| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 세계 최초로 3차원 프린터를 활용한 광학실험용 달 표토의 미세구조 표본을 제작하고 이를 이용해 달 표토의 광학적, 물리적 특성을 이해한다. 또한, 2단계 달 착륙선의 3차원 카메라를 제안하며, 이 기기의 요구사항을 도출하고 검증한다. 이와 동시에 달 및 행성과학 연구인력 2명(박사급)을 양성한다. ◼ 전체 내용 1. 달 표토의 미세구조 표본 설계 - 달 표면의 중력과 표토입자들 사이의 접착력(전기력)를 고려하여 표토가 적층되는 형태를 모델링 한다. 제작할 미세구조 모델은 단일성분 선형 모델과 단일성분 입자 모델, 복합성분 입자 모델로 총 세 그룹이다. 우선 단일성분 선형 모델은 표토의 공극률과 적층 형태를 선형 성분들의 조합으로 단순화한 모델로 실험의 타당성과 설계 및 제작물의 평가를 수행한다. 두 번째로 단일성분 입자 모델은 표토의 적층을 구형 또는 비정형 입자들의 모임으로 표현해 실제 달 표토와 유사한 구조들을 구현한다. 이 과정에서 다양한 반사율과 공극률 적층형태에 따른 광 산란특성을 규명한다. 세 번째로 복합성분 입자 모델은 두번째 모델과 같으나 개개의 입자가 각기 다른 반사율을 가진 모델로 실제 달 표토와 매우 유사한 형태로 제작되고 다양한 반사율, 공극률, 성분에 따른 광 산란특성을 규명한다. 2. 달 표토의 미세구조 표본 제작 / 검증, 달 탐사용 홀로그래픽 카메라 요구사항을 도출한다. - 표토의 미세구조는 전기력에 의해 유지되고 있기 때문에 현미경과 같은 측정기가 근접할 경우 미세구조의 변화를 유발할 수 있다. 때문에 실제 달 착륙선에서 측정할 때에도 일정 거리 이상을 유지해야한다. 홀로그래픽 카메라는 원거리(수십센티미터)에서 마크로단위의 입자를 검출하는데 최적화된 기기로 달 표토의 영상획득에 적합한 기기이다. 우리는 우리가 제작한 표토의 미세구조 표본의 영상획득, 검증함과 동시에 달 착륙선 탑재체 홀로그래픽 카메라의 요구사항을 도출한다. 3. 미세구조 표본을 이용한 광 산란시험 - 우리는 3차원프린터를 통해 제작한 다양한 표토 미세구조 표본을 이용해 광 산란실험(측광 및 편광)을 수행한다. 그 결과로 실제 달 표면의 광 산란특성을 가장 잘 설명하는 모델을 제시하고 이를 이용해 달 관측자료와 비교하여 달 표면의 거칠기 및 미세구조 특성을 지형에 따라 분석한다. □ 연구개발성과 1. SCI 연구논문 4편 2. 박사과정 학생 지원 3명 3. 달 착륙선용 달 표토 3차원 영상 카메라(GrainCams) 과학임무 요구사항 도출 - 해당 카메라는 천문연구원이 NASA와 함께하는 달 착륙선 탑재체 후보탑재체로 선정되었으며 25년 발사를 계획중에 있음. 4. 3차원 프린터를 활용한 달 표토연구 학술대회 발표 수행 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. 달 표면 토양 3차원 설계 기술 확보 2. 과학연구인력 양성 3. 독창적인 달 착륙선 탑재체 과학임무 설계 및 참여 4. 한국의 독창적인 달 과학 분야 구축 (출처 : 요약문 2p) |
