마젤란(Magellan)은 미국 항공우주국(NASA)이 1989년에 발사한 금성(Venus) 탐사용 무인 우주선이다. 금성 표면 전체를 합성개구레이다(Synthetic Aperture Radar, SAR)로 촬영하여 최초로 행성 전체의 고해상도 지도를 제작한 것으로 알려져 있다.
개요
마젤란은 1989년 5월 4일, 우주왕복선 애틀랜티스(Atlantis)의 STS-30 임무를 통해 케네디 우주센터에서 발사되었다. 이는 우주왕복선에서 발사된 최초의 행성간 탐사선이자, 관성상단로켓(Inertial Upper Stage)을 사용한 최초의 임무이기도 하다. 우주선 본체는 1,035kg(건조 질량)이며, 발사 시 총 질량은 3,445kg이었다. 제작은 마틴 마리에타(Martin Marietta)와 휴즈 에어크래프트(Hughes Aircraft)가 담당했고, 임무 관리는 NASA 제트추진연구소(JPL)가 맡았다.
명칭의 유래
마젤란이라는 이름은 16세기 포르투갈 출신의 탐험가 페르디난드 마젤란(Ferdinand Magellan, 1480~1521)에서 유래했다. 그는 세계 최초로 지구 일주 항해를 이끈 인물로, 지구 표면을 탐사·지도화한 업적을 기려 금성 표면을 지도화하는 이 임무에 그의 이름이 붙여졌다. 원래 이 임무는 1983년 '금성 레이다 매퍼(Venus Radar Mapper)' 프로그램으로 시작되었으며, 1985년에 '마젤란'으로 개명되었다.
임무 목표
마젤란의 주요 임무 목표는 다음과 같다.
- 합성개구레이다를 이용하여 금성 표면의 전 지구적(近全球的) 레이다 영상 지도를 제작하는 것
- 금성 표면의 지형(topography) 지도를 작성하는 것
- 금성의 중력장(重力場) 데이터를 획득하는 것
- 금성의 지질 구조와 밀도 분포, 역학적 특성을 이해하는 것
임무 수행 과정
마젤란은 1990년 8월 10일 금성 궤도에 진입했다. 이후 1990년 9월 15일부터 본격적인 레이다 매핑을 시작하여, 첫 번째 매핑 주기(1990년 9월~1991년 5월)에서 금성 표면의 약 83.7%를 촬영했다. 두 번째 주기(1991년 5월~1992년 1월)를 거쳐 표면의 96%를, 세 번째 주기(1992년 1월~9월)의 스테레오 촬영을 통해 총 98%의 표면을 매핑하였다. 이후 네 번째부터 여섯 번째 주기에서는 금성의 중력장 측정에 집중했다.
1993년 여름에는 에어로브레이킹(aerobraking) 기법을 사용하여 궤도를 원형화하는 데 성공했는데, 이는 행성간 탐사선에서 에어로브레이킹을 시험한 최초의 사례로 기록되었다.
주요 발견
마젤란의 데이터를 통해 다음과 같은 과학적 발견이 이루어졌다.
- 금성 표면의 최소 85%가 화산 활동에 의한 용암류로 덮여 있음이 확인되었다.
- 금성 표면의 충돌구(crater) 수가 적어, 표면이 지질학적으로 비교적 젊은(약 8억 년 미만) 것으로 추정되었다.
- 길이 6,000km가 넘는 용암 채널이 존재하는 것으로 확인되었다.
- 금성에서는 지구에서 관찰되는 판구조론적 현상(대륙 이동, 해저 확장)이 나타나지 않으며, 대신 전 지구적 열곡대(rift zone)와 코로나(coronae) 구조가 지배적임이 밝혀졌다.
- 금성의 밀도 높은 대기에도 불구하고 바람에 의한 침식 증거가 거의 없어, 물이 전혀 없기 때문에 침식이 매우 느리게 진행됨이 확인되었다.
임무 종료
마젤란은 모든 임무 목표를 달성한 후, 1994년 10월 13일 금성 대기권으로 의도적으로 돌입하여 소멸되었다. 대기권 진입 직전에는 '윈드밀(Windmill) 실험'이라 불리는 상층 대기 밀도 측정 실험이 수행되었다. 통신은 1994년 10월 13일 10:05 UTC에 끊겼으며, 우주선은 이후 금성 대기 중에서 연소·분해된 것으로 추정된다.
의의
마젤란은 금성 표면의 최초이자 현재까지 가장 정밀한 고해상도 레이다 지도를 제작한 임무로 평가된다. 이전의 소련 베네라(Venera) 15·16호가 저해상도의 레이다 지도를 제공한 것에 비해, 마젤란은 충돌구, 언덕, 능선, 화산 등 세부 지질 구조를 광학 사진 수준에 준하는 해상도로 촬영하는 데 성공했다. 또한 우주왕복선을 이용한 최초의 행성간 탐사선 발사, 최초의 에어로브레이킹 시험 등 기술적 선례를 남겼다.
