루시(Lucy)는 미국 항공우주국(NASA)이 추진하는 무인 우주 탐사선으로, 목성의 트로이군 소행성(Trojan asteroids)을 탐사하기 위해 개발되었다. 2017년 1월 NASA의 디스커버리 프로그램(Discovery Program) 13번째 임무로 선정되었으며, 2021년 10월 16일 09:34 UTC에 케이프커내버럴 우주군 기지에서 아틀라스 V 401 발사체를 통해 발사되었다. 임무 총비용은 약 9억 8100만 달러(US$981 million)이며, 록히드 마틴(Lockheed Martin)이 제작을 담당했다. 총 12년의 임무 기간 동안 8개의 서로 다른 소행성(소행성대 2개, 목성 트로이군 6개)을 근접 비행(flyby) 방식으로 탐사할 계획이다.
명칭의 유래
루시라는 이름은 1974년 에티오피아에서 발견된 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스의 화석인 '루시'(Lucy hominin fossil)에서 유래했다. 이는 트로이군 소행성들이 태양계 초기 형성 과정의 '화석'과 같은 존재라는 의미를 담고 있다. 루시 화석의 이름은 비틀즈(Beatles)의 노래 "Lucy in the Sky with Diamonds"(1967)에서 따온 것이며, 결과적으로 탐사선의 이름 역시 동일한 노래에 간접적으로 연원을 두고 있다.
탐사 목표
루시는 목성과 함께 태양 공전 궤도를 공유하면서 목성의 앞(라그랑주점 L4, 그리스 진영)과 뒤(라그랑주점 L5, 트로이 진영)에 위치한 트로이군 소행성들을 탐사하는 최초의 우주선이다. 트로이군 소행성들은 태양계 형성 초기의 원시 물질을 보존하고 있어, 행성 형성 과정과 태양계 초기 역사에 대한 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.
과학 탑재체
루시에는 3개의 주요 과학 장비가 탑재되어 있다:
- L'LORRI (Lucy LOng Range Reconnaissance Imager): 뉴 허라이즌스호의 LORRI를 기반으로 한 고해상도 가시광선 카메라. 존스홉킨스 응용물리연구소(APL) 제작.
- L'Ralph (Lucy Ralph): 다중분광 가시광선 카메라(MVIC)와 근적외선 분광기(LEISA)로 구성. 고다드 우주비행센터 제작.
- L'TES (Lucy Thermal Emission Spectrometer): 열적외선 분광기로, 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)의 OTES 장비를 기반으로 함. 아리조나 주립대학교 제작.
이 외에도 광각 단색 카메라(T2Cam/추적용 카메라)와 도플러 효과를 이용한 무선 과학 탐사(Radio Science Investigation) 장비가 포함된다.
비행 경과 및 탐사 대상
루시는 발사 후 지구의 중력 도움(스윙바이)을 활용하여 궤도를 변경해 왔다.
| 날짜 | 대상 천체 | 비고 |
|---|---|---|
| 2022년 10월 16일 | 지구 (1차 스윙바이) | 중력 도움 |
| 2023년 11월 1일 | 152830 딘키네시 (Dinkinesh) | 내부 소행성대. 근접 비행 성공. 위성 '셀람(Selam)' 발견. 접촉쌍성(contact binary) 확인. |
| 2024년 12월 13일 | 지구 (2차 스윙바이) | 중력 도움 |
| 2025년 4월 20일 | 52246 도널드조핸슨 (Donaldjohanson) | 내부 소행성대. 근접 비행 성공. 접촉쌍성 형태 확인. 길이 약 8km. |
| 2027년 8월 12일 | 3548 에우리바테스 (Eurybates) | L4 트로이군 (예정) |
| 2027년 9월 15일 | 15094 폴리멜레 (Polymele) | L4 트로이군 (예정) |
| 2028년 4월 18일 | 11351 레우쿠스 (Leucus) | L4 트로이군 (예정) |
| 2028년 11월 11일 | 21900 오루스 (Orus) | L4 트로이군 (예정) |
| 2030년 12월 26일 | 지구 (3차 스윙바이) | 목성 궤도 너머에서 귀환하는 최초의 우주선 |
| 2033년 3월 2일 | 617 파트로클루스-메노에티우스 (Patroclus–Menoetius) | L5 트로이군. 쌍성 소행성 (예정) |
기술적 특징
루시의 발사 중량은 1,550kg이며, 건조 중량은 821kg이다. 태양 전지판의 직경은 각각 7.3m로, 전체 길이는 13m에 달한다. 가장 먼 거리에서의 전력 공급량은 504와트이다. 추진체는 Nammo LEROS 1c 이원추진제 엔진(주 엔진, 추력 458N)과 8개의 1N급, 6개의 22N급 하이드라진 단일추진제 스러스터로 구성된다.
솔라 어레이 문제
발사 직후인 2021년 10월, 두 개의 태양 전지판 중 하나가 완전히 전개된 후 잠금 장치가 제대로 체결되지 않는 문제가 발생했다. 이후 지상 테스트와 원격 조작을 통해 2022년 8월 기준으로 약 353~357도(360도 기준)까지 전개되었으나 완전 잠금에는 실패했다. 다만 부분 전개 상태에서도 임무 수행에 필요한 충분한 전력이 발생하고 있어, 2023년 1월 이후 추가 전개 시도는 중단된 상태이다.
기타
루시 우주선에는 금색 명판(Golden Plaque)이 부착되어 있으며, 여기에는 발사일, 발사 당시 행성들의 위치, 지구 대륙의 형상, 공칭 비행 궤적, 그리고 마틴 루터 킹 주니어, 칼 세이건, 비틀즈 등 20명의 인사들이 기고한 연설문, 시, 노래 가사 등이 포함되어 있다. 이 명판은 우주선이 태양계 밖으로 나가거나 의도적으로 충돌하지 않을 경우 미래 인류가 회수할 가능성을 염두에 둔 것이다.
