IM-1

발사 전

2023년 12월, 오디세우스는 처리를 위해 케네디 우주 센터에 도착했다. 2024년 1월 31일, 오디세우스 우주선은 팰컨 9 블록 5 발사체의 페이로드 페어링 안에 캡슐화되었다. 2월 13일, 인튜이티브 머신스는 오디세우스에 연료를 채우는 두 번의 습식 예행 연습이 성공적이었으며 발사 준비가 완료되었다고 발표했다.

발사

팰컨 9 부스터가 2024년 2월 15일 06:05 UTC에 플로리다의 케네디 우주 센터 제39B발사단지에서 오디세우스를 발사했다. 부스터는 LZ-1으로 귀환했으며, 소모된 팰컨 9 상단은 우주선을 전이 궤도로 진입시켰다.

당초 2월 13일 발사 예정이었으나, 스페이스X는 착륙선에 적재된 연료와 관련된 기술적 문제를 보고한 후 발사를 연기했다.

초기 운용

발사체에서 분리된 후, 노바 컨트롤 운영 센터는 착륙선과의 통신을 수립하고 초기 점검을 수행했다. 발사체에서 분리된 후 우주선이 캡처한 이미지가 2월 17일에 공개되었다.

시운전 연소

착륙선은 2월 15일에 주 엔진 "시운전 연소"를 수행할 예정이었다. 인튜이티브 머신스의 우주 시스템 부사장 트렌트 마틴은 이를 임무의 "중요한 단계"라고 설명했다. IM-1 항성 추적기 문제와 액체 산소 라인 냉각 시간 조정에 대한 보고 후, 인튜이티브 머신스는 2월 16일 성공적인 시운전 연소를 보고했다. 이 기동으로 착륙선의 속도가 21 m/s (47 mph) 변경되었다.

궤도 수정

인튜이티브 머신스는 임무의 달 전이 단계에서 최대 3회의 궤도 조정 기동을 계획했다. 첫 번째는 2월 18일에 완료되었으며, 2월 20일 두 번째 기동 후에는 세 번째 기동이 필요 없게 되었다.

2월 20일, 인튜이티브 머신스는 오디세우스가 달 표면까지의 여정을 약 72% 완료했다고 보고했다.

IM-1 궤도 애니메이션

지구 주변

달 주변

   IM-1  ·   지구 ·   달

달 궤도

오디세우스는 2월 21일에 달 궤도 진입(LOI)을 수행하여 속도를 800 m/s (1,800 mph) 변경했다. 인튜이티브 머신스는 408초간의 주 엔진 LOI 연소를 통해 착륙선이 92 km (57 mi) 달 궤도에 진입했다고 보고했다. 2월 22일, 인튜이티브 머신스는 "달 수정 기동"으로 궤도가 높아졌음을 알렸다.

착륙선은 2월 22일 달 표면으로 하강하기 전까지 약 24시간 동안 달 궤도를 돌았다. 2월 21일, 궤도에 있는 동안 오디세우스는 달 표면의 고해상도 이미지를 전송했다.

인튜이티브 머신스는 달 궤도 진입 연소 데이터를 바탕으로 하강 연소 매개변수를 조정했다. 인튜이티브 머신스는 임무의 달 착륙 단계에서 감수해야 할 위험이 "도전"이 될 것이라고 밝혔다. 이후 보고에 따르면, 착륙선이 표면 하강을 준비하는 동안 임무 통제관들은 기본 레이저 거리 측정 시스템의 안전 스위치가 발사 전 준비 과정에서 활성화되지 않았음을 확인했다. 지상 팀은 오디세우스를 재프로그래밍하여 NASA의 실험용 탑재체인 '정밀 속도 및 거리 측정을 위한 항법 도플러 라이다'의 데이터를 사용하도록 하여 문제를 해결했다.

달 착륙

2020년에 선호되던 착륙지는 평온의 바다(Mare Serenitatis)와 위난의 바다(Mare Crisium) 사이였다. 달의 바다는 용암이 고대 충돌 분지로 흘러들어 형성된 거대한 평원이다. 이후, 달 남극 근처의 달 고지대 위치가 미래의 달 기지를 위한 물 공급원이 있을 것으로 믿어지기 때문에 착륙지로 선택되었다.

달의 남극에서 300 km (190 mi) 떨어진 말라페르트-A 크레이터 지역은 다른 고려 사항들 중에서 극 근처에서 상대적으로 평평하고 안전한 착륙지처럼 보였기 때문에 선택되었다.

착륙선의 고도 모니터링 시스템에 마지막 순간 소프트웨어 패치를 적용한 후, 오디세우스는 2월 22일 23:11 UTC(오후 6:11 EST)에 착륙 시퀀스를 시작했고, 물 얼음이 포함된 것으로 밝혀진 지역인 말라페르트 A 근처에 23:23 UTC(오후 6:23 EST)에 착륙했다. 통제관들은 착륙선으로부터 희미한 통신을 수신했음을 확인했다. 처음에 착륙선은 오래된 원격 측정 데이터를 바탕으로 완전히 수직 상태인 것으로 생각되었다. 나중에 30도 각도로 착륙했음이 밝혀졌으며, 태양광 패널과 과학 장비는 기능적으로 지향되어 있었지만 착륙선 안테나의 예기치 않은 각도로 인해 무선 전송 속도가 다소 감소했다.

착륙선은 6개의 착륙 지지대 중 하나 이상을 잃고 외부 장착된 헬륨 탱크 위에 놓여 있을 가능성이 높은 것으로 나타났다. (작동하지 않는 유일한 페이로드는 지면을 향한 측면에 있는 수동 '문 페이즈' 예술 조각품이다.) 오디세우스는 1972년 아폴로 17호 임무 이후 최초의 미국 우주선 달 착륙이자 최초의 상업용 달 착륙선이 되었다. 달 분화구 관측 및 탐지 위성은 궤도 이탈 후 2009년에 의도적인 경착륙을 수행한 바 있다.

뉴욕 타임스의 케네스 창이 작성한 보고서에는 착륙 이상에 대한 자세한 설명이 포함되어 있다:

회사의 최고 기술 책임자인 팀 크레인은 우주선이 10도 이상의 경사면에서도 착륙 시 똑바로 서도록 설계되었다고 말했다. 항법 소프트웨어는 경사가 5도 이하인 지점을 찾도록 프로그래밍되었다. 오디세우스의 고도를 측정하기 위한 레이저 장비가 하강 중에 작동하지 않았기 때문에, 우주선은 12도 경사면에서 계획보다 빠르게 착륙했다. 이는 설계 한계를 초과했다. 오디세우스는 표면을 따라 미끄러지면서 6개의 다리 중 하나를 부러뜨리고 옆으로 기울어졌다.

LROC로 이미징된 IM-1 착륙지

착륙지 전/후 애니메이션

달 정찰 인공위성 카메라(LROC)로 촬영한 IM-1 착륙지

표면 운용

2월 23일, 인튜이티브 머신스는 IM-1 오디세우스 착륙선이 여전히 "생존해 있으며 양호한 상태"이며, 차량의 상태와 과학 페이로드를 여전히 전개할 수 있는지에 대한 데이터를 계속 수신하고 있다고 보고했다. 인튜이티브 머신스 임원들은 다운링크 속도를 높이기 위해 안테나를 재구성하려고 노력 중이지만 예상 데이터 속도는 추정하지 않았다고 밝혔다.

2월 26일, 인튜이티브 머신스는 달 탐사선이 표면에서 촬영한 첫 번째 이미지를 공개했다. 지구와 달의 위치에 따라 IM 팀은 비행 통제관들이 화요일(2월 27일) 아침까지 오디세우스와 계속 통신할 것이라고 보고했다. 2월 28일 기준으로, 오디세우스는 여전히 전력을 공급받고 있었으며 6개의 NASA 페이로드 모두가 좋은 데이터를 제공하고 있었다. 같은 날 기자 회견에서 인튜이티브 머신스는 태양이 조명된 하나의 태양광 패널 시야 밖으로 이동함에 따라 착륙선이 마지막 운용 시간을 맞이하고 있다고 말했다. 2월 29일, 오디세우스는 달의 밤이 시작되면서 전력이 차단되어 종료되었다. 그러나 회사는 2주간의 달의 밤 이후 오디세우스를 다시 살려낼 가능성을 배제하지 않았다. 임원들은 2~3주 후에 착륙선과 다시 연락을 시도할 것이라고 밝혔다.

오디세우스가 달에 착륙한 지 약 한 달 후, 인튜이티브 머신스는 달의 밤 이후 착륙선과 다시 교신을 수립할 수 없었으며, IM-1 임무를 종료한다고 보고했다.

설계 및 목표

이글캠의 주요 페이로드는 카메라 시스템으로, 오디세우스에서 착륙 직전 사출되면서 6초 동안 초당 총 9장의 이미지를 촬영하는 3개의 어안 렌즈^: 2 카메라로 구성되었다. 4번째 카메라는 이글캠의 또 다른 페이로드인 케네디 우주 센터의 스웜프 워크스 시설에서 제작한 전기역학적 먼지 차폐(EDS)를 테스트하기 위해 포함되었다. 큐브위성은 30분의 수명을 가진 태양광 배터리로 전력을 공급받았다.

이글캠이 성공했다면 오디세우스 착륙선의 달 착륙 중 촬영된 사진과 데이터는 달 남극 인근의 레골리스와 암석 표면에서의 달 착륙 역학에 대한 이해를 높였을 것이다. 이글캠은 NASA의 아르테미스 계획을 통해 달 남극으로의 향후 유인 및 무인 임무를 준비하기 위해 현지 달 표면 지형에 대한 이해를 높이는 것과 같은 NASA의 상업용 달 페이로드 서비스(CLPS) 프로그램 목표를 지원했을 것이다. 그러나 오디세우스의 사진은 이글캠에 의해 촬영되지 않았지만, 여전히 IM-1 착륙선을 통해 인튜이티브 머신스와 우주 기술 연구소로 다른 유형의 데이터를 기록하고 전송했다. 이글캠을 통해 엠브리리들 항공 대학교는 교직원과 학생들이 전적으로 개발한 페이로드를 달 표면에 올린 세계 최초의 대학이 되었다.

이글캠 큐브위성의 프로토타입은 2023년 12월 19일 블루 오리진 NS-24 비행 재개 임무에 탑재되어 비행했다.

임무 요약

착륙 직전, 달 표면 위 약 30 m (98 ft) 상공에서 오디세우스는 이 큐브위성을 사출할 예정이었다. 사출되면 이글캠은 10 m/s (33 ft/s)의 속도로 착륙선 근처 달 표면에 경착륙할 예정이었다. 표면으로 하강하면서 이글캠은 달 착륙의 첫 제3자 이미지를 캡처할 계획이었다. 그러나 최종 하강 단계에서 착륙선의 센서를 재구성하는 소프트웨어 패치로 인해 발생하는 합병증으로 인해, 이글캠은 전원이 꺼진 상태로 착륙까지 오디세우스에 부착된 상태로 유지되었다. 나중에 2월 28일에 사출되었으나, 임무의 주요 목표였던 IM-1 착륙 후 이미지를 제외한 모든 유형의 데이터를 반환했기 때문에 부분적인 실패였다. 인튜이티브 머신스의 CEO 스티브 알테무스는 NASA-IM 임무 업데이트에서 이글캠에 대해 다음과 같이 언급했다. "우리는 시각 처리 장치를 재설정하고 이글캠의 전원을 켜서 성공적으로 사출할 수 있었으며, 차량에서 약 4미터 떨어진 곳으로 안전하게 사출했습니다. 그러나 카메라 또는 착륙선으로 되돌아오는 와이파이 신호 중 무언가가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 그래서 엠브리리들 팀이 노력하고 있으며 무엇을 할 수 있는지 검토하고 있습니다." 이글캠은 이미지를 지구로 다시 전달하기 위해 오디세우스 착륙선과의 와이파이 연결을 활용했다.

2024년 3월, 이글캠 팀은 미국 상원의 의회 기록에 올라 그 업적을 인정받았다.