스윙바이(Swing-by) 플라이바이(fly-by) 차이점과 탐사선의 속도 증가

스윙바이(Swing-by)와 플라이바이(Fly-by)는 우주 탐사를 위한 핵심 기술로 행성의 중력과 우주선의 궤도를 정확히 계산해야 하며, 성공적인 임무 수행을 위해 복잡한 계산과 계획이 필요합니다. 적용 사례에 대해 알아보겠습니다.

 

* 소행성 탐사에 스윙바이 적용

16 프시케(Psyche) 금속 소행성 탐사선 발사

ㅁ 목차

1. 스윙바이와 플라이바이 란?

2. 탐사선의 속도 증가 사례

1. 스윙바이와 플라이바이 란?

스윙바이와 플라이바이는 우주 탐사에서 행성의 중력을 활용하여 우주선의 궤도와 속도를 변경하는 기술입니다. 이를 통해 우주선은 연료를 절약하면서 더 먼 거리를 빠르게 여행할 수 있습니다. 특히, 외부 태양계 탐사와 같은 장거리 우주 탐사 임무에서 자주 사용됩니다. 차이점은 무엇일까요?

스윙바이

스윙바이는 우주선이 행성의 중력을 이용해 궤도 속도를 증가시키는 방법입니다. 우주선이 행성에 접근할 때 행성의 중력에 의해 가속되고, 그 후 우주선이 행성의 중력을 벗어나면서 높은 속도를 유지한 채로 궤도를 변경합니다. 이를 통해 우주선은 연료 소비 없이 속도와 방향을 크게 바꿀 수 있습니다.

 

플라이바이

플라이바이는 우주선이 특정 천체 근처를 지나가면서 데이터를 수집하는 임무를 뜻합니다. 이는 관측 목적뿐만 아니라, 스윙바이의 일부로도 사용될 수 있습니다. 플라이바이를 통해 우주선은 행성의 중력을 이용해 궤도를 변경하며, 그 과정에서 행성의 표면이나 대기를 자세히 관측할 수 있습니다.

2. 탐사선의 속도 증가 사례

보이저 1호 탐사선

보이저 1호는 1977년 발사된 이후, 여러 차례 스윙바이를 통해 속도를 증가시켰습니다. 특히, 목성의 중력을 이용한 스윙바이를 통해 보이저 1호의 속도는 약 61,500km/h로 상승하였고, 태양계를 탈출하는 데 필요한 속도를 얻었습니다. 만약 목성의 도움을 얻지 못했다면 태양계를 벗어나지 못하고 타원형 괘도를 도는 신세가 되었을 것입니다.

 

* 보이저 1호 탐사선

보이저 1호 태양계를 벗어난 최초의 탐사선 이동속도

* 보이저 2호 탐사선

보이저 2호 이동 속도와 거리 태양계 벗어난 탐사선

 

갈릴레오 탐사선

갈릴레오 탐사선은 목성에 도달하기 위해 스윙바이를 여러 번 사용했습니다. 갈릴레오 탐사선은 지구와 금성을 오가며 중력을 이용해 속도를 증가시켰습니다. 지구와 금성에서의 스윙바이 후 갈릴레오 탐사선의 속도는 약 39,900km/h로 증가하였고, 6년 여만에 목성에 도달할 수 있었습니다.

 

* 뉴 호라이즌스 탐사선

뉴 호라이즌스(New Horizons) 명왕성, 카이퍼벨트 탐사

 

뉴 호라이즌스 탐사선

뉴 호라이즌스는 명왕성을 탐사하기 위해 2006년 발사되었으며, 초기 속도 약 58,536km/h에서 목성을 이용해 스윙바이 후 약 82,944km/h로 속도가 증가하였으며, 명왕성까지 가는 시간을 약 3년 단축할 수 있었습니다. 이는 현재까지 기록된 탐사선의 최고 속도로 남아 있습니다.