• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.673-683
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• 2010

본 논문에서는 정밀 행성 착륙을 위해 광학센서와 관성항법시스템을 이용한 지형보조 관성항법 시스템을 구현하였다. 또한 측정된 지형 데이터와 사전에 탑재한 지형 데이터간의 특징점 추출, 매칭, 추적의 영상 처리 과정을 수행하였고 이를 통해 특징점의 좌표를 추출할 수 있다. 반복 확장칼만필터를 이용한 항법 시스템은 기존 관성 항법 장치의 항법 오차 누적을 보상하여 보다 정밀한 항법 정보를 제공한다. 이는 향후 착륙선의 유도 및 제어 법칙과 결합하여 정밀 행성 착륙을 위한 시스템 구현에 적용이 가능하다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.11-20
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• 2022

행성 지표에서 시추와 시료 샘플 채취는 행성의 지반 정보를 밝히는데 매우 중요한 역할을 담당한다. 행성 시추장비는 탐사용 착륙선이나 로버에 탑재되어 사용된다. 우주 탐사에서 광범위한 응용 가능성 때문에 전 세계의 과학자들은 다양한 기능의 시추장비의 설계 및 개발에 관심을 보이고 있다. 그러나 우주라는 극한 상황에서 완전한 기능을 갖춘 시추장비를 제작하는 것은 어려운 일이다. 본 논문에서는 지금까지 우주 행성의 극한환경에서 시추를 포함한 시료 채취에 관한 설계 및 제작, 샘플링 방법, 지상검증 등 포괄적인 지반조사 기술 개발 과정과 고려사항에 대해 소개하고자 한다.

• 암석학회지
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• 제19권4호
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• pp.245-254
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• 2010

오늘날 X-선을 이용한 표면탐사기술은 널리 활용되는 기술의 하나이다. 또한 X-선 측정기술은 행성표면탐사를 위한 연구에서도 궤도선 및 주행장치 탑재용 과학장비로서도 성공적으로 활용된 예가 여러 차례 있었다. 우리나라는 2020년경 궤도선 및 착륙선을 이용한 달 탐사계획을 추진하고 있으며, 이에 맞추어 궤도 및 착륙선 탑재용 우선 순위 과학장비의 개발 및 달에 관한 기초연구를 해야 하는 실정이다. 따라서 X-선 측정기술을 이용한 행성탐사의 현황 및 이 분야의 기술 발전 전망에 대한 고찰을 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.741-757
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• 2016

구 소련이 달에 루나(Luna) 1호를 발사한 이래 달을 비롯한 지구 밖의 천체에 대한 우주탐사를 시작한 지 60년이 된 지금 인류는 아직 외계의 생명체는 발견하지 못하였으나 태양계의 거의 모든 행성을 근접거리에서 탐사하고 빠른 속도로 이동하는 혜성의 표면에 우주선을 착륙시키는 등 괄목할 만한 성과를 이룩하였다. 그렇지만 아직까지 사람이 외계에 착륙한 곳은 달 뿐이며, 미국을 비롯한 여러 나라들이 사람을 달 또는 화성에 보내 기지를 건설하고 생존할 수 있도록 하는 것을 목표로 우주탐사에 매진하고 있다. 한편, 1990년대 초반에 우주개발을 시작한 우리나라는 정부주도로 수립된 수차례의 우주개발계획에서 달 탐사를 포함한 우주탐사계획을 선언하고 달 탐사 계획을 박근혜정부의 국정과제로 추진하여 2016년 초 공식적으로 달 탐사 프로그램을 시작하였다. 본 논문에서는 우리나라 달 탐사계획과 세계 우주탐사 프로그램의 간략한 역사, 관련기술의 발전현황과 개발방향 등을 살펴본다. 아울러 우리나라의 우주탐사분야의 과학연구 현황 및 분야별 기술수준을 점검한다.

• 천문학회보
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• 제40권2호
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• pp.51.1-51.1
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• 2015

달의 지형 중 계곡과 같아 보이는 곳을 Rima 또는 Rille 지형이라고 부르며 국제천문연맹(IAU : nternational Astronomical Union)과 미국지질조사국(USGS : United States Geological Survey)에서 관리하는 행성 지명 사전(Gazetteer of Planetary Nomenclature)에 명명된 달의 Rima 지역은 111개에 이른다. 그 중 Rima Hadley 지역은 아폴로 15호가 착륙한 지점으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 2008년에 발사된 Chandrayaan-1 위성의 적외선 초분광 영상 탑재체인 Moon Mineralogy Mapper(M3) 데이터를 통해 Rima Hadley 지역의 분광학적 특성을 살펴보았다. M3 데이터는 감람석(olivine)이 풍부한 지역에서는 1 um 를 중심으로 흡수선이 나타남을 보이며, (Peter J. Isaacson et al., 2011) 2.8 um 중심의 흡수선을 통해 달의 OH(hydroxyl) 분포에 대해 설명한다. (Carle M. Piters et al., 2009, Georgiana Y. Kramer et al., 2011) 본 연구에서는 Rima Hadley 지역이 1 um 파장 근처에서 강한 흡수선을 가지는 것을 볼 수 있었고, 감람석이 풍부한 지역임을 확인할 수 있었다. 이처럼 감람석이 풍부한 곳은 현무암 지역으로 과거 용암이 분출되어진 곳으로 추측 해 볼 수 있다. 본 연구를 발전시킨다면 Rima Hadley 지역의 생성과 다른 Rima 지형의 형성 과정에 대해 더욱 많은 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권1호
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• pp.86-99
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• 2023

질량분석기는 태양계와 생명의 기원을 밝히기 위한 필수 과학 장비로서, 달/행성/소행성/혜성 등의 대기 및 지표에 존재하는 중성 원소와 이온에 대한 정보를 파악하기 위해 1970년대 초반부터 우주 탐사에 활용되어 왔다. 제4차 우주개발진흥 기본계획(2023-2027)에 따르면 우리나라는 2032년에 달 착륙을 2045년에는 화성 착륙을 성공하는 것을 핵심 목표로 삼고 무인 탐사를 위한 능력을 확보하는 데 기술개발의 역점을 두기로 하였다. 따라서 우주 탐사의 과학적 목표 달성을 위한 가장 기본적인 장비이지만 국내 우주탐사에서 한번도 시도되지 않았던 질량분석기의 국내 개발은 필수적이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 국내에서 개발된 사중극자 질량분석기의 원리와 원형 모델 및 성능에 대해 소개하고 향후 발전 방향에 대해 논의하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권10호
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• pp.868-874
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• 2015

가변추력은 대기가 없는 행성에 착륙하거나, 우주공간에서의 도킹에 필수적인 것으로 알려져 있다. 추력을 조절하기 위해 질유량 조절이 가능한 분사기를 사용하는 방법이 대표적으로 알려져 있다. 이에 따라 본 연구에서는 추력조절을 위하여 이중매니폴드 분사기를 사용하여 질유량을 조절하였다. 이중매니폴드 분사기의 주요 변수 중 하나로 판단되는 접선방향 유입구의 개수의 변화에 따른 분사특성을 확인하기 위하여 분무각, 분무패턴을 포함하는 외부유동을 측정하였으며 내부유동 특성 파악을 위한 film thickness를 확인하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.40.1-40.1
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• 2009

미래 한국의 달궤도선 임무에 대비하여 달 근접 궤도 전파기인(orbit propagator) YSPLOP ver. 1(Yonsei Lunar Precise Orbit Propagator version 1)을 개발 하였다. 개발된 궤도 전파기의 성능은 상용 소프트웨어인 STK Astrogator를 이용하여 검증되었다. 개발된 궤도 전파기를 이용, 달 궤도선의 운용에 있어서 다양한 섭동력들이 궤도선의 수명(orbital decay)에 미치는 영향을 분석하였다. YSPLOP ver. 1은 정밀한 달 중심 탐사선의 위치산출을 위하여 M-EME2000 (Moon-Centered, Earth Mean Equator and Equinox of J2000) 좌표계, M-MME2000 (Moon-Centered, Moon Mean Equator and IAU vector of epoch J2000) 좌표계 그리고 M-MEPMD (Moon-Centered, Moon Mean Equator and Prime Meridian) 좌표계를 이용하여 탐사선의 상태(state) 정보를 산출한다. 또한 태양, 지구, 달, 화성, 목성의 중력에 의한 섭동력 및 태양풍에 의한 영향을 포함할 수 있도록 설계되었으며, 달 근접 궤도선의 궤도 운동에 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 섭동력인 달의 비대칭 중력장에 의한 영향 또한 고려하도록 하였다. 달의 비대칭 중력장 모델 (Lunipotential model)은 LP165p 모델이 사용되었으며 행성의 정밀한 위치 산출을 위하여 JPL의 DE405 천체력이 사용되었다. 개발된 궤도 전파기를 이용, 달고도 100 km, 궤도 경사각 $90^{\circ}$인 달 중심의 극궤도를 약 30일 동안 전파한 결과, YSPLOP ver. 1의 성능은 STK Astrogator와 비교하여 보았을 때 약 수 m의 오차를 보이는 것으로 확인되었다. 달의 극궤도 탐사선의 궤도 수명을 분석한 결과, 최소한 달의 비대칭 중력장이 70 by 70 이상으로 고려되어야 함을 확인하였으며 이때 달 궤도선의 수명은 약 160일으로 나타났다. 아울러 달 근접 환경에서의 지구 중력에 의한 섭동력은 달 궤도선의 운동에 있어서 무시 할 수 없는 정도의 많은 영향을 끼치고 있음을 확인하였다. 이 연구를 통하여 개발된 궤도 전파기는 미래 한국의 달 궤도선 및 착륙선의 임무 설계시 사용 될 수 있다. 또한 이 연구에서 제시된 달 근접 환경에서의 다양한 섭동력들이 달 궤도선의 운동에 미치는 영향에 대한 해석 결과는 추후 달 근접 임무 설계시 고려되어야 하는 섭동력들의 기본 사양을 제공할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.125-134
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• 2022

세계 우주 기관들로 조직된 국제 우주탐사 협력 그룹이 발간하는 글로벌 우주탐사 로드맵에서는 미래 달 탐사 방향과 달 자원 활용을 위한 거주 계획을 반영하는 등 달은 심우주 탐사를 위한 전초기지로 주목받고 있다. 따라서 달 행성 지반 환경 재현 인프라 기술은 미래 달 지상 탐사를 위해 필요한 다양한 장비들의 성능검증에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 달 착륙 및 기지 건설 후보지인 달 남극 영구음영지역의 고진공 및 극저온 지상 환경을 재현하고자 하였다. 현재까지 달 지상 환경 재현을 위한 효율적 장비 운용 프로세스는 제시되지 못한 실정으로, 본 연구에서는 파일럿 지반열진공챔버에 인공월면 지반을 조성한 뒤 다양한 진공 환경에 대해 일방향 지반냉각 실험을 진행하고 이를 평가하였다. 냉각효율 및 장비 안정성 측면에서 가장 유리한 진공 환경은 30-80 mbar인 것으로 파악되었으나, 고진공 환경에서 얼음이 승화되지 않기 위한 극저온의 온도를 구현하기 위해서는 주변부 냉각이 추가적으로 요구되었다. 이를 위해 본 연구에서는 동결비 개념을 적용해 효율적인 주변부 냉각 가동 시점을 제안하였다.