• 우주기술과 응용
• /
• 제3권1호
• /
• pp.86-99
• /
• 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.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제6권1호
• /
• pp.40-52
• /
• 2003

한반도와 일본열도 사이에 위치하는 동해 남서부의 열림모델이 다양하게 제시되었음에도 불구하고 한반도의 대륙주변부의 지각구조는 잘 알려져 있지 않다. 그 결과 동해의 열림을 설명하는 데에 필요한 대륙의 리프팅과 해저면 확장과정은 정확히 제시되지 못하고 있다. 이 연구에서는 다중채널 탄성파자료와 해저면지진계자료로부터 한반도의 대륙주변부에서 울릉분지의 중앙부까지 지각구조를 구하였다. 울릉분지의 지각은 그 두께가 약 10km로서 정상보다 두꺼우나 깊이에 따른 속도분포에서 전형적인 해양지각의 특성을 갖는다. 대륙주변부에서 대륙과 해양지각간의 급격한 전이가 발생하는데 약 50km의 거리에서 지각의 두께가 상당히 감소하며 모호면이 얕아진다. 대륙주변부에서는 특징적으로 고속도(최대 7.4km/s)의 하부지각이 존재하는데 이것은 대륙사면 아래에서 10km이상 두꺼우며 바다쪽으로 첨멸된다. 이 고속도의 하부지각은 맨틀의 온도가 정상보다 뜨거운 환경에서 대륙이 리프트되는 동안 형성된 magmatic underplating으로 해석된다. 대륙사면의 음향기반은 많은 양의 화산분출에 의해 발달된 화성층서를 보여준다. 이러한 점들은 한반도 대륙주변부의 진화가 화산성의 리프트된 대륙주변부에서 일어나는 과정에 의해 설명될 수 있음을 제시한다. 지구규모의 지진파 토모그래피는 상부 맨틀이 한반도의 대륙주변부와 울릉분지에서 비정상적으로 뜨거운 것을 보여줌으로써 이러한 제시를 뒷받침한다.

• 우주기술과 응용
• /
• 제2권3호
• /
• pp.206-220
• /
• 2022

지구 저궤도 상에서 운영되는 국제우주정거장, 지구에서 가장 가까운 천체인 달, 2030년대 태양계에서 유일하게 유인 탐사 대상 행성인 화성 등 지구와 전혀 다른 환경에서 인간이 안전하게 탐사임무와 생활을 유지할 수 있도록 해주는 시스템은 다양하게 있다. 그 중에서도 인간의 가장 기본적인 호흡 유지와 관련해서는 인간의 생명유지용 공기관리시스템이 핵심적인 장치이다. 이러한 공기관리시스템은 우주탐사뿐만 아니라, 인간이 거주하는 지구상의 해저기지나 잠수함 등에서도 활용 가능하다. 공기관리시스템은 기본적으로 산소발생 시스템, 이산화탄소 제거시스템, 유해물질 제거시스템 등이 서브시스템으로 구성된다. 본 논문에서는 해저거주공간 플랫폼에서 사용 가능한 공기관리시스템을 개발하기 위하여 지상에서 실험용 공간으로 활용할 지상실험모듈의 개발 요구사항에 대해서 분석하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.188-188
• /
• 2022

선박의 운용 효율을 높일 수 있는 방법인 무인 운용체계는 근래에 많은 관심을 받고 연구되어 왔다. 특히 무인수상선과 무인수중체의(USV-AUV)의 복합 운용 분야는 그 동안 어려움이 있었던 심해저 탐사 및 특수 임무 활용에 용이하여 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 쌍동선 형태인 무인수상선이 모선이 되고 무인수중체가 결합하여 충전하고 다시 진수하여 원거리 및 심해저 조건에서 무인수중체가 운용 가능하도록 하는 시스템의 일부인 USV-AUV의 docking을 위한 DP 시스템을 개발하고 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 모형시험을 통해 이를 검증하였다. 또한, 실제 제작된 무인쌍동선과 추진 시스템을 활용하여 모형시험을 통해 검증한 DP 알고리즘을 적용하여 화성 제부도 앞바다에서 실선 DP 테스트를 수행하였다. 실 해역에서의 DP 시스템 테스트는 정확한 환경 조건의 계측 및 구현이 어려워 모형시험과 같은 정량적인 평가는 어렵지만, 정성적으로 DP 시스템이 작동하는 것을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제27권1호
• /
• pp.23-36
• /
• 2024

이 논문에서는 중력, 자력, 및 탄성파 자료를 이용하여 한일공동개발구역(Korea-Japan Joint Development Zone, JDZ)의 구조를 분석했다. 중력과 자력 자료를 분석한 결과 제주 분지 일원에서 낮은 중력 및 자력 이상을 보이는 영역이 확인되었다. 또한, 분지 경계를 확인하기 위하여 부게 이상 자료에 총수평 기울기(total horizontal gradients)를, 그리고 총자기 이상 자료에 어넬리틱 시그널(analytic signal)을 적용한 결과 분지 경계를 확인할 수 있었다. 높은 대자율을 보이는 타이완-신지 벨트는 북동-남서 방향으로 JDZ의 중심을 가로지르고 있으며 관입암체로 추정되는 암상들이 JDZ에 산발적으로 나타난다. 3차원 자력 및 중력 역산 결과는 대자율과 밀도의 높은 상관 관계를 보였다. 제주 분지와 호 분지에서 낮은 밀도 분포를 나타내며 타이완-신지 벨트에서는 높은 대자율 분포를 보여준다. 제주 분지 일원 측선에서 밀도 단면도와 탄성파 단면도를 비교한 결과 높은 밀도는 화성 활동에 의한 암상(sill), 지루(horst), 기반암 상승부와 연관 있으며 낮은 밀도는 기반암이 함몰된 지구(graben)과 연관된 것으로 해석된다. 이 결과는 탄성파 자료와 중자력 자료를 활용한 융합 해석법이 JDZ 일원의 지하구조 특성을 효과적으로 파악할 수 있음을 제시한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제13권4호
• /
• pp.357-363
• /
• 2010

이 연구에서는 많은 양의 공룡알 화석이 발견된 경기도 송산면 고정리의 시화호 남측 간척지내에 위치한 공룡생태박물관 건립부지의 $350{\times}750\;m^2$ 구역에서 탄성파 굴절법 탐사, 시추, 그리고 시추공에서 하향식 탄성파 탐사로 이루어지는 지질조사를 통해 부지내 기반암과 그 위에 쌓인 갯벌의 분포와 특성을 파악하였다. 전체 6,950 m 길이의 11개 측선에서 해머를 파원으로 이용하여 탄성파 굴절법 자료를 획득하여 역산으로 지질구조를 구하였다. 5개의 지점에서 지표에서 기반암까지 시추를 하였으며 이때 시료를 채취하여 입도분석 등을 통해 퇴적물을 분류하였으며 일부 시료에서 갯벌의 진화과정을 밝히기 위해 연대측정을 하였다. 2개 시추공에서 지층시료를 회수한 후에 해머를 음원으로 이용하여 깊이에 따라 탄성파의 속도를 측정하였다. 조사지역의 지질은 지표에서 아래로 갯벌, 풍화토, 그리고 기반암의 구조로 나타난다. 갯벌퇴적층과 풍화토층의 두께는 각각 5 ~ 12 m와 2 ~ 8 m이다. 기반암은 중생대 백악기 퇴적암층으로 해석되며 조사지역내에서 서쪽에서 동쪽으로 갈수록 얕게 분포하는 경향이 있다. 조사구역을 피복하고 있는 갯벌퇴적층과 풍화층의 부피는 약 140만 $m^3$, 무게는 350만 ton으로 계산된다. 조사지역에서 해수면 상승속도는 0.1 ~ 0.15 cm/yr로 추정되는데 이 값은 8,000년전 이후의 느린 해수면 상승속도를 반영한다고 볼 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제11권2호
• /
• pp.99-108
• /
• 2008

화산 칼데라 지역은 한반도 동남부에 잔존하는 칼데라 구조 중 그 규모가 비교적 크며, 칼데라 형성과 관련된 환상단층대가 현재까지 양호하게 보존되어 있는 지역이다. 이 지역에 대한 기존의 중력 및 자력 연구들은 개략적인 분지 기반암의 깊이나 화성암체의 분포 등과 같은 광역적인 지구물리학적 정보를 제공하였으나, 화산 칼데라 내부 및 그 주변 구조를 상세히 규명하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 화산 칼데라를 동서로 가로지는 측선에 대해 수평, 수직 해상도가 양호한 MT 탐사를 수행하였고, 탐사 자료의 2차원 역산을 통하여 다음과 같은 지구물리학적 결과를 도출하였다. 첫째, MT 역산 결과에서 나타나는 분지 기반암의 깊이는 기존의 중, 자력 자료에서 제시하는 깊이와 잘 부합되나, 일반적인 경우 보다 전기비저항이 낮은 편이었다. 이는 기존의 MT 연구에서 제시한 의성소분지 하부의 대규모 전도성층과 관련될 가능성이 있다. 둘째, 칼데라 외측의 환상단층대 주변부에서는 고비저항대(약 4000 $\Omega{\cdot}m$)가 영상화 되었는데, 이는 환상단층을 따라 관입한 유문암 내지 유문 반암의 반응으로 생각되며, 중력 자료상에서 고밀도 이상과 대응된다. 셋째, 칼데라 중앙부 깊이 1 km 하부에 약 200 $\Omega{\cdot}m$의 저비저항대가 나타나는데, 이는 현재까지 지구물리학적으로 보고되지 않은 구조이다. 화산 칼데라의 진화모델을 고려해 보았을 때, 이 저비저항대는 환상단층 형성 시 침강한 과거 퇴적층으로 생각된다. 또한 중력 자료상에서 나타나는 칼데라 중앙부 지역의 저밀도 이상도 이 퇴적층에 기인할 가능성이 높다고 생각된다.

• 자원환경지질
• /
• 제47권4호
• /
• pp.395-404
• /
• 2014

한국해양과학기술원에서는 심해열수광상탐사를 위하여 2009년에 남서태평양 라우분지의 열수광상유망지역에 대하여 지구물리조사를 실시하였다. 그 중 TA19-1 해산과 TA19-2 해산에 대한 해상자력탐사 결과를 이용하여 이 해산들의 지자기 특성을 분석하였다. TA19-1 해산은 단순한 1개의 원추형 형태로 정상부는 함몰된 칼데라를 가진다. TA19-2 해산은 TA19-1 해산에 비해 규모가 크고 대규모 함몰대를 가진 칼데라가 나타나고, 칼데라 서쪽으로 정상부가 나타나며 능선들도 여러개 존재하는 형태로서 TA19-1 해산에 비해 복잡한 해저지형을 가지고 있다. TA19-1 해산의 자기이상은 정상부를 중심으로 북쪽에는 고이상대가 남쪽에는 저이상대가 나타나는 단순 쌍극자 이상 형태로 분포하고 있다. TA19-2 해산의 자기이상은 해산 북쪽 사면에 고이상대들이 위치하고 있고, 칼데라 서쪽에 위치한 정상부를 중심으로 고이상대가 나타나고 그 주변 및 칼데라 주위로 저이상대가 분포하며 TA19-1 해산에 비교하여 복잡한 형태의 자기이상을 나타낸다. 해저지형, 지자기 자료의 결과는 TA19-2 해산이 TA19-1 해산에 비해 복잡한 화산활동의 결과로 형성되었다는 것을 지시한다. 열수분출대의 가능성이 높은 저자화이상대들은 주로 해산의 정상부 및 칼데라와 칼데라 주변부에 주로 나타나는데 이는 단층 및 균열 등에 따른 열수 분출에 의한 암석 변질의 영향 등으로 판단되며, 정상부와 칼데라 내에 나타나는 높은 고자화대는 volcanic sill, intrusion 등 후기 화성활동과 연관성이 있을 것으로 사료된다.

• 한국광물학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.83-93
• /
• 2015

본 연구는 몽골 돈디고비(Dundgobi)지역에서 채취한 오일셰일과 석탄 시료들의 유기물 기원, 광물조성 및 분광학적 특징에 대해 조사하였다. 채취한 오일셰일 및 석탄시료들은 Rock/Eval과 총유기탄소(Total organic carbon; TOC) 분석을 통해 케로젠(Kerogen) 종류, 수소 함량, 열적 성숙도, 퇴적 환경을 확인하였으며, X-선회절 분석과 분광분석을 이용하여 광물조성을 정의하였다. Rock/Eval과 TOC 분석결과, 에뎀트(Eedemt) 광상에서 채취한 샘플들은 미성숙-성숙 단계의 근원암에 해당하며, 풍부한 수소함량을 보이고, I-형, II-형 and III-형의 케로젠 종류를 가진다. 반면 샤인 어스 쿠닥(Shine Us Khudag) 광상에서 채취한 샘플들의 경우 성숙단계의 근원암으로써, I-형, II/III-형 또는 III-형의 케로젠을 함유하는 잠재성을 가진다. 또한 탄소와 황의 함량에 따르면 두 지점의 퇴적환경은 담수성의 퇴적환경인 것으로 확인되었다. X-선회절 분석으로부터 확인한 오일셰일과 석탄시료들의 광물조성은 석영, 방해석, 고회석, 일라이트, 고령토, 몬모릴로나이트, 아놀소클레이스, 조장석, 미사장석, 정장석, 방비석으로 확인되었다. 가시광선-근적외선-단파적외선 분광분석을 통해 오일셰일 시료로부터 1412 nm, 1907 nm의 점토광물 및 수산화성분에 의한 흡광특성, 2206 nm에서 고령토와 몬모릴로나이트에 의한 흡광특성, 탄산염광물인 고회석에 의한 흡광특성이 2306 nm에서 확인되었다. 그러나 오일셰일의 원격탐사적 탐사를 위해서는 유기물 함량에 따른 분광특성에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.29-35
• /
• 2007

통신해양기상위성은 다목적 정지궤도위성으로서 Ka대역 통신탑재체, 기상센서 및 해양센서를 하나의 위성플랫폼에 탑재한 복합위성이다. 본 논문에서는 한국정부의 자금으로 개발되는 첫번째 혁신적인 정지궤도 통신해양기상위성 프로그램에 대해서 소개하고자 한다. 위성플랫폼은 아스트리움의 EUROSTAR 3000 통신위성을 기반으로 하고 있으며, 세 개의 다른 탑재체를 효과적으로 수용하기 위하여 화성탐사선 Express를 일부 활용하였다. 세개의 탑재체 중 통신탑재체는 스위칭 다중빔 기술을 검증하고 광대역 멀티미디어 통신서비스를 시험하는데 목적이 있다. 기상센서임무는 고해상도 멀티분광 센서로 지속적으로 한반도 기상데이타를 산출하는데 있으며, 세계 최초의 정지궤도 해양센서는 한반도의 어류자원정보 및 장단기 해양정보의 모니터링을 목적으로 하고 있다. 통신임무와 원격탐사임무를 동시에 수행해야 하므로 위성체의 요구사항은 매우 복잡하여 이를 만족시키기 위한 설계 및 조립/시험의 난이도는 매 우 높다고 할 수 있겠다.