 도착 9개월 후에 도착해 여차하면 외행성 탐사를 진행할 수 있게끔 했다. 또한 보이저 2호가 1호보다 먼저 발사되었는데, 이는 만약 보이저 2호 발사가 실패할 경우 1호로 하여금 외행성 탐사를 진행하게끔 하기 위해서였다.[4]:155 보이저 1호가 타이탄을 건너뛰는 대신 명왕성으로 향하게 하자는 제안도 있었지만, 명왕성보다 타이탄 탐사가 더 흥미롭다고 여겨졌기 때문에 타이탄 탐사를 진행하였다.
타이탄 대기에는 전혀 틈이 없어 표면을 관찰하지는 못했지만, 보이저 1호는 타이탄에서 액체 탄화 수소가 존재할 가능성을 보여주는 자료를 보내오는 등 여러 성과를 이뤘다. 1호의 탐사가 성공적으로 끝나자, 보이저 2호는 목적지를 돌려 천왕성과 해왕성으로 향했으며, 결국 1964년의 행성 대탐사 계획을 달성한 셈이 되었다.
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참조: 행성 대탐사 계획이 추진되던 당시에는 명왕성은 행성으로 분류되었었다.
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