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NASA가 토성의 위성 타이탄을 탐사할 회전익 비행체 드래곤플라이(Dragonfly) 미션에 일반 대중의 이름을 마이크로칩에 담아 보내는 '타이탄으로의 여행' 캠페인을 시작했다. 참가 신청은 미 동부시간 2027년 1월 15일 23시 59분까지 가능하며, 참가자에게는 디지털 탑승권이 제공된다. 드래곤플라이는 현재 메릴랜드주 로렐의 존스홉킨스대 응용물리연구소(APL)에서 조립 중이며 2028년 발사해 2034년 타이탄에 도착할 예정이다. 도착 후에는 메탄 강과 호수, 광대한 사구가 있는 타이탄의 여러 지역을 비행하며 생물학에 앞선 화학 반응인 전생물적 화학의 흔적을 탐색한다. 드래곤플라이는 NASA 뉴프런티어 프로그램의 네 번째 미션으로, APL의 엘리자베스 터틀이 책임연구원을 맡고 있다.
NASA
드래곤플라이(Dragonfly) 회전익 착륙선이 비행할 예정인 타이탄의 샹그리라(Shangri-La) 지역을 대상으로 지표 근처 대기 역학을 중규모(mesoscale) 모델로 처음 분석한 연구가 arXiv에 공개됐다. 고해상도 지형 자료가 없어 평원·산지 등 지형 단위를 나눠 경사와 고도를 매개변수화하고 열관성·알베도·공기역학적 조도 높이 지도를 합성해 입력했으며, 모델은 복사전달 코드와 결합하고 전지구 기후모델로 경계조건을 부여했다(습윤 과정은 제외). 결과적으로 지형이 경사류와 계곡 순환을 통해 지표 바람의 세기와 방향에 큰 영향을 주며, 바람의 대부분은 0.25m/s 이하로 나타났고 이때 발생하는 현열 플럭스는 지표 태양 플럭스와 비슷한 수준이었다. 공간적으로 변하는 열관성이 바람과 지표 온도에 가장 큰 영향을 미쳤고, 열관성이 높은 곳에서는 일주 변화 폭이 작아졌다. 계절 변동도 반영해 북반구 여름에 바람이 더 강했으며, 예측된 지표 근처 바람은 사구 지역에서 먼지를 들어올릴 수 있어 타이탄의 퇴적물 운반에 기여할 가능성이 제기됐다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
타이탄의 적도 초회전 환경에서는 대기대순환모델(GCM)이 저위도 지표 근처에 서향(역행) 바람을 일관되게 재현하지만, 호이겐스(Huygens) 탐사선은 반대로 동향(순행) 바람을 측정했다. 연구진은 Titan Atmospheric Model로 지형을 포함한 경우와 제외한 경우의 3차원 건조 시뮬레이션을 비교해, 대규모 지형이 경도에 고정된 수직 구조의 동서 바람 이상을 만들어 최하층 수 km에서 호이겐스 풍속 프로파일의 주요 특징을 재현함을 확인했다. 헬름홀츠·스펙트럼 분석 결과 이 구조는 여러 저파수 모드의 중첩에서 비롯되며, 주로 회전성인 정체파 파수 s=1 응답이 최하층 2km 전반에 강한 동향 이상을 제공하고, 중력파에 해당하는 국지 발산형 s=4 응답이 지표 부근에서 이를 상쇄한다. 역행 동서 평균 순환과 결합되면 최하층 1km에서 순행 흐름이 나타나고 그 위로는 역행으로 전환되는 전단이 생겨 호이겐스와 유사한 프로파일이 만들어진다. 계획된 드래곤플라이(Dragonfly) 착륙 지점 부근에서도 더 약한 유사 정체 응답이 시뮬레이션되어, 향후 대기 측정 해석의 기준값을 제시한다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
토성의 위성 타이탄 대기의 광화학 과정을 모사해 합성한 복합 유기물 '톨린(tholin)'의 전체 탄성계수가 브릴루앙 분광법으로 처음 직접 측정됐다. 분말 시료에서 부피탄성률 11(2) GPa, 전단탄성률 3.9(5) GPa가 측정됐고 이로부터 영률 11(1) GPa, 푸아송비 0.34(3)가 도출됐으며, 조건을 달리해 합성한 박막 시료도 유사한 결과를 보였다. 톨린은 지금까지 측정된 타이탄 관련 유기 화합물 중 가장 높은 탄성 강성을 보여 부피·전단탄성률 모두에서 H2O 얼음을 넘어섰으며, 이는 복합 유기물이 타이탄 적도 사구 퇴적물의 역학적 안정성과 이동 거동에 크게 기여한다는 해석을 뒷받침한다. 장시간 대기 노출 후에는 진공 처리 후에도 사라지지 않는 지속적 경화 현상이 나타나 시료 취급 관리의 중요성이 지적됐다. 연구진은 브릴루앙 분광법이 행성 유기물 분석에 유효한 비파괴 기법임을 입증했으며, 드래곤플라이(Dragonfly) 미션의 향후 지진·지구물리 탐사에 필요한 새로운 제약 조건을 제공한다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
NASA는 노스롭그러먼의 제24차 국제우주정거장(ISS) 화물 보급 미션인 시그너스 XL(Cygnus XL) 우주선이 ISS에서 분리될 때, 차세대 열방호 소재를 시험할 소형 실험 캡슐 12기를 함께 실어 보냈다. 켄터키 재진입 탐사 실험(KREPE-3)으로 불리는 이 실험은 화물선이 대기권에서 소멸하는 마지막 순간을 활용하는 저비용 미션 시리즈의 세 번째로, 켄터키대학교와 켄터키주, NASA의 EPSCoR 프로그램, 여러 NASA 센터 등이 함께 참여했다. 켄터키대학교 학생들이 설계한 캡슐에는 재진입 중 온도·압력·운동·자기장·빛을 측정하는 센서가 탑재돼 있으며, 캡슐이 사출된 뒤 수집한 데이터는 위성 통신으로 연구진에게 실시간 전송된다. 시험 대상에는 우주왕복선에 쓰인 세라믹 타일 같은 검증된 기술과 함께, NASA 존슨우주센터·오크리지 국립연구소가 개발한 3D 프린팅 열차폐, 탄소·페놀 섬유를 펠트처럼 꿰어 만든 에임스연구센터의 MERINO 소재, 우산 형태로 펼쳐지는 전개형 열차폐(ADEPT) 등이 포함된다. 토성의 위성 타이탄으로 향하는 드래곤플라이(Dragonfly) 미션의 에어로셸을 모사한 캡슐은 PICA 소재를 입혀 설계의 동적 안정성을 검증하며, 독일 슈투트가르트대학교가 개발한 열유속 센서 등 국내외 파트너의 캡슐도 함께 시험된다.
NASA
EarthSky가 태양계에서 가장 기이한 위성 7곳을 소개했다. 목성의 이오는 조석 가열로 태양계에서 가장 활발한 화산 활동을 보이며 분출 기둥이 수백 마일(hundreds of miles) 높이까지 솟구치고, 같은 목성의 위성 에우로파는 얼음 껍질 아래 지구 전체 바다보다 많은 물을 품은 것으로 추정되는 전 지구적 바다를 갖고 있다. 토성의 엔켈라두스는 카시니(Cassini) 탐사선이 남극에서 분출하는 수증기 제트를 발견했으며, 이 물질은 토성의 E 고리를 공급하고 생명의 구성 요소인 복잡한 유기 분자를 포함한다. 토성 최대 위성 타이탄은 태양계 위성 중 유일하게 두꺼운 대기를 지니고 메탄·에탄 호수가 있으며, NASA의 드래곤플라이(Dragonfly)는 2028년 발사해 2034년 타이탄에 도착할 예정이다. 그 밖에 '데스스타'를 닮은 지름 86마일(138km)의 허셜 크레이터를 가진 미마스, 높이 12마일(20km)의 베로나 루페스 절벽이 있는 천왕성의 미란다, 해왕성 자전과 반대 방향으로 공전하며 카이퍼 벨트에서 포획된 것으로 보이는 트리톤이 소개됐다.
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