• 제목/요약/키워드: 우주환경오염

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청정환경을 위한 오염 측정, 분석 및 관리 방안 연구

  • 이상훈;홍석종;조혁진;서희준;문귀원;유성연
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.326-326
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    • 2010
  • 우주환경에서 임무를 수행하는 인공위성의 경우, 조립, 시험, 운용시점까지 위성 표면에 흡착되는 오염물질을 최소화하기 위하여 전 기간 동안 세심한 주의를 기울여야 한다. 위성표면에 흡착된 미세한 오염물질은, 고진공 및 고온, 극저온이 반복되는 가혹한 우주환경 속에서 위성의 성능저하 및 효율의 손실을 가져올 수 있다. 예를 들어 위성 표면에 떨어진 입자오염은 별 추적 장치의 오류를 발생시킴에 따른 위성 자세제어의 실패를 가져올 수도 있고, 표면에 흡착된 분자 오염은 렌즈, 미러, 윈도우 등의 광학기기 및 주요 민감 표면에 작용하여 광학적 특성과 열제어 성능의 저하를 가져올 수 있다. 위성의 조립 및 시험을 관장하는 한국항공우주연구원에서는 위성의 오염물질에 대한 노출을 최소화하기 위해, 오염측정이 이루어지는 청정실을 운용하고 있는데, 본 논문에서는 청정실 및 진공챔버 내의 부유입자측정, 표면입자오염측정, 표면분자오염측정법을 소개하고 오염측정 결과에 대한 분석을 수행하였다.

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인공위성의 오염 측정, 분석 및 관리 (Contamination measurement, Analysis & Control for Satellite)

  • 이상훈;홍석종;조혁진;서희준;문귀원
    • 항공우주기술
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    • 제9권2호
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    • pp.116-122
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    • 2010
  • 우주환경에서 임무를 수행하는 인공위성의 경우, 조립, 시험, 운용시점까지 위성 표면에 흡착되는 오염물질을 최소화하기 위하여 전 기간 동안 세심한 주의를 기울여야 한다. 위성표면에 흡착된 미세한 오염물질은, 고진공 및 고온, 극저온이 반복되는 가혹한 우주환경 속에서 위성의 성능저하 및 효율의 손실을 가져올 수 있다. 예를 들어 위성 표면에 떨어진 입자오염은 별 추적장치의 오류를 발생시킴에 따른 위성 자세제어의 실패를 가져올 수도 있고, 표면에 흡착된 분자오염은 렌즈, 미러, 윈도우 등의 광학기기 및 주요 민감 표면에 작용하여 광학적 특성과 열제어 성능의 저하를 가져올 수 있다. 위성의 조립 및 시험을 관장하는 한국항공우주연구원에서는 위성의 오염물질에 대한 노출을 최소화하기 위해, 오염측정이 이루어지는 청정실을 운용하고 있는데, 본 논문에서는 청정실 및 진공챔버 내의 부유입자측정, 표면입자오염측정, 표면분자오염측정법을 소개하고 오염측정 결과에 대한 분석을 수행하였다.

우주환경하의 위성부품용 압전체 활용에 관한 연구

  • 이상훈;조혁진;박성욱;서희준;문귀원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.131-131
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    • 2012
  • 압전재료는 그 특성상 항공우주분야에서 활용범위가 넓어지고 있는데, 특히 진동제어 분야에 널리 이용되고 있다. 최근에는 위성카메라의 영상 품질개선을 위한 구동기(actuator) 연구도 진행 중이다. 그러나 위성체가 작동하는 우주환경인 고진공상태에서는 각 부품에서 발생할 수 있는 outgassing으로 인해 위성체가 오염되어 위성임무 실패를 초래할 수도 있다. 따라서 지상에서 위성체 부품에 대해 고온($60^{\circ}C$)과 고진공(5.0 E-03 Pa 이하)의 상태를 모사하여 오염물질을 제거함으로써 outgassing 발생을 막고, 오염근원을 검출할 수 있는 bacuum bake-out 시험이 필요수적이다. 압전체의 위성부품 활용성 연구를 위하여 bake-out 챔버를 이용하여 오염측정에 관한 연구를 수행하였다. Vacuum bake-out 시험시에는 TQCM을 사용하여 발생하는 오염물질의 방출률을 측정한다. 아울러, 압전체에 대한 시험 전후의 압전특성을 비교 분석하여 진공 및 온도 환경하에서의 특성 변화를 관찰하였다.

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열진공시험시의 위성체 오염측정 및 분석

  • 조혁진;문귀원;이상훈;서희준;최석원
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권1호
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    • pp.75-75
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    • 2004
  • 위성체에 대한 오염의 측정과 관리는 매우 정밀한 광학계나 기타 오염 민감 표면에 큰 영향을 미치기 때문에 위성이 발사되기 전까지 주의 깊게 수행되어야 한다. 대부분의 기간동안 위성은 청정실(clean class 10,000)에서 보관 및 운용되기 때문에 측정 및 분석이 쉽게 이루어질 수 있으나 위성의 궤도환경모사를 위한 열진공시험시의 오염 측정 및 분석은 상압, 상온의 청정실 내부에서의 그것과는 차이가 있다. (중략)

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우주환경모사기용 진공배기시스템 교체

  • 이상훈;진성호;조혁진;서희준;문귀원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.102-102
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    • 2011
  • 인공위성이 임무를 수행하는 우주환경은 지상 환경과 달리 고진공 및 극저온의 극한환경으로 지상에서는 제대로 작동하는 것으로 관찰되더라도 우주환경에서는 예상하지 못한 기능장애를 일으켜 위성의 성능에 치명적인 영향을 미치기도 한다. 이에 10-5 torr 이하의 고진공과 -180$^{\circ}C$ 이하의 극저온 환경을지상에서 모사하여 위성체의 안정성 및 신뢰성을 시험한다. 시험에는 열진공챔버라고 불리는 우주환경모사기가 사용이 되며, 기본적으로 챔버 내부 진공형성이 중요하다. 우주환경의 모사를 위해 먼저 저진공펌프로 10-2 Torr 의 저진공을 형성한 후 Turbo-molecular pump 및 Cryopump를 이용하여 10-5 Torr 이하의 고진공을 형성하게 된다. 본 논문에서는 기존 우주환경모사기에 부착된 oil type rotary pump 및 구형 turbo-molecular pump의 교체 과정을 기술한다. 특히, 저진공펌프의 경우는 챔버 내부로의 oil 역류로 인한 오염 문제를 방지하기 위하여 dry type의 펌프가 설치되었다.

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위성부품 오염제거용 고진공배기시스템

  • 이상훈;진성호;조혁진;서희준;문귀원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.224-224
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    • 2012
  • 위성체가 작동하는 우주환경인 고진공상태에서는 위성체의 부품에서 발생 할 수 있는 outgassing으로 인해 위성체가 오염되어 위성체의 성능이 저하될 수 있으며, 특히 이차면경(second surface mirror) 및 광학렌즈 등을 오염시킴으로써 위성체 본연의 임무수행 실패라는 결과를 초래할 수도 있다. 따라서 지상에서 위성체의 부품에 대해 고온($85^{\circ}C$ 이상)과 고진공($5.0{\times}10-3Pa$ 이하)의 상태를 모사하여 오염물질을 제거함으로써 outgassing의 발생을 막고, 아울러 오염근원을 검출할 수 있는 vacuum bake-out 시험이 필수적이라 할 수 있다. 이를 위해서 한국항공우주연구원 위성시험동에는 전용 bake-out 챔버가 설치되어 있으며 저진공용 dry pump와 booster pump를 이용하여 5.0 Pa의 저진공을 형성하고, 2대의 cryopump를 이용하여 $5.0{\times}10-3Pa$ 이하의 고진공을 생성하게 되는데, Bake-out 챔버의 진공 배기시스템에 대하여 자세히 알아보고자 한다.

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환경보호에 관한 국제 우주법연구 (International Space Law on the Protection of the Environment)

  • 김한택
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.205-236
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    • 2010
  • 본 연구는 '우주폐기물'(space debris)을 포한한 우주의 환경보호를 위한 국제우주법을 살펴보고자 하는 것인데, 1967년 우주조약을 포함한 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1975년 등록협약, 1979년 달협정이 국제법상 우주에서의 환경문제를 다루는 조약이지만 이에 관하여 비교적 매우 적게 다루고 있다. 그 이유는 이 협약들이 제정될 당시 국가들은 우주활동의 기본규칙제정에 주로 관심을 쏟았지 우주활동과정에서 파생되는 환경훼손이나 위험요소에 관한 문제는 그리 심각한 문제가 아니었기 때문이다. 특히 1967년 우주조약은 '유해한 오염'(harmful contamination)이나 '유해한 방해'(harmful interference), '환경의 불리한 변화'(adverse changes in the environment)이라는 용어만 사용할 뿐 이것들에 대한 정의가 없으며, 1979년 달협정 역시 우주조약과 마찬가지로 '유해한 오염', '불리한 변화', '환경의 방해'(disruption of the environment), '유해한 영향'(harmfully affecting) 등과 같은 중요한 개념에 대한 정의를 내리지 못하고 있다. 이 두 협약은 구조협정과 등록협약과 함께 모두 '우주폐기물'(space debris)에 관하여 언급 하지 않고 있다. 또한 1972년 책임협약이 배상문제를 다루고 있지만 동 협약에서 규정하고 있는 우주물체(space objects)의 개념에 우주폐기물이 포함되는지의 여부도 Cosmos 954 사건의 선례에도 불구하고 아직 불분명하다. H. A. Baker도 우주환경에 대한 손해(damage to the outer space environment)는 책임협약의 범위를 넘는 것이며 결론적으로 책임협약이 우주폐기물을 다루는 협약인지는 불분명하다고 한 바 있다. 이러한 면에서 우주폐기물을 포함한 환경보호문제를 위하여 기존협약들을 수정 보완하는 별도의 추가의정서를 채택하거나 또는 별도의 조약을 제정하자는 필요성이 제기되는 것이다. 한편 COPUOS의 우주폐기물 경감에 관한 가이드라인이나 NPS원칙과 같은 UN 결의나 ILA 협약초안과 같은 협약의 초안들은 엄밀하게 말해서 법적 구속력은 없다. 다시 말해서 이것들은 국가들을 구속하는 법문서는 아니다. 현존하는 우주법에 관한 조약들의 관점에서 볼 때는 일종의 권고의 형태로써 우주관련조약들의 보충적 역할을 할 수 있을 뿐이다. 그럼에도 불구하고 많은 학자들이 이러한 결의 속에 나타난 몇 개의 원칙들은 국제관습법을 표명하고 있다고 주장하기도 한다. 예를 들어 우주에서의 NPS의 통지나 사용, 책임에 관한 규칙들은 법의 일반적 성격에 대한 기초를 형성하는 것으로 간주되는 '근본적으로 규범설적 성격'(a fundamentally norm-creating character)을 지닌 것으로 볼 수 있는데, 국가관행이 이를 더욱 증명해주고 있다. 이러한 결의들을 연성법(soft law)이라고 하는데 연성법은 경성법(hard law)인 조약의 부족한 부분을 보충해주고 있으며, 조약으로 발전하기도 한다. 또한 연성법은 국가들이 점차 수용할 때 그것은 국제관습법이 될 수 있으며 국제관습법은 모든 국가를 구속한다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.

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인공위성 조립 및 환경시험을 위한 공기 중 부유입자 관리 및 청정실 운영 방안 연구

  • 황권태;이상훈;이동우;문귀원;이상원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.150.2-150.2
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    • 2014
  • 한국항공우주연구원 우주환경시험팀에서는 인공위성의 조립 및 환경시험을 수행하고 있으며, 이를 위한 청정실을 운영하고 있다. 인공위성은 고 진공 및 고온, 극저온의 가혹한 우주환경에서 작동을 하기 때문에 위성표면에 흡착된 오염물질은 위성의 성능 및 효율의 저하를 초래할 수 있다. 또한, 특정 부품은 오랜 시간 높은 온도에서 노출되면 에이징에 의한 기능저하를 초래할 수 있으며, 낮은 습도는 작업 환경에 정전기를 유발하여 부품의 손상을 초래하며, 높은 습도는 부식을 야기할 수 있다. 이에 인공위성의 조립환경은 청정한 환경 및 적당한 온습도 유지가 필수적이다. 이에 본 논문에서는 한국항공우주연구원에서 수행하고 있는 청정실 유지 관리방안 및 공기 중 부유입자 측정원리에 대해 소개하고자 한다.

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KOMPSAT-3/3A 영상으로부터 U-Net을 이용한 산업단지와 채석장 분류 (Classification of Industrial Parks and Quarries Using U-Net from KOMPSAT-3/3A Imagery)

  • 박채원;정형섭;이원진;이광재;오관영;장재영;이명진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_3호
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    • pp.1679-1692
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    • 2023
  • 대한민국은 인구 증가와 산업 발전의 결과로 많은 양의 오염물질을 배출하는 국가이자, 지리적 위치로 인해 월경성 대기오염의 심각한 영향을 받는 국가이다. 국내외에서 발생하는 오염물질이 대한민국의 대기오염에 큰 피해를 야기하는 상황에서, 대기 오염물질 배출원의 위치 정보는 대기 중 오염물질의 이동 및 분포를 파악하고, 국가 차원의 대기오염 관리 및 대응 전략을 수립하는 데 매우 중요하다. 본 연구는 이러한 배경을 바탕으로, 고해상도 광학위성 영상과 딥러닝 기반의 영상 분할 모델을 활용하여 대기오염 현황을 분석하는 데 필수적인 국내외 대기오염물질 배출원의 공간 정보를 효과적으로 획득하는 것을 목표로 수행되었다. 특히, 월경성 대기오염에 크게 기여하는 것으로 평가된 산업단지와 채석장을 주요 연구 대상으로 선정하였으며, 이들 영역에 대한 다목적실용위성 3호 및 3A호의 영상들을 수집하여 전처리한 후, 모델 학습을 위한 입력 및 라벨 데이터로 변환하였다. 해당 데이터를 활용하여 U-Net 모델을 학습시킨 결과, 전체 정확도는 0.8484, mean Intersection over Union (mIoU)은 0.6490을 달성하였다. 모델의 예측 결과 맵은 코스 어노테이션(Course Annotation) 방식으로 제작된 라벨 데이터보다 객체의 경계를 더욱 정확하게 추출하는 것으로 나타나, 데이터 처리 및 모델 학습 방법론의 유효성을 입증하였다.

다목적실용위성 2호 입자오염해석

  • 한동인
    • 항공우주기술
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    • 제2권1호
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    • pp.80-88
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    • 2003
  • 본 연구는 임무완성기간까지 다목적실용위성 2호기의 각 표면에 축적되는 입자오염량을 분석한 것이다. 이를 위하여 위성체의 조립 및 시험 기간 및 환경조건을 가정하였다. 본문에서 보여지는바와 같이 다목적실용위성2호의 조립 및 시험이 잘 관리되어지는 조건에서 수행된다면, 위성체의 각 표면에 축적되는 입자 오염량은 적정한 수준내로 관리 될 수 있다. 10,000 class의 발사장 환경을 기준으로 할때, AIT와 발사장에서의 조립 및 시험으로 인해 MSC 및 STA의 내구경에는 500PPM, 외부 표면에는 20000PPM, 위성체의 수평면에는 14000PPM, 수직면에는 1400PPM, radiator에는 1000PPM 및 solar array에는 300PPM의 입자오염량이 축적될 것으로 예상된다.

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