아카츠키(일본어: あかつき, PLANET-C, Venus Climate Orbiter)는 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 개발한 금성 탐사선이다. 이름은 일본어로 '새벽'을 뜻한다.
개요
아카츠키는 금성 대기의 슈퍼로테이션(초강풍) 현상 등 금성 기후의 메커니즘을 규명하기 위해 발사된 금성 기상 위성이다. 개발·제조는 NEC 도시바 스페이스 시스템이 담당했다. 2010년 5월 21일 H-IIA 로켓 17호에 실려 다네가시마 우주센터에서 발사되었으며, 같은 로켓에는 태양광 돛 실증기 이카로스(IKAROS)도 함께 탑재되었다.
주요 제원
- 크기: 본체 1.04m × 1.45m × 1.4m (태양전지 패널 전개 시 폭 약 5m)
- 질량: 발사 시 약 518kg
- 발생 전력: 약 500W (임무 종료 시점)
- 궤도: 금성 장타원 궤도 (근금점 1,000~10,000km, 원금점 약 370,000km, 공전 주기 약 10.8일)
- 설계 수명: 발사 후 4.5년
탑재 장비
5종의 카메라와 초안정 발진기(USO)를 탑재하여 금성 대기를 다파장으로 입체 관측했다.
- IR1: 근적외선 카메라 1 (1μm)
- IR2: 근적외선 카메라 2 (2μm)
- LIR: 중간적외선 카메라
- UVI: 자외선 이미저
- LAC: 번개·대기광 카메라
- USO: 초안정 발진기 (전파 엄폐 관측용)
발사 및 궤도 진입 실패
2010년 5월 21일 발사된 아카츠키는 같은 해 12월 7일 금성 궤도 진입을 시도했다. 그러나 주 엔진(OME, 500N 세라믹 스러스터)의 연료 역류 방지 밸브가 막히는 사고로 엔진이 정상 작동하지 않아 궤도 진입에 실패했다. 원인은 연료(히드라진)와 산화제(사산화이질소)가 반응하여 생성된 질산암모늄 결정이 밸브를 막은 것으로 밝혀졌다. 이후 아카츠키는 태양 주회 궤도에 머물게 되었다.
5년 만의 재도전과 궤도 진입 성공
JAXA는 포기하지 않고 주 엔진 대신 추력이 약 1/5인 자세 제어 엔진(RCS)만으로 궤도 진입을 재시도하는 계획을 세웠다. 산화제를 전량 폐기하여 기체를 경량화하고 궤도를 수차례 수정한 끝에, 2015년 12월 7일(첫 실패와 같은 날짜) RCS 엔진 4기를 약 20분간 분사하여 금성 궤도 진입에 성공했다. 이는 우주 탐사 역사상 보기 드문 '5년 만의 재도전 성공' 사례로 기록되었다.
주요 과학 성과
아카츠키는 2015년부터 2024년까지 약 9년간 금성 궤도에서 활동하며 다음과 같은 주요 성과를 거두었다.
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슈퍼로테이션 메커니즘 규명 (2020년): 금성 대기의 초강풍(시속 약 400km, 자전 속도의 약 60배)이 태양열에 의한 열조석파(熱潮汐波)에 의해 유지된다는 것을 밝혀내 《사이언스》지에 발표했다.
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거대한 활 모양 대기 구조 발견: 남북으로 약 10,000km에 달하는 거대한 활 모양의 대기 패턴을 발견하고, 이것이 지형에 의해 발생한 대기 중력파가 상층으로 전파되어 형성된 것임을 규명했다.
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금성 대기의 3차원 구조 관측: 자외선·적외선·중간적외선 등 다파장 관측을 통해 금성 구름층의 3차원적인 움직임과 온도 분포를 상세히 파악했다.
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총 178편의 학술 논문이 아카츠키의 관측 데이터를 바탕으로 발표되었다.
통신 두절 및 운용 종료
2024년 4월 말, 자세 제어 모드 이상이 장기간 지속되면서 5월 29일 지구와의 교신이 두절되었다. JAXA는 1년 넘게 복구를 시도했으나 성과를 거두지 못했고, 2025년 9월 18일 공식적으로 운용 종료를 선언했다. 이로써 2015년부터 2024년까지 인류가 금성 궤도에서 운영한 유일한 탐사선의 임무가 막을 내렸다.
의의
아카츠키는 일본 최초로 금성 궤도 진입에 성공한 탐사선으로, 일본은 소련, 미국, 유럽에 이어 세계 4번째(단일 국가로는 3번째)로 금성 궤도 진입에 성공한 국가가 되었다. 또한 2015년부터 2024년까지 유일하게 활동 중인 금성 탐사선으로서 금성 과학 연구에 지대한 공헌을 했다.
기타
아카츠키에는 기체 무게 중심 조절용 알루미늄 패널 약 90여 장(12cm × 8cm × 0.2mm)이 탑재되어 있는데, 여기에는 전 세계에서 모인 응원 메시지와 일러스트가 각인되어 있다. 여기에는 VOCALOID 하츠네 미쿠의 일러스트도 포함되어 있어 화제가 되었다.
