에스커페이드 (ESCAPADE) 탐사선

ESCAPADE는 Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers의 약자로, NASA가 추진하는 화성(Mars) 궤도선(orbiters) 미션입니다. 

• 발사일: 2025년 11월 13일
• 발사체: 블루오리진 뉴글렌 (New Glenn) 2차
• 주관 기관: UC 버클리 우주과학연구소(Space Sciences Laboratory)
• 파트너: Rocket Lab(우주선 버스), NASA Goddard, Embry-Riddle 등
• 예산: 약 8,000만 달러 미만의 비교적 저비용 미션
• 2027년 9월 화성 궤도에 진입
• 제작사: 로켓랩 (관련 내용)

쌍둥이 위성 에스커페이드 블루와 골드 (출처:NASA)

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목적 및 과학 목표

UC버클리 로버트 릴리스 박사팀이 주도하는 ESCAPADE는 두 개의 동일한 위성 ‘블루(Blue)’와 ‘골드(Gold)’로 구성돼 있고, 2027년 초 화성 궤도에 진입해 화성의 상층 대기, 이온층, 자기장을 3D 매핑할 예정입니다.

1. 화성의 하이브리드 자기권(hybrid magnetosphere) 연구
   • 화성은 지구처럼 강력한 전 지구적 자기장을 갖고 있지 않고, 지각(땅속 자성체) 자기장 + 태양풍에 의해 유도된 자기장이 혼합된 독특한 구조를 가집니다. ESCAPADE는 이 구조가 어떻게 형성되고, 입자 흐름(이온 흐름 등)을 어떻게 조절하는지 연구합니다.
2. 에너지 & 운동량 전달 메커니즘 분석
   • 태양풍(태양에서 나오는 하전 입자 흐름)이 화성 자기권으로 언제, 어떻게 에너지와 입자를 전달하는지 조사.
3. 대기 유출 (Atmospheric Escape) 과정 이해
   • 태양풍 상호작용이 어떻게 화성 상층 대기(이온층 포함)를 깎아 나가는지, 즉 대기가 어떻게 빠져나가는지 분석.
4. 우주 기상 (Space Weather) 조사 및 미래 유인 / 로봇 탐사 대비
   • 화성의 이온층 변화나 플라즈마 환경 변화가 우주비행사 통신이나 탐사선 운용에 미치는 영향을 이해. 

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우주선 설계 & 구성

• 두 대의 동일한 위성(트윈): 이름은 Blue 와 Gold.
• 우주선 버스: Rocket Lab의 Photon 설계 → 높은 ΔV(추진력), 소형 행성 탐사용으로 적합.
• 탑재 과학 장비:
  • EMAG: 자기장 측정용 자력계(magnetometer)
  • EESA: 정전기 분석기(electrostatic analyzer) — 고에너지 이온/전자 측정
  • ELP (Langmuir Probe): 플라즈마 밀도, 전위 변화 측정
  • VISIONS(또는 가시광선 카메라): 학생용 또는 보조 과학용 카메라 포함됨.
• 크기 / 전력:
  • 각 위성의 연료 없는 상태(드라이 질량): 약 209kg
  • 태양전지 배열: 펼치면 꽤 넓고, 과학 운영 시 약 128W 전력 예상

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궤도 설계 및 비행 경로

1. 출발 및 지구 근처 머무르기 (“로이터 궤도”)
   • 발사 후 지구-태양 L2 라그랑주 점 근처 궤도로 진입, 약 1년 동안 머무르며 우주 기상(스페이스 웨더)을 관측.
2. 지구 중력 도움(슬링샷)으로 화성으로 전이
   • 2026년, 지구의 중력 도움을 받아 궤도 조정 → 화성으로 향하는 경로로 진입.
3. 화성 도착 및 궤도 진입
   • 2027년 약 9월에 화성에 도착 예정.
   • 처음엔 타원 궤도 (“캡처 궤도”) → 이후 점차 고도 조정 → 과학 운용 궤도 진입. 
4. 과학 관측 (Science Phase)
   • 첫 6개월: 두 위성이 “스트링 오브 펄스 (string of pearls)” 형태로 동일 궤도를 따라감 → 같은 지역을 시간차로 지나가며 변화 관측.
   • 그 후에는 궤도를 달리해서 서로 다른 부분의 자기권 및 플라즈마 환경 동시 관측 → 공간적으로 다양한 지역에서 데이터 수집.
5. 과학 임무 기간
   • 기본 과학 임무: 약 11개월 예정
   • 총 임무 기간 (비행 + 과학): 약 3년 7개월 계획

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기대 효과

• 저비용 미션의 모범
  ESCAPADE는 80 M 달러 미만의 예산으로 실행되는 SIMPLEx 프로그램의 일환입니다.
• 화성 자기권의 실시간 3D 맵핑
  트윈 위성을 활용해 동시에 여러 지점에서 자기장 및 플라즈마 상태를 측정 → 지금까지 없었던 고해상 데이터 수집 가능. 
• 대기 유출과 기후 진화 연구
  화성이 과거 두꺼운 대기를 잃은 과정을 더 잘 이해할 수 있음 → 과거의 물, 기후 조건 복원 가능성 탐색.
• 우주 날씨 & 미래 탐사 대비
  태양풍 및 플라즈마 변화가 미래 유인 탐사(사람이 가는 화성 탐사 등)에서 통신, 우주선 손상 등에 미치는 영향을 평가할 수 있음. 
• 미래 궤도 설계 혁신
  ESCAPADE는 전통적인 화성 전이 궤도(Hohmann transfer)가 아닌, 지구 주변을 먼저 도는 유연한 궤도 설계를 사용. 
• 민간 + 학계 + NASA 협력의 대표 사례
  우주선 제작은 Rocket Lab, 발사는 블루오리진, 과학 주도는 버클리 대학 등 다양한 주체 협력 → 비용 절감 및 빠른 개발 가능성 시사.

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현재 상태 / 최신 소식

• 2025년 11월 13일에 New Glenn 로켓에 실려 발사됨.
• 쌍둥이 위성은 성공적으로 분리됨.
• 과학 운용은 2028년 중순부터 본격 시작될 것으로 예상됨.

쌍둥이 위성 에스커페이드 (출처:NASA)

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참고 / 링크

• NASA ESCAPADE 공식 페이지
• Planetary Society 설명 기사
• NASA 뉴스 릴리스 (발사, 임무 등)
• ESCAPADE 미션 트레일러 (유튜브)