• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.431-440
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• 2005

K 지수는 특정 지역에서의 지자기 변동을 나타내는 지수로서 3시간마다 결정된다. K 지수를 결정하는 알고리즘은 태양복사의 규칙적인 일변화(Sq)를 결정하는 방법에 따라 다양하다. 그 중에서 FMI 알고리즘은 K 지수를 구하고자 하는 날과 그 전 후의 1일 자료를 포함한 총 3일 동안의 지자기 수평성분(H, D) 측정 자료를 사용하여 태양복사의 규칙적인 일변화(Sq)를 구한다. 그러나 이 알고리즘은 K 지수를 구하고자 하는 날로부터 1일 후까지의 측정 자료가 필요하기 때문에 실시간으로 K 지수를 구하는 경우에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 준실시간으로 K 지수를 구하기 위해 미국 우주환경예보센터(NOAA/SEC)에서 제공하는 과거의 전지구적 지자기 K지수(Planetary K index: Kp)를 검색하여 최근의 Kp지수가 모두 3 이하인 지자기 활동이 조용한 날을 찾고 그 날의 지자기측정 자료를 FMI 알고리즘의 3일치 입력 자료로 사용함으로써 준실시간 K 지수를 구하는 방법을 고안하였다. 이러한 방법을 검증하기 위해 우리는 2003년 1년 동안 한국지질자원연구원에서 운용하는 경주 지자기 관측소의 FLARE+ 시스템으로 측정된 자료를 사용하고 우리의 준실시간 결정 방법을 적용하여 K 지수를 구하고 이를 일반적인 FMI 알고리즘으로 구한 K지수와 서로 비교하였다. 그 결과, 우리의 방법으로 결정된 K 지수는 일반적인 방법으로 구한 K 지수와 잘 일치하였다. 또한 준실시간 결정 방법으로 구한 K 지수를 일본 Kakioka 관측소에서 결정한 K 지수와 비교한 결과 그 상관지수(R)가 0.81 정도로 높음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 한반도 지역에서의 K 지수 변동을 준실시간으로 모니터링 하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.537-558
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• 2005

본 논문에서는 HAUSAT-2위성이 운용될 케도의 우주 방사능 환경 및 총 피폭효과(Total Ionizing Dose), 단일사건 효과(Single Event Effects) 등에 대해 분석하였다. 총 피폭효과에 영향을 미치는 우주 방사능은 포획된 양성자, 전자, 태양 양성자 및 우주선이다. 총 피폭효과는 선량 심도선 분석을 통해 해석을 수행하였으며, DMBP(Design Margin Breakpoint) 방법과 3-D 구분구적법을 이용하여 HAVSAT-2의 부품의 총 피폭량에 대한 내성을 검증하였다. 단일사건 효과에 대하여 위성체 외부와 내부 방사능 환경으로 양성자와 중이온에 대하여 선형에너지 전달량(LET) 스펙트럼을 분석하였으며, HAUSAT-2의 전자소자로 사용예정인 MPC860T2B 마이크로프로세서와 메모리 K6X8008T2B에 대한 SEU(Single Event Upset) 및 SEL(Single Event Latch-up) 발생률을 추정하였다. 분석 결과 SEU는 운용 중에 수차례 발생하며 SEL 발생은 임무기간동안 일어나지 않을 것으로 추정되었다. HAUSAT-2는 소프트웨어 해밍코드 EDAC을 이용하여 SEU 발생에 대처할 수 있는 시스템 레벨의 설계를 반영하였다. 이 연구에서 수행된 방사능 해석은 ESA의 SPENVIS소프트웨어를 이용하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권4호
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• pp.327-338
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• 2003

본 논문은 인공위성에 탑재될 것을 감안한 극자외선 태양망원경의 제작을 통한 연구 결과를 기술한다. 극자외선은 지상에서는 관측되지 않는 영역으로 인공위성이나 로켓 등에 탑재되어 관측하게 된다. 본 연구의 극자외선 태양망원경(EUVT; Extreme-Ultra-Violet solar Telescope)의 설계는 '인공위성 탑재용 극자외선 태양망원경 공학모형 설계'(한정훈 등 2001)를 기반으로 인공위성에 탑재할 만한 크기와 위성 입력전압에 따른 전자부 설계 등 기본적인 요구사항에 맞추었으며, 특히 EVUT의 관측 파장대인 58.4㎚에서 62.9㎚의 검출 가능성에 중점을 두었다. 본 논문에서는 부경으로 인한 차폐율을 줄이기 위한 광학계 설계 변경과 공학모형(Engineering Model)을 제작하는데 사용된 검출기와 광학 기술에 대해 논의한다. 또한, EUVT의 검출기가 받는 태양 복사량을 산출하기 위한 검출효율 프로그램과 차후 관측 자료 처리에 대해 기술한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.415-424
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• 2008

곽영실 등(2008)의 연구로부터 고위도 하부 열권의 평균 수평바람 형태는 발산적인 흐름보다는 회전적인 흐름에 더 강하게 지배된다는 것이 확인되었다. 이 연구에서는, 곽영실 등(2008)의 연구의 연장으로, 회전적인 흐름의 척도인 소용돌이도(vorticity)를 유지시켜주는 강제(forcing)항들을 정량화하고 서로 비교 분석함으로써, 고위도 하부 열권에서의 전체 수평 바람장의 강한 회전 흐름을 유발시키는 주된 물리적인 과정을 규명하였다. 이 연구를 위하여 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(Thermosphere-ionosphere Electrodynamic General Circulation Model, TIEGCM)을 이용하였다. 고위도 하부 열권의 소용돌이의 변화를 결정하고 유지시켜 주는 주된 강제항은 이온항력(ion drag)항과 수평 이류(horizontal advection)항으로 확인되었다. 늘림(stretching)항 또한 뚜렷한 기여를 하는 것으로 확인되었다. 소용돌이도 강제에 대한 IMF의 영향이 고도 105-110km부근까지 뚜렷하게 나타남이 확인되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권1호
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• pp.69-75
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• 2020

We analyze the observations of temperature and ozone measured by the Microwave Limb Sounder (MLS) during the period of 2005-2016, to investigate the vertical structures of temperature and ozone in the stratosphere and mesosphere during stratospheric sudden warming (SSW). We compute the height profiles of the correlation coefficients between 55 height levels of MLS temperature anomalies and compare them with the results of Whole Atmosphere Community Climate Model simulations for three major SSWs. We also construct the temperature and ozone anomalies for the events to investigate the changes in the temperature and ozone distributions with height. There seems to always be a relatively weak but broad negative correlation between the temperature anomaly at 10 hPa and temperature anomalies over the entire mesosphere during the period before SSW events. However, this pattern gets stronger in the lower mesosphere but becomes a positive correlation in the upper mesosphere and lower thermosphere after the onset of SSW. We also found that the temperatures from the simulations show a similar trend to the observational results but with smaller variations and the transition height from negative to positive correlation in the mesosphere is much lower in the simulation than in the actual observations.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.441-450
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• 2005

유기재료(organic material)는 위성이나 우주비행체의 열을 조절하고 우주환경에 직접 노출되는 것을 차단하기 위하여 가장 흔하게 사용되는 재료 중 하나이다. 본 논문에서는 지상설비를 이용하여 모사한 우주환경에서 유기재료의 물성변화를 관찰하였다. 대표적인 위성용 유기 열조절 재료 중 하나인 2mil ITO(Indium Tin Oxide) coated aluminized KAPTON을 실험 대상으로 선택하였다. 양성자에 의한 단일 우주환경효과를 실험하기 위하여, 한국 원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론(cyclotron)을 이용하여 양성자를 조사(irradiation)하였으며, 조사조건은 지구궤도 주변 최고의 양성자 발생기록인 1972년 8월의 최고치 상황을 적용하였다. 조사에너지는 평균 관측에너지인 30MeV으로 고정하였으며, 등가 조사량은 우주노출 시간 1년, 3년, 5년 및 10년을 기준으로 설정하였다. 분석과정은 인장강도를 측정하여 정량적 물성저하를 확인하였고, 전계방출 전자주사현미경 등으로 결정성변화와 노출표면의 손상을 분석하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권3호
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• pp.263-272
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• 2005

2008년 발사 예정인 통신해양기상위성의 해양 관측자료 분석에 적용할 해수면에 나타나는 태양광 반사점의 위치를 찾아주는 알고리즘을 연구하였다. 태양-위성-지구의 기하학적 위치를 고려한 위성과 태양의 방위각과 고도각의 계산을 통해 비선형 방정식을 유도하였고, 뉴톤-랩슨 수치 방법을 이용하여 해를 구하였다. 통신해양기상위성이 동경 $116.2^{\circ}E$ 혹은 $128.2^{\circ}E$에 위치하게 될 경우 위도 ${\pm}10^{\circ}(N-S)$와 경도 사이에 태양광 반사점이 분포하는 것을 알 수 있었다. 남반구의 낮 동안 태양광 반사점의 경로는 북극을 향해 휘어있고 반대로 북반구의 태양광 반사점의 경로는 남극을 향하는 분포 패턴을 도출해 내었다. 다양한 영상 센서를 가진 정지궤도 위성들의 태양광 반사점의 위치예측과 그와 관련된 연구를 수행하는데 있어 본 논문에서 연구한 알고리즘을 이용할 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권4호
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• pp.505-528
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• 2004

[ ${\ll}$삼국사기${\gg},\;{\ll}$고려사${\gg},\;{\ll}$조선왕조실록${\gg},\;{\ll}$승정원일기${\gg}$ ]에 나오는 천문 관측 기록 가운데 특히 달가림(lunar occultation) 기록을 분석하여 당시의 시간제도와 하루의 시작점을 알아냈다. 특히, 조선시대에는 일식이나 월식을 계산할 때는 백각법(百刻法)과 12진각법(十二辰刻法)이 사용되었고 하루의 시작점은 자정이었으나, 일상생활과 특히 천문관측에서는 경점법(更點法)이 사용되었는데, 하루의 시작점은, 최소한 고려시대부터는, 해 뜰 무렵임을 확인하였다. 또한 전통적으로 동아시아 문화권에서 사용한 혼명(昏明)의 시간은 현대의 항해박명(nautical twilight)을 뜻함을 알아냈다. 우리의 결과는 현재 일상생활의 시간관념이 옛날 시간제도에서 비롯되었음을 말해주며, 농경사회에서 해의 뜨고 짐에 따라 일상생활이 정해지고 또한 천문 관측상 편리하기 때문에 경점법을 쓴 것이라고 해석된다. 우리의 연구 결과는 앞으로 고대 천문 관측 기록의 시간을 정확하게 미루어 계산하고, 그것을 현대 천문학적 자료로 사용하는데 유용할 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권4호
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• pp.529-552
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• 2004

한국, 일본, 중국의 옛 역사 기록에 나오는 별똥비 및 별똥 소나기 기록 가운데 신뢰할 만한 것을 골라서 목록으로 만들었다. 우리의 새 목록에는, 한국의 기록은 35개, 일본은 29개, 중국은 93개의 별똥비 및 별똥 소나기 기록이 들어 있다. 별똥비 및 별똥 소나기는 10세기와 16세기경에 많이 나타났다. 각 별똥비 기록의 근일점 이후 지난 날짜를 조사해본 결과 10세기경에 주로 페르세우스 별똥비에 의한 기여가 컸고, 16세기의 증가는 사자자리 별똥비에 의한 기여가 컸다. 이 결과로부터 10세기의 별똥비의 폭증이 황소자리 별똥 흐름 때문이라는 종래의 견해에 반론을 제기하였다. 우리는 또한 물병자리 에타 별똥비, 페르세우스자리 별똥비, 오리온자리 별똥비, 사자자리 별똥비 등이 지난 2천년 동안 꾸준히 존재해왔음을 알아냈다. 이 가운데 물병자리 에타 별똥비는 기원전 687년 기록이 가장 오래된 것이며, 페르세우스자리 별똥비 기록의 경우 기원후 36년의 것이 가장 오래된 것임을 알아냈다. 또한 핼리혜성이 어미혜성(mother comet)인 물병자리 에타 별똥비와 오리온자리 별똥비의 궤도가 이동한다는 종래의 주장도 부정되었다. 가장 오래된 사자자리 별똥비 기록은 기원후 902년 기록이 아니라 기원후 288년 중국 기록임일 가능성이 큼을 알아냈다. 또한 우리는 용자리 알파 별똥비에 해당하는 별똥비 기록으로 보이는 일련의 기록들을 찾아냈다. 본 연구에서 제시한 한국, 일본, 중국의 별똥비 및 별똥 소나기 목록은 앞으로 별똥비 연구에 도움을 줄 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.75-88
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• 2009

이 연구의 목적은 선형화 과정이 필요 없는 Unscented 변환(Unscented Transformation)을 사용한 후처리 배치 알고리즘을 소개하고, 기존 최소자승법을 이용한 후처리 배치 필터와 반복 UKF 스무더(Iterative Unscented Kalman Filter Smoother)들과 비교하여 추정 방법 간의 성능비교와 장단점을 분석하는 것이다. 연구에 사용된 위성 궤도 결정시스템의 동역학 방정식은 지구의 비대칭 중력장의 영향, 대기항력, 태양복사압 및 달과 태양의 중력으로 구성되었다. 관측 데이터로는 지상국으로부터 측정한 위성의 거리, 방위각과 고도각이 사용되었다. 특히, 비선형성의 영향에 대한 추정 방법 간의 성능과 장단점의 비교를 위해 위성의 포기 궤도오차별, 관측데이터의 관측 잡음의 크기별 테스트를 수행하였다. 이 연구를 통해 소개된, 선형화 과정이 필요 없는 Unscented 변환 기반의 후처리 배치 필터는, 비선형성의 특징이 증대된 상황에서 기존의 후처리 배치 알고리즘들에 비해 초기 궤도오차별, 관측데이터 잡음의 크기별 테스트 시 평균적으로 각각 약 5%와 12%정도의 정밀도 향상결과를 보였다. 또한, 기존 최소자승법을 이용한 후처리 배치필터가 발산한 상황에서도, 수렴성을 확보하는 안정적인 결과를 얻을 수 있었다. 그러므로 Unscented 변환 기반의 후처리 배치필터가 인공위성 궤도 결정 시스템에 효율적으로 사용할 수 있음을 제시하였다.