달 충돌형 탐사선(영어: Moon Impact Probe, MIP)은 인도의 국립 우주 기구인 인도우주연구기구에서 2008년 10월 22일 PSLV로 발사된 찬드라얀 1호에서 분리된 달 탐사선이다. 달 충돌형 탐사선은 달에서 물을 발견하기도 하였다.[1][2]
달 충돌형 탐사선은 2008년 11월 14일 20시 6분에 찬드라얀 1호에서 분리되었고, 하강 후 계획대로 달의 남극 부분에 충돌했다. 탐사선은 20시 31분 새클턴 충돌구에 충돌했고, 궤도선들이 물이나 얼음의 존재를 분석해낼 수 있는 파편들을 분출시켰다.[3] 이 탐사선이 충돌한 이후 인도우주연구기구는 다섯 번째로 달의 표면에 도달한 기관이 되었다. 다른 기관들로는 소련, 미국 항공우주국, 유럽 우주국(현재 약 20개국이 가입되어 있다)과 일본 우주항공연구개발기구가 있다.[4]
칼람의 목표
이 탐사선은 인도의 대통령인 압둘 칼람이 찬드라얀 위성에 다른 탐사선을 포함시키면 더 과학적으로 될 것이라고 생각한 데서 유래했다. 칼람은 추후 달이 일부 몇 국가에게는 남아있을 수 없다고, 또 인도는 그 몇 국가에 포함되어서는 안 된다고 생각했다.[5]타임스 오브 인디아는 칼람 대통령의 정치적 동기를 보고 "그는 만약 이 작업이 끝난다면 인도는 달의 "지분 일부를 주장"할 수 있을 것이라고 믿었다"라고 보도했다.[4] 동시에 인디언 익스프레스는 칼람을 보고 "어떤 국가도 달의 소유권을 주장할 수는 없다. 달의 자원은 공유되어야 하며, 그것이 바로 달 탐사의 목적이다."와 같이 보도했다.[6]
임무 목표
달 충돌형 탐사선의 주요 목표는, 달의 특정 지점에 도달하는 기술을 시험하는 것과 미래의 연착륙 탐사선에 필요한 기술을 연구, 가까운 거리에서 달을 과학적으로 연구하는 것이었다.[7][8]
탐사선은 달 표면에 충돌하여 물이나 얼음, 유기물, 또는 기타 물질을 표면에서 분출시켜 찬드라얀 탐사선이 분석하는 방식으로 설계되었다.[9][10]
전파 고도계 – 하강시 탐사선의 고도를 측정하고 미래의 연착륙 탐사에 대한 정보를 제공한다. 작동 대역폭은 4.3 GHz ± 100 MHz 대역이었다.
비디오 화상 시스템 – 하강 시 달 표면 영상을 가까이서 얻었다. 비디오 화상 시스템은 아날로그CCD 카메라로 이루어졌다.
CHACE 페이로드 기반 질량 분석기 – 하강 시 달 대기권의 구성 성분을 측정하였다. 질량 분해능 0.5 amu의 사중극자 질량 분석계를 사용하였으며, 분압 1.3×10−11파스칼의 민감성을 지니고 있었다.
탐사선은 장비와 페이로드가 샌드위치 구조를 띄고 있었으며, 모선인 찬드라얀의 볼 잠금 분리 시스템에 장착되었다. 고체 연료가 탐사선을 달 궤도에서 벗어나게 했으며, 회전 안정화 추진기들이 화상 시스템을 안정화해 하강하며 사진을 찍는다.
탐사선의 외부 표면은 양극 산화 처리된 타원형 알루미늄 판이었고, 넓이는 120 mm X 180 mm였다.[12] 판에는 인도 국가의 이미지가 묘사되었으며, 인도의 국장과 "진리만이 승리한다"[주 1]라는 단어가 갖춰졌다.[12] 이 판은 탐사선의 4개 측면 모두에 장착되었다. 인도우주연구기구 사양에 따라 이 판은 섭씨 영하 50도에서 영상 150도까지 버틸 수 있도록 설계되었다.[12]
달 충돌형 탐사선은 2008년 11월 14일 인도 표준시 20시 06분에 102km 달 극궤도에서 찬드라얀 1호로부터 분리되었다.[3] 분리 후, 탐사선은 먼저 회전 안정화 추진기들이 작동되었고 이후 역추진 로켓들이 점화되어 탐사선을 충돌 궤도로 진입시켰다.[16] 하강 중에도 탐사선은 찬드라얀 탐사선을 통해 지구로 계속해서 정보를 보내고 있었다. 25분 가량의 하강 후, 탐사선은 인도 표준시 20시 31분에 1.69 km/s(6100 km/h)로 달에 충돌했다.[16] 충돌 후 탐사선은 파괴되었다. 탐사선은 달의 남극 지방인 새클턴 충돌구(남위 89° 서경 30° / 남위 89° 서경 30° / -89; -30)에 충돌했고,[17] 궤도선들이 얼음의 존재 유무를 분석할 수 있는 파편들을 분출시켰다.[3]
물 발견
2009년 9월 25일, 인도우주연구기구는 달 충돌형 탐사선이 충돌 직전 물을 발견했었다고 발표했다.[1] 이 발표는 2009년 9월 24일 사이언스 저널에 미국 항공우주국이 찬드라얀 1호에 실었던 달 광물 지도 작성기가 물을 발견했다는 발표 직후에 이루어졌다.[18] 달 충돌형 탐사선은 달 광물 지도 작성기보다 살짝 앞서 물을 발견했다. 이 발표는 미국 항공우주국이 확실히 확인하기 전까지 이루어지지 않았었던 것이었다.[2][19]
이는 달에 물이 존재하는가에 대한 오래된 질문을 달 충돌형 탐사선의 CHACE 페이로드(CHandra's Altitudinal Composition Explorer, 찬드라 고고도 성분 분석기)와 달 광물 지도 작성기가 답을 준 것이다. CHACE가 실린 달 충돌형 탐사선은 달의 남극을 향해 하강하던 중 달 대기권에서 수증기를 발견했고, 달 광물 지도 작성기는 원격 측정을 통해 얼음을 발견했다. 달 표면은 대기압이 무시할 수 있을 정도이고 물 자체의 압력도 강하기 때문에, 물은 액체 상태로 존재하지 못하고 얼음이나 수증기의 형태로 존재한다. 달 광물 지도 작성기가 원격 측정을 통해 달 표면의 97%를 분석해 고위도 지방에서 물을 발견했지만, CHACE 페이로드는 동경 14도 자오선을 따라 북위 45도 지점에서부터 남위 90도 지점, 98 킬로미터~250 미터 지역에서 수증기를 발견했다.
