Creative Education Program of Astronomical Instrument Design and Observation: Development of the Small Spectrograph

창의 천문기기 개발 및 관측 교육 프로그램: 소형 분광기 개발

The abilities of system engineering and project management (PM) are essential in the development of large instrumentations in modern astronomy. We propose a novel undergraduate educational program that allows students to gain experience in system engineering and PM by making a practical small spectrograph along with its test observation. A pilot program titled "Creative Astronomical Instrument Development and Observation" was conducted in Chungnam National University, as a part of the Space Expert Training Program of Ministry of Science and ICT during the Fall semester of 2023. After five teams were organized from 24 participating students, each team manufactured a spectrograph and observed spectra of the Sun, Moon, or planets with it. The development process was guided by several reviews, and students were evaluated based on the outcomes of their development processes and documentation. Through this program, students acquired fundamental principles of systems engineering and PM, as well as optical and mechanical engineering skills.

현대 천문학에서의 대형 기기 개발은 많은 자원과 인력이 소모되기 때문에 시스템 엔지니어링 및 프로젝트 관리 능력은 현장에서 필수적인 역량이다. 우리는 관측 가능한 실습용 분광기를 제작하고 관측하여 시스템 엔지니어링 경험을 쌓을 수 있는 학부 교육프로그램을 제안한다. 한국천문연구원의 우주인력양성사업의 일환으로 충남대에서 진행된 파일럿 프로그램은 '창의천문기기 개발 및 관측'이라는 가칭으로 총 24명의 학생들이 수강하였으며, 5개 조에서 분광기를 만들어 태양, 달, 별 등의 스펙트럼을 측정하고 연구를 진행하였다. 학생들의 기기 개발과정은 수차례의 리뷰회의를 통하여 가이드 되었으며 개발과정과 문서화된 결과를 통해 성적을 배분하였다. 기기개발 학생들은 이 기회를 통해 시스템 엔지니어링의 기본 원리뿐 아니라 프로젝트 매니지먼트, 광학설계, 기계설계 등에 대해 전반적으로 익힐 수 있었다.