• 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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.185-190
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• 2011

해양전자탐사의 모델링에서 1차장은 송수신 간격이 넓어지면 크게 감소하기 때문에 기존의 선형필터로서는 정확한 계산이 어려워진다. 그러나 균질 반무한공간의 경우 TM 모드의 Hankel 변환에는 해석해가 존재하므로 이를 이용하면 Hankel 변환의 계산을 위한 선형필터의 정확도를 검토할 수 있다. 그 결과 송수신 간격이 커짐에 따라서 전자기장이 반대수 그래프에서 선형적으로 감소하는 경우는 총 36가지 송수신 조합 중 9가지 뿐이며, 나머지 조합에서는 전자기장이 0 이거나 아니면 공기층의 영향을 받아 전자기장의 감소가 크지 않다. 다행히 이 9가지 조합에는 해석해가 존재하고, 나머지 조합에서는 전자기장의 극단적인 감소가 나타나지 않으므로 비교적 길이가 짧은 필터로도 Hankel 변환의 정확한 계산이 가능하다. 이상의 결과를 토대로 이 논문에서는 균질 반무한공간 모델에 대한 전자기장 계산법으로서 TM 모드의 Hankel 변환에는 해석해를 쓰고 TE 모드 계산에는 그 계수가 61개인 필터를 쓰는 방식을 제안한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권6호
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• pp.519-526
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• 2018

우주 자원을 분석하기 위해서는 지구로 가져와야 한다는 단점이 있었다. 하지만, 레이저 유도 분해 분광법(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)고 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 활용한다면 우주 광물의 실시간 정성 정량적으로 분석이 가능하다. 레이저 유도 분해 분광법은 높은 에너지의 레이저를 물질 표면에 집중시켜 플라즈마를 생성한후, 방출되는 빛을 분광기를 통해 획득하여 원자 구성을 분석하는 분광법이다. 라만 분광법은 레이저를 물질 표면에 조사시켜 산란되는 빛을 측정하여 분자구조를 분석하는 분광법이다. 이 두 가지 분광법은 각각 미지의 광물의 원자 분자를 분석하는 상호보완적인 분광법으로 우주탑재체로서 효율적인 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 주성분 분석법(Principal Component Analysis, PCA)을 활용하여 광물을 정성적으로 분석했다. 또한, 두 가지 광물을 혼합한 시료를 제작하여 구성 성분 비율에 따른 신호 세기로부터 물질의 구성 비율을 예측하는 정량분석을 시행하였다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제29권1호
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• pp.161-198
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• 2014

국제우주개발기구 (가칭: 이하 ISEA이라고 호칭함)를 창설하는 아이디어는 오로지 필자의 학문적이고 이론적인 의견입니다. 우리는 달, 화성, 금성, 수성 등과 기타 천체에 있는 천연 자원을 효율적이고 신속히 개발하기 위하여 새로운 국제우주개발기구의 창설이 필요하다. 새로운 국제기구로 ISEA의 창설은 1979 년의 달 협정 제18조 및 제11조 5항에 법적인 근거를 두고 있다. ISEA를 창설하기 위한 사전절차로서 우주관계 강대국들 간에 ISEA창설에 관한 국제조약 초안의 제정이 우선 필요하다고 본다. 이 논문의 주된 내용은 (1) 서론, (2) 달 내에 있는 천연자원 (heliumn-3 등)의 공동개발, (3) 우주강대국들에 의한 달과 화성, 금성, 수성 및 다른 천체의 개발을 위한 활동, (4) 달과 화성 및 다른 천체 내에 있는 천연자원에 대한 개발과 채굴권(광업권)에 관한 법적인 문제점과 해결방안, (5) ISEA에 관한 5단계의 설립절차, (6) ISEA의 설립에 관계된 국제조약초안에 포함되어야만 할 주된 12개 항목(조항), (7) 결론 등으로 구성되어 있다. ISEA의 창설은 우주공동개발을 위하여 국제사회에서 필수적으로 요구되고 있는 협력강화로 이어질 것이며 달, 화성, 금성, 수성 및 다른 천체의 천연자원의 개발에 촉매적인 역할을 하게 되고 또한 우주강국들의 이익을 위하여 자원, 기술, 인력, 금융 등을 독립형태로 중앙 집중적으로 관리 할 수가 있다. 우주강대국들 간에 우주정책, 법, 과학, 기술 및 산업 등의 분야에서 협력증진을 위하여 ISEA의 설립은 우리들에게 꼭 필요하며 바람직한 일이다. 더욱이 ISEA의 창설은 달, 화성, 금성, 수성 및 다른 천체의 천연자원의 탐험과 개발을 함에 있어 국제협력이 더욱 필요하게 될 것이다. 마지막으로, ISEA의 기구를 설립하는 데는 정치적이 추진력이 필요할 뿐만 아니라 이에 관한 후속조치도 강구되어만 한다는 것을 유념하여야만 된다. 새로운 이념과 창의력 을 가지고 우주산업을 발전시키고 우주국들 간에 우호관계를 증진 강화시키기 위하여 반듯이 ISEA의 창설이 필요하다고 본다. 만약 UN의 우주평화적 이용위원회를 포함한 우주강대국들의 내각 수반(대통령 또는 국무총리)들이 정상회담에서 ISEA의 설립에 합의한다면 가까운 장래에 ISEA의 설립은 가능하다고 필자는 확신하고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.337-343
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• 2020

행성 유인 탐사를 위한 NASA Centennial Challenge Program(이하 CCP)의 "3D-Printed Habitat Challenge : Phase 3"에서 건축물 출력이 지난 5월에 진행되었으며 2팀이 수상하였다. 본 연구진은 NASA CCP에서 제시한 조건에 맞추어 1/3 크기의 거주지(지름 3 m, 높이 2 m) 제작하였다. 본 연구의 목적은 달 복제토와 다양한 결합재를 배합하여 펠릿 형태의 3D 프린팅 건설 재료를 제작 및 이용하여 출력함에 따라 건설용 3D 프린터 결합재의 적합성을 선정하고 NASA 경연대회에서 제시 한 구조물을 제작하는 것이다. 노즐의 이동속도, 사출 속도 및 공급온도를 고정하고 재료 차원에서 최적화를 위해 연구를 진행하였으며 결합재의 비율 증가에 따른 재료의 한계점을 해결하기 위하여 공법의 변화를 주어 대회에서 요구하였던 조건에 맞추어 거주지 건설을 위한 연구를 진행 중이다.

• 터널과지하공간
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• 제29권1호
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• pp.1-11
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• 2019

본 연구에서는 국내 의료, 제조, 금융, 자동차, 도시 분야와 해외 광업 분야에서 머신러닝 기술이 활용된 사례를 조사하였다. 문헌 조사를 통해 머신러닝 기술이 의학영상 정보시스템 개발, 실시간 모니터링 및 이상 진단 시스템 개발, 정보시스템의 보안 수준 개선, 자율주행차 개발, 도시 통합관리 시스템 개발 등에 광범위하게 활용되어왔음을 알 수 있었다. 현재까지 국내 광업 분야에서는 머신러닝 기술의 활용사례를 찾을 수 없었으나, 해외에서는 광상 탐사나 광산 개발의 생산성 및 안전성을 개선을 위해 머신러닝 기술을 도입한 프로젝트들을 찾을 수 있었다. 향후 머신러닝 기술의 광업 분야 도입은 점차 확산될 것으로 예상된다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.586-597
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• 2022

본 연구에서는 국내 주요 연약지반으로 알려진 낙동강 조간대 지역의 압밀침하 취약성 평가에 활용할 상부 점성토층의 위치별 두께 정보를 추정할 수 있는 모델을 개발하였다. 두께정보 추정을 위하여 기계학습 알고리즘인 RF (Random Forest), SVR (Support Vector Regression), GPR (Gaussian Process Regression)과 지구통계기법인 정규크리깅(Ordinary Kriging)을 이용한 4가지 공간추정 모델을 개발하고 상호 비교하였다. 모델 개발을 위하여 수집한 연구지역의 시추공 자료 4,712개 중 상부점성토층이 존재하는 2,948개의 시추공 자료를 사용하였으며, 개발된 모델들의 성능을 정량적으로 평가하기 위하여 피어슨(Pearson) 상관계수와 오차제곱평균(mean squared error)을 사용하였다. 또한, 정성적 평가를 위하여 연구지역 전역에 상부점성토층의 두께를 추정하여 점성토층의 지역별 분포 특성을 상호 비교하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권6호
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• pp.509-518
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• 2020

본 연구에서는 실제 지질구조를 반영한 실규모 수치해석을 효율적으로 수행하고자 탐사 자료를 바탕으로 한 메쉬 생성, 해석수행, 결과분석을 위한 후처리의 일련의 과정을 포함한 해석 플랫폼을 구축하였다. 해석 플랫폼 구축을 위하여 연구자의 필요에 따른 코드 수정 및 다양한 수치해석 프로그램과 호환이 가능할 수 있도록 소스코드가 공개되어 있는오픈소스 프로그램을 활용하였다. 먼저 드론을 활용하여 촬영한 탐사 정보를 바탕으로 3차원 모델을 획득한 후, 오픈소스 3차원 창작 소프트웨어인 Blender를 활용하여 도메인의 메쉬 밀도를 해석 가능한 수준으로 조정하였다. 다음 단계로는 유한요소 메쉬 생성 프로그램인 Gmsh를 활용하여 도메인 내부에 사면체 기반의 메쉬를 생성하여 3차원 모델을 생성하였다. Gmsh를 통해 획득된 메쉬 정보를 수치해석 프로그램에 활용하기 위해서 메쉬 생성 규약에 적합하도록 변환하는 과정이 필요하며, 이는 Python을 통해 코드를 작성하여 수행하였다. 안정성 해석이 완료된 뒤에는 자료의 후처리 작업을 위해 시각화 및 데이터 분석 프로그램인 ParaView를 활용하여 다양한 시각화 자료를 생성하였다. 구성된 플랫폼의 활용성을 확인하기 위해 드론 탐사자료를 바탕으로 생성한 실규모 독도 모델을 대상으로 예비 안정성 분석을 성공적으로 수행하였으며, 예비해석을 통해 구축된 해석플랫폼이 향후 다양한 해석 과정에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.197-207
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• 2022

본 연구는 조선누층군 내 타이타늄 광체의 모암이 되는 면산층 암석을 기계학습기법을 분광분석 결과에 적용하여 탐지하였다. 이를 위해 면산층과 타 층들의 구성 광물을 파악하고, 타이타늄 함량을 측정하였으며, 전자기파 반응 특성을 분석하였다. 면산층은 다른 층들에 비해 불투명 광물을 많이 함유하고, 석영 입자와 점토광물로 구성된다. X선 형광분석 결과, 면산층의 평균 타이타늄 함량은 타 층들에 비해 최소 10배 이상의 타이타늄 함량을 보이며 낮은 함량군과 높은 함량군의 다봉분포를 갖는다. 이는 면산층 내의 타이타늄이 함유되는 사질과 이질이 교호 반복되는데 사질 부분은 이질 부분보다 타이타늄의 함량이 상대적으로 높기 때문이다. 분광분석 결과, 면산층은 산화철의 흡광 특성이 근적외선 영역에서, 점토광물에 의한 흡광 특성이 단파적외선 영역에서 관찰되며, 풍화면의 경우 점토광물 특성이 보다 강해지는 경향을 보인다. 타이타늄 광화대의 탐지는 티탄철석 자체의 분광 특성이 특징적이지 않아 광체를 탐지의 대상으로 보기보다는 모암인 면산층을 탐지하는 것이 적절할 것으로 생각된다. 랜덤포레스트 기계학습 기법을 이용한 면산층의 탐지 정확도는 84%, 전체정확도 97%를 보였으며, 산화철의 분광 특성과 점토광물 분광 특성이 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 이는 분광 특성이 타이타늄 모암인 면산층 암석을 효율적으로 탐지할 수 있음을 지시하고, 확대 적용 될경우 무인항공기반 타이타늄 광체 탐사에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 우주기술과 응용
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• 제1권2호
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• pp.217-240
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• 2021

본 논문은 다가오는 달 유인 탐사시대를 대비하여 달의 지형 및 지질학적 기초 지식을 우주과학자들에게 소개한다. 달 지형 용어에 대한 학술적 기원을 간단히 정리하였으며, 현재 통용되는 한글 용어를 확장하여 새로운 지형 용어들을 제안하였다. 특히, 일반인도 꼭 알아야 할 대표적인 달의 지형으로 1 대양(폭풍의 대양), 10대 바다(비의 바다, 평온의 바다, 고요의 바다, 감로주의 바다, 풍요의 바다, 위난의 바다, 증기의 바다, 인식의 바다, 습기의 바다, 구름의 바다), 6대 충돌구(티코, 코페르니쿠스, 케플러, 아리스타쿠스, 스테비누스, 랑그레누스)를 제안한다. 달의 지형으로 고원(highland), 바다(maria), 산맥(mountains), 충돌구(crater), 함몰 용암굴/열구(rille, rima), 지구대(graben), 돔(dome), 용암동굴(lava tube), 주름 능선(wrinkle ridge), 참호(trench), 절벽(rupes), 그리고 달의 표면 흙을 표토(regolith)로 사용할 것을 제안한다. 또한, 달의 내부 구조 표준 모델과 대표적 암석을 소개하였다. 지구의 지질 시대구분은 발견 화석과 방사성 동위원소를 이용한 절대연령 측정을 기준으로 하는 반면, 표준적인 달의 지질 시대 구분은 대표적인 충돌구 형성을 기준으로 선-넥타리스 기(Pre-Nectarian), 넥타리스 기(Nectarian), 임브리움 기(Imbrian), 에라토스네스 기(Erathostenesian), 코페르니쿠스 기(Copernican)로 나뉜다. 마지막으로 인간의 달 활용에 획기적인 계기가 되는 최근의 달 표면 물 발견에 대한 내용을 정리하였으며, 향후 한국지질자원연구원에서 개발될 물 채취 장치의 개념도 소개하였다.