Space physics is more than fifty years old and is going through middle age. Looking back and thinking about what has been learned during the past fifty years, one finds that progress was made at the expense of exactness. Past observations have been interpreted using theory with unreal assumptions. Theory and models must be testable, verifiable and consistent with observations. Current theory cannot explain many important observational results that are relevant for understanding how space plasmas work. This talk will examine the current model of space plasma and assess its capabilities. We will then discuss the required level of theory and models that should be developed to advance space physics to the next tier.

V994 Her(ADS 11373 AB, HIP 90483) has been recently known as a quadruple system which consists of double eclipsing and double double-lined spectroscopic binaries (Lee et al. 2008). BV CCD photometric observations of the intricate star system were made during the observing seasons from 2007 to 2008 with the 35cm reflector of the Campus station of the Chungbuk National University Observatory. From the observations a total of 10 times of minimum lights were newly determined. All timings collected, including ours, were intensively analyzed to yield new interesting findings: 1) two eclipsing binaries with the orbital periods of 2.d08326 and 1.d42001 in V994 Her system show possibly apsidal motions with different apsidal periods of 46.y4 and 15.y3, and eccentricities of 0.058 and 0.082, respectively. 2) a light-time effect with a period of 0.y93 may be possible, implying that a third-body be revolving around the binary with the orbital period of 2.d08326.

We present the results of new CCD photometry for the contact binary BX Peg, made during three successive months beginning on September 2008. As do historical light curves, our observations display an O'Connell effect and the November data by themselves indicate clear evidence for very short-time brightness disturbance. For these variations, model spots are applied separately to the two data set of Group I (Sep.--Oct.) and Group II (Nov.). The former is described by a single cool spot on the secondary photosphere and the latter by a two-spot model with a cool spot on the cool star and a hot one on either star. These are generalized manifestations of the magnetic activity of the binary system. Twenty light-curve timings calculated from Wilson-Devinney code were used for a period study, together with all other minimum epochs. The complex period changes of BX Peg can be sorted into a secular period decrease caused dominantly by angular momentum loss due to magnetic stellar wind braking, a light-travel-time (LTT) effect due to the gravitational effect of a low-mass third companion, and a previously unknown short-term oscillation. This last period modulation could be produced either by a second LTT orbit with a period of about 16 yr due to the existence of a fourth body or by the effect of magnetic activity with a cycle length of about 12 yr.

한국천문연구원에서 개발 중인 외계행성 탐색 시스템은 우리은하 중심부 $4^{\circ}\times4^{\circ}$ 영역을 10분 간격으로 시계열 관측하여 지구형 외계행성을 검출하는 시스템으로써, 대용량의 관측자료를 처리하기 위하여 영상차감법을 사용한다. 이 방법은 최적화 방법을 이용하여 기준영상과 관측영상사이의 점퍼짐함수 변화를 나타내는 커널을 구하고, 이를 적용하여 만든 합성영상과 관측영상을 서로 차감한 잔차영상에서 밝아지거나 어두워진 변광성을 찾아 내어 이들에 대한 구경측광 또는 점퍼짐함수 측광과정을 수행한다. 따라서 성단 및 은하중심부와 같이 별들이 밀집된 관측영역에 영상차감법을 이용하면 배경별들은 모두 제거되고 변광성만 남게 되므로 잔차영상의 분석을 통하여 변광성 검출 효율을 높일 수 있게 된다. 우리는 이 연구에서 구재림 등 (2007)에 의하여 수행된 산개성단 M11의 시계열관측 영상에 이 방법을 적용하여 얻은 새로운 결과와 기존 연구결과를 서로 비교하고, 변광성의 검출 효율과 측광 정밀도에 대하여 논의한다.

We have investigated the radiational fields through a hydrodynamical stellar model atmosphere. Stellar convection zone is the extremely turbulent region composed of partly ionized compressible gases in high temperature. Moreover, super-adiabatic layers are the transition region in energy transport from convection to radiation. Therefore, opacities and thermodynamic properties due to interaction of matter and radiational fields vary significantly with depth. In order to describe radiational fields accurately, the Opacity Distribution Function (ODF) and the Accelerated Lambda Iteration (ALI) have been applied to hydrodynamic medium. As the first result of our radiative transfer, we present time-dependant variation of radiational fields and thermodynamic structures. Our non-gray transfer model has been compared with the conventional Eddington Approximation. Detailed information of radiational fields and thermodynamic properties will provide deeper insight of physical processes inside stellar atmospheres.

적외선 우주배경복사 관측실험 (Cosmic Infrared Background ExpeRiment, CIBER) II는 2009년 2월 25일 화이트샌드 미사일 기지에서 NASA 사운딩 로켓에 탑재, 발사된 CIBER I의 후속 프로젝트이다. 독립적인 Imager 2 대와 Spectrometer 2 대로 구성된 CIBER I과 달리 CIBER II는 하나의 주경과 부경으로 구성된 광학계를 4 대의 Imager가 beam splitter를 이용하여 관측하게 구성되어 있다. CIBER II는 NASA에서 공식적으로 승인되었으며, 한국천문연구원과 한국기초과학지원연구원이 미국 NASA/JPL, Caltech 및 일본 ISAS와 국제 공동으로 개발할 계획이다.

한국천문연구원 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN)에서 도입하여 시험운용중인 VLBI 상관서브시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS)은 한일공동 VLBI 상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)의 핵심 장비로서, 최대 16 관측국의 관측국 당 최대 8Gbps의 데이터를 처리할 수 있는 상관처리장치이다. VCS의 상관처리 결과는 총 4회선의 10GbE 광케이블을 통하여 UDP 프로토콜로 출력된다. 이 상관처리 결과는 광케이블 하나당 8개씩 총 32개의 상관 처리 블록(correlation block)으로 구성되며, 최대 출력속도는 1.4 GBytes/sec이다. 이 출력은 초고속 대용량 자료저장 시스템(Peta-scale Epoch Data Archive, PEDA)을 이용하여 저장하고 후속 자료처리를 위해 가공된다. PEDA는 총 4대의 고성능 자료 전송 및 저장 서버(writing server) 및 대용량 하드디스크 어레이로 구성된다. 상관처리 과정에 맞추어 PEDA의 writing 서버를 연계하여 제어하는 자료 전송 및 저장 제어 소프트웨어를 개발하였다. 이 소프트웨어는 핵심이 되는 전송 및 저장 프로세서와 이를 제어하는 제어프로세서로 구성된다. 전송 및 저장 프로세서는 개개의 상관 처리 블록에 대한 전송과 저장을 전담한다. 제어 프로세서는 총 32개의 상관 처리 블록을 처리하기 위하여 전송 및 저장 프로세스를 32개를 실행하고 각각의 상관 처리 블록에 해당하는 개별파라미터를 전달하는 전체적인 제어를 담당한다. 이 연구에서는 이 자료전송 및 저장 제어 소프트웨어의 설계 구성과 테스트 내용을 소개한다.

To search for the quasars at z > 7 in early universe, we are developing a optical camera which has a $1k\times1k$ deep depletion CCD chip, with later planned upgrade to HAWAII-2RG infrared array. We are going to attach the camera to the cassegrain focus of Otto Struve 2.1m telescope at McDonald observatory of University of Texas at Austin, USA. We present the design of a hardware interface to attach the CCD camera to the telescope. It consists of focal reducer, filter wheel, and guiding camera. Focal reducer is needed to reduce the long f-ratio (f/13.7) down to about 4 for wide field of view. The guiding camera design is based on that of DIAFI offset guider which developed for the McDonald 2.7m telescope.

국내에서는 대한항공이 2006년 8월 17일에, 북극 항공로를 처음으로 운항하기 시작한지 벌써 3년이 넘어서고 있는 현실에서 국내 항공기의 승무원 및 승객 보호를 위한 우주방사선 안전 기준 연구가 시급한 것이 현실이다. 특히 우주방사선 관리의 필요성을 명시한 생활주변방사선 안전관리법안이 현재 국회 심의중이고, 이에 따른 우주방사선 관련 정책 개발 연구 과제를 한국천문연구원 태양우주환경연구그룹에서 진행 중이다. 이 과제의 현재까지의 진행 상황 및 안전조치 방안들에 대한 나름의 제안에 관해서 이번 발표에서 다루어 질 것이다.

인류의 활동 무대가 우주공간으로 확대됨으로써 우주기상에 의한 피해를 최소화 할 수 있는 조치가 요구됨에 따라 우주기상에 대한 감시 및 예 경보 업무가 필요해 졌다. 미국은 이미 우주기상 감시와 예보의 필요성을 인식하고 해양대기청(NOAA), 미 공군(USAF), 항공우주국(NASA), 내무부(DOI), 에너지부(DOE), 과학재단(NSF)이 연합하여 1996년 국가우주기상 프로그램(National Space Weather Program)을 수립.추진하고 있다. 특히 정부연구 기관인 NOAA 산하 우주기상예보센터(Space Weather Prediction Center; SWPC)와 미 공군 기상국(AFWA)은 우주기상 자료 생산, 수집, 자료 센터 운용, 연구 지원 및 예 경보 업무를 공동으로 수행하고 있으며 관련 자료 및 정보의 교환 등 매우 밀접하게 상호협력하고 있다. 최근 정부는 과학기술 7대 중점투자 분야별 중점육성후보기술로서 우주감시체계개발기술을 포함한 국가과학기술기본계획(577전략)을 수립 발표하였으며, 대한민국 공군은 향후 우주군 창설을 목표로 우주전력 기반체계구축을 계획하고 있다. 국방부는 2012년 전시작전통제권 환수에 대비한 독자적인 작전지휘능력 확보가 필요한 상황이며, 미래의 한국군 독자적 네트웍 중심 전장(NCW: Network Central Warfare) 체계 구축을 위해서는 미 공군의 "우주기상작전센터"와 같은 우주기상 예 경보 체계 구축이 요구된다. 이 연구에서는 군의 독자적 우주작전능력 확보를 위한 우주기상 예 경보 체계 구축 방향을 제시하고자 사전기반 연구를 수행하였다. 그 내용으로 우주기상에 대한 개요 및 우주기상의 변화에 따른 국내외 영향을 조사하고 국내외 우주기상 예 경보 시스템을 소개하고자 한다. 또한, 미공군의 우주기상 활용 상태를 점검하여 한국 공군을 위한 우주기상 예 경보 체계 구축 및 인력과 기술 확보에 대한 방안을 제시하고자 한다.

Many solar, interplanetary and geomagnetic activity parameters have 11-year cycle on the average in sync with solar sunspot number. The galactic cosmic ray (GCR) intensity measured by ground Neutron Monitor (NM) is one of those parameters showing the unprecedented activity levels in the current solar minimum (2008-2009) of solar cycles 23/24. We defined abnormality as the ratio of deviation from long term mean over mean amplitude of solar cycle change. The abnormality distribution map was drawn using all the data of NM stations available online. The implications of those unprecedented levels of GCR intensities of different cutoff rigidities will be discussed.

The Solar and Space Weather Research Group (SOS) in Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) is constructing the Space Weather Prediction Center since 2007. As a part of the project, we are developing automatic real-time system of the global 3-D magnetohydrodynamics (MHD) simulation. The MHD simulation model of earth's magnetosphere is designed as modified leap-frog scheme by T. Ogino, and it was parallelized by using message passing interface (MPI). Our work focuses on the automatic processing about simulation of 3-D MHD model and visualization of the simulation results. We used PC cluster to compute, and virtual reality modeling language (VRML) file format to visualize the MHD simulation. The system can show the variation of earth's magnetosphere by the solar wind in quasi real time. For data assimilation we used four parameters from ACE data; density, pressure, velocity of solar wind, and z component of interplanetary magnetic field (IMF). In this paper, we performed some initial tests and made a animation. The automatic real-time system will be valuable tool to understand the configuration of the solar-terrestrial environment for space weather research.

한 기의 영상레이더 위성을 이용하여 동일한 촬영지역에 대해 적절한 기선벡터(Baseline)을 유지하는 두 장(scene)의 영상을 획득하여 그 지역의 정밀 표고차를 추출하는 레이더 간섭계(Interferometry) 임무를 수행하기 위해서는 반복지상궤적을 유지하도록 위성의 궤도를 주기적으로 조정해 주어야 한다. 이 연구에서는 반복지상궤적 유지 정밀도를 극대화시키기 위하여 최적의 기준궤도를 생성하고 이를 유지하기 위한 속도증분 및 궤도 조정 일정을 산출할 수 있는 궤도최적화 S/W 를 개발하였다. 이 연구의 최적 궤도 설계 문제는 다음과 같다. "시작시간 $T_0$에서 초기 접촉궤도 상태벡터 (ECEF 위치 및 속도벡터) $x_0$이고, 지상궤적반복주기 p 이후의 시간 $T_0+p$에서도 초기 접촉궤도 상태벡터와 동일한$x_0$가 되도록 궤도를 유지하려고 할 때, 여명 궤도(dawn-dusk and sun-synchronous orbit)에서 운영되는 위성의 연료소모(또는 속도증분)를 최소화시키는 가상의 궤도조정(maneuver) 횟수, 시기, 크기를 찾아라." 이 연구에서는 궤도최적화 문제를 풀기 위하여 GRACE 중력모델(GGM02C)이 적용된 수치적 방법의 위성궤도예측 알고리즘을 시스템 설계에 적용하였고, 매개변수 최적화 방법 중 구속조건이 있는 비선형 최적화 기법의 하나인 연속 2차 계획법(sequential quadratic programming)을 사용하여 해를 구하였다. 개발된 궤도최적화 S/W의 성능을 분석하기 위하여 고도 550km의 여명궤도를 돌며 지상궤적반복주기가 28일인 영상레이더 위성에 대해 적용하였다. 해석 결과를 통해, 비록 시스템의 비선형이 큼에도 불구하고 최소의 속도증분으로 정밀한 반복지상궤적이 유지됨을 알 수 있었다.

인공위성 광학 감시 시스템 적용에 가장 효과적인 고전적 예비 궤도 결정법은 Gauss와 Laplace 방법이 있다. 이 두 방법은 세 쌍의 광학 관측 자료를 이용하여 위성의 궤도를 결정하는 방법으로 관측 시간간격에 따라 정밀도가 변화하는 특성이 있다. 이번 연구에서는 이러한 특성에 관련된 국내의 기존 연구 결과들에서 일부 상이한 점을 발견하여, 세 점의 시간간격에 대한 정밀도 변화 특성을 재검토해 보았다. 이러한 특성 연구는 다양한 위성 궤도 형태를 고려해야 하기 때문에 궤도 정보가 알려진 위성 전체를 대상으로 하였다. SGP4/SDP4 궤도전파 모델을 이용한 모의 관측 자료를 사용하여 방법론적인 정밀도 특성을 확인하였고, 특정 위성의 실제 관측 자료를 사용하여 인공위성 광학 감시시스템에 적용할 시에 발생되는 특성을 확인하였다. 결과적으로, 세 점의 시간간격에 대한 정밀도 변화 특성은 관측된 위성의 위치로 인해 달라질 수 있음을 확인하였다.

SLR (Satellite Laser Ranging) 데이터의 높은 거리측정 정밀도는 위성 추적 시스템의 검증 및 보정, 위성의 정밀궤도결정, 지구와 관련된 물리 상수 및 모델 검증, 우주파편과 같은 우주물체의 추적 및 감시 등에 활용이 가능하다. 특히 위성의 정밀궤도결정에 SLR 데이터를 활용하는 것은 고정밀 지구관측 위성 및 독자적인 항법 시스템 운영에 필수적인 부분이다. SLR 시스템은 위성 관측 가능 시간 및 지역이 한정되어 있기 때문에 정밀궤도 결정에 활용하는 것이 쉽지 않다. 따라서 이 연구에서는 SLR 데이터를 사용하기 위한 효율적인 정밀궤도결정 전략에 대해서 알아보았다. 동역학 및 관측 모델, 지상국의 개수, 초기 궤도 오차, 필터링 방법, 고도각에 따른 관측 데이터 선택 등의 기준을 선정하고 각각의 경우에 대해 정밀궤도결정을 수행하고 결과를 분석하였다. 정밀궤도결정 테스트를 위해서는 YLPODS (Yonsei Laser-ranging Precision Orbit Determination System)과 SLR정규점 (Normal Point) 데이터를 사용하였다. 이를 통해서 SLR 데이터를 사용하기 위한 효율적인 정밀궤도결정 전략에 대해 고찰해보았다.

인공위성이 발사체로부터 분리되면, 인공위성은 가장 먼저 태양 전지판을 전개한 후 전력을 생산한다. 전력은 인공위성의 운영에 반드시 필요하므로, 태양전지판의 성공적인 전개는 인공위성의 성공적 임무 수행의 필수 요소이다. 따라서, 태양전지판 또는 태양전지판의 전개장치 개발시에는 태양전지판이 이상없이 전개되는지를 확인할 수 있는 태양전지판 전개해석을 반드시 필요로 한다. 현재 개발중인 저궤도 지구관측위성의 경우, 3장의 태양전지판이 사용이 되며, 각 태양전지판의 전개 및 고정은 힌지 및 스트럿으로 이루어진 태양전지판 전개장치에 의하여 이루어진다. 이 논문에서는 다물체 동역학 해석프로그램인 Recurdyn을 이용하여, 상세 태양전지판 전개해석을 수행하고자 한다. 이전 연구에서는 기본적인 전개해석 모델을 수립하여, 태양전지판의 기본 전개거동을 확인할 수 있었다. 그러나, 태양전지판이 완전히 전개된 이후에 고정되는 부분의 모델링이 복잡하여, 단순하게 가정하여 전개해석을 수행하였다. 이러한 가정은 태양전지판의 전개 입장에서는 좀 더 극한상황이 되었으며, 이러한 환경하에서도 충분히 태양전지판이 잘 전개됨을 확인할 수 있었다. 이 논문에서는 간략화된 태양전지판 고정장치 및 기타 다른 부분들을 좀 더 상세모델링 하여, 전개 거동이 좀 더 실제에 가깝도록 하였다.

이 논문에서는 100~200kg 급의 첨단 소형위성의 기계시스템 개념설계에 대하여 기술한다. 첨단 소형위성의 개발은 국가우주기술 축적을 목적으로 하고 세부적으로는 실용 및 과학위성에 적용하기 힘든 신기술 검증 및 국내 기술자립도 향상을 목적으로 한다. 이를 위하여 다수의 후보 임무 및 검증 목적 기술을 선정하고 각각에 대하여 기계시스템 측면에서 수용가능성에 대하여 개념설계를 수행한다. 이를 통하여 위성 기계시스템의 주요 규격을 설정한다. 기계시스템의 측면에서 세부적으로 검증하고자 하는 기술은 구조체의 경량화, 신소재 및 다기능 구조체 적용, 장비 배치 집적화, 대형 탑재체 탑재기술, 충격 및 진동 저감 구조, 능동형 및 팽창형 전개장치 개발 등이 해당한다. 이 논문에서의 이러한 다양한 기술을 수용할 수 있는 기계시스템에 대한 개념설계 결과를 보여준다.

고해상도 카메라 혹은 영상레이더 안테나를 장착하여 지구를 관측하는 인공위성의 구조체는 발사하중 및 우주환경의 궤도 상에서 탑재된 장비를 보호하게끔 설계되고 제작된다. 구조체는 발사체와의 공진을 피할 수 있는 강성을 가져야 하며, 주 구조물의 강도는 발사체로부터의 하중을 견딜 수 있도록 설계된다. 또한, 극한 우주환경 하에서 구조체의 변형이 최소화 되도록 설계된다. 상기 설계 내용이 완벽하게 구조체에 반영되기 위해서는 우주용자재 및 공정의 적절한 선정이 이루어 져야 한다. 이 논문은 인공위성 구조체에 사용된 Metal, Non-metal 및 조립용 Hardware 자재 (규격 포함)와 측면패널/플랫폼 및 태양전지판 Substrate 등 주요 구조물의 제작공정에 대하여 기술한다. 그리고, 국산화가 이루어진 조립용 Hardware의 Dry Film Lubricant 공정에 대해서도 기술한다.

이 논문에서는 미소진동이 인공위성 영상품질에 끼치는 영향에 대해 살펴본다. 지구관측위성은 임무수행 시 영상의 지상전달 등을 위해 다양한 구동장치를 가동하며, 이로 인해 미소진동에 노출된다. 이러한 미소진동은 광학탑재체를 가진하여 초점면(Focal Plane)상의 영상운동을 야기하며, 이로 인해 영상품질이 저하된다. 특히, 고해상도 관측위성일수록 미소진동에 의한 영상품질의 저하가 커지므로, 위성개발 시에 영상품질에 대한 영향평가는 필수적이다. 이를 해석하기 위해서 키슬러플랫폼 위에서 진동원의 가진력을 측정 및 그 동특성을 분석한다. 이 가진원은 임무수행형상의 유한요소모델에 적용하여 광학탑재체 초점면의 영상운동을 계산하며, 최종적으로 영상품질에 미치는 영향을 평가한다.

과학기술위성 3호는 2007년 6월에 사업착수를 시작하여, 동년 8월 시스템요구사항검토회의(SRR)를 통해 임무 요구사항을 도출하였고, 동년 12월에 시스템기본설계검토회의(SDR)과 2008년 9월 시스템예비설계검토회의(PDR)를 개최하여 시험인증모델(EQM, Engineering& Qualification Model) 제작을 시작하여, 납품을 완료하고 ETB(Engineering Test Bed)상에서 유닛의 기능 시험 및 접속시험, 그리고 환경시험을 수행을 완료하였다. 또한 열구조모델 (STM, Structure and Thermal Model)도 제작을 완료하고 발사환경시험과 열평형 환경시험을 완료하였다. 이와같이 시험인증모델 및 열구조모델에 대한 지상에서의 시험과 검증이 완료된 시험결과를 바탕으로 2009년 9월 상세설계를 완료하고 비행모델 제작에 착수할 예정이다. 이 논문에서는 과학기술위성 3호의 시험인증모델에 대한 시험의 목적, 종류 그리고 검증에 대한 결과 그리고 향후 계획에 대해 발표하고자 한다. 참고로 과학기술위성 3호는 주탑재체인 다목적적외선영상시스템(MIRIS)은 우리 은하계의 근적외선 관측, 우주 배경복사 관측 및 지구 지표면의 적외선 영상 획득을 임무로 하고 있고, 부탑재체인 초소형 영상 분광기(COMIS)는 한반도 지역의 다중 스펙트럼 영상을 획득함으로써 대기관측 및 환경감시의 임무를 가지고 있다.

The 'Amon-Ra' instrument of the proposed 'EARTHSHINE' satellite is a dual (i.e. imaging and energy) channel instrument for monitoring the total solar irradiance (TSI) and the Earth's irradiance at around the L1 halo orbit. Earlier studies for this instrument include, but not limited to, design and construction of breadboard Amon-Ra imaging channel, stray light suppression and system performance computation using Integrated Ray Tracing (IRT) technique. The Amon-Ra instrument is required to produce 0.3% in uncertainty for both Sunlight and Earthlight measurement. In this study, we report accurate estimation of the output electric signal derived from the orbital variation of radiant exitance from the Sun and the Earth arriving at the aperture and detector plane of the Amon-Ra. For this, orbital irradiance are computed analytically first and then confirmed by simulation using Integrated Ray Tracing (IRT) model. Specially, the results show the arriving power at the bolometer detector surface is $1.24{\mu}W$ for the Sunlight and $1.28{\mu}W$ for the Earthlight, producing the output signal pulses of 34.31 mV and 35.47 mV respectively. These results demonstrate successfully that the arriving radiative power is well within the bolometer detector dynamic range and, therefore, the proposed detector can be used for the in-orbit measurement sequence. We discuss the computational details and implications as well as the simulation results.

이 연구는 별 관측을 통해 점 퍼짐 함수(PSF)를 측정하고 나이퀴스트 주파수에서 변조 전달 함수(MTF)을 계산하여 주파수 영역에서 저궤도 광학 위성의 영상품질 평가방법을 도출하였다. 가상 별 영상을 생성하고 IRAF로 2차원의 점 퍼짐 함수를 얻었고 MATLAB으로 점 퍼짐 함수를 2차원 푸리에 변환하여 변조 전달함수를 계산하였다. 공간 영역에서는 점 퍼짐 함수의 모양을 통해서도 영상품질을 검증할 수 있다. Along/Across-Track의 모양이 일치하고 중심에서 좌우대칭이며 델타함수에 가까울수록 좋은 품질의 영상을 의미한다. Along/Across-Track의 점 퍼짐 함수 모양차이는 Line Rate나 Time Delay and Integration(TDI)의 오차에서 기인한다. 별을 점광원으로 본다면 점 퍼짐 함수를 정의하기 쉽고 Along/Across 방향을 동시에 측정 가능하다는 장점이 있다. 궤도상에서 별을 관측하는 것은 지상을 관측하는 것보다 대기 환경의 효과가 크지 않기 때문에 영상 품질 평가에 유리하다. Yaw Steering이나 Nadir Pointing과 같은 자세제어의 효과를 배제할 수 있으므로 자세제어의 효과가 상당 부분 제거된 영상품질을 분석할 수 있다. 지상관측시간이나 배터리 충전시간이 아닌 지구 본영에서 별을 관측하므로 임무에 방해받지 않는다. 지상관측과 같은 효과를 내고 TDI를 사용하는 환경을 구현하기위해 Line Rate를 고려한 자세 기동 방법에 대해 연구하였다. 큰 각도의 자세 기동이 예상되어 쿼터니안을 이용하여 Inertial Pointing하도록 자세 제어하였고, 자세 Slew Rate 구속조건 하에서 제어가 필요하다.

During the last four years, we have performed Sejong/ARCSEC Ca uvby survey using the CTIO-1m telescope aimed at obtaining Ca uvby photometry for about 50 globular clusters and selected fields in Baade's Windows. Our results show that Ca uvby photometric system can provide a powerful method to probe multiple populations in Galactic globular clusters. We will discuss the multiple stellar population in the globular cluster NGC6218 and NGC6752 as illustrations.

Recent observations for the Galactic globular clusters (GCs) have shown that a number of GCs have characteristic features of multiple stellar populations, such as multiple main-sequences (MSs), splits in sub-giant branch (SGB), bimodal and/or extended horizontal branches (HBs). Based on the population synthesis models, we investigate star formation histories of the GCs with multiple populations, $\omega$ Cen, M54, NGC 1851, NGC 6388, NGC 6441, and NGC 2808, by comparing synthetic model color-magnitude diagrams (CMDs) with observations. We adopt most up-to-date Yonsei-Yale (Y2) stellar evolutionary tracks and isochrones from MS to post-HB, as well as improved color-temperature transformations from the recent stellar atmosphere libraries. Our models show that the observed features can be naturally explained by assuming the presence of helium-enhanced subpopulations.

Extra-tidal feature of the globular clusters such as tidal tails and halos can be a crucial evidence of the merging scenario of the Galaxy formation in the dynamical point of view. To search for such an extra-tidal feature of globular clusters located in the Galactic bulge(RGC<3kpc), we obtained wide-field near-infrared JHKs images of 6 metal-poor ([Fe/H]<-1.0) clusters and 3 metal-rich ([Fe/H]>-1.0) clusters. Observations were carried out using IRSF 1.4m telescope and SIRIUS near-infrared camera, during 2006~2007. The obtained images have a total maximum field-of-view of ~ $21'\times 21'$. To select clusters' member stars and minimize the field star contaminations, we applied CMD masking algorithm. Smoothed surface density contour maps with selected stars for each cluster show overdensity features around the tidal radius and beyond. Also, radial surface density profiles within the tidal radius of the clusters show an overdensity feature as a change of slope of the radial profile. The results add further observational constraints of the formation of the Galactic bulge.

We present extra-tidal features of spatial configuration of stars around three metal-poor globular clusters (NGC 6273, NGC 6266, NGC 6681) located in the Galactic bulge. The accurate wide-field photometric data were obtained in BVI bands with the MOSAICII camera at CTIO Blanco 4m telescope. The derived color-magnitude diagrams (CMDs) covered a total $71'\times71'$ area including a cluster and its surrounding field outside of the tidal radius of the cluster. Applying the statistical technique of the CMD-mask algorithm, we minimized the field star contaminations on the obtained CMDs and chose properly the cluster's member stars. On the spatial stellar density maps around the target clusters, we found overdensity features beyond the tidal radii of the clusters. We also found that the radial density profiles of the clusters show departures from the best-fit King model for the outer region of clusters. The results add further observational evidence that the observed metal-poor bulge clusters would be originated from accreted satellite systems, indicative of the merging scenario of the formation of the Galaxy.

There is a growing body of evidence for the presence of multiple stellar populations in some globular clusters, including NGC 1851. For most of these peculiar globular clusters, however, the evidence for the multiple red giant-branches (RGBs) having different heavy elemental abundances as observed in $\omega$ Centauri is hitherto lacking, although spreads in some lighter elements are reported. It is therefore not clear whether they also share the suggested dwarf galaxy origin of $\omega$ Cen or not. Here we show from the CTIO 4m UVI photometry of the globular cluster NGC 1851 that its RGB is clearly split into two in the U - I color. The two distinct RGB populations are also clearly separated in the abundance of heavy elements as traced by Calcium, suggesting that the type II supernovae enrichment is also responsible, in addition to the pollutions of lighter elements by intermediate mass asymptotic giant branch stars or fast-rotating massive stars. The RGB split, however, is not shown in the V - I color, as indicated by previous observations. Our stellar population models show that this and the presence of bimodal horizontal-branch distribution in NGC 1851 can be naturally reproduced if the metal-rich second generation stars are also enhanced in helium.

"칠정산 외편"은 태양 태음 오성의 운행, 교식(交食), 태음오성능범(太陰五星凌犯) 등의 천문 현상을 추보하는 데 필요한 표(입성)[立成]와 계산법을 수록한 역법서이다. 최근에 우리는 칠정산 외편의 일식과 일출입 계산의 전 과정을 전산화하였다. 잘 알려진 바와 같이, 관측지의 위도와 관련된 두 입성-"주야시 궁도분 입성"(晝夜時宮度分立成), "경위시 가감차 입성"(經緯時加減差立成)-의 계산 기준점은 중국의 난징이다. 위도와 관련이 없는 다른 입성들 역시 회회력에 수록된 것과 동일하다. 그러나 외편법으로 구한 합삭과 식심 시각은 난징이 아닌 한양의 지방시 시각이다. 이 역설을 해결할 단서는 달의 평균 황경, 즉 태음 중심행도(太陰中心行度) 계산에 쓰이는 보정 상수에 있다. 이론적인 보정값, 즉 외편법의 입성 조성 원리에 부합하는 보정값($243^{\circ}58'$)과 "외편"에 기록된 실제 보정값($243^{\circ}44'$)의 차이는 한양과 난징의 시차(時差)에 따른 달의 황경 증가량과 대략 일치한다. 한양 기준의 합삭 시각을 구하려면 "외편"에 기록된 보정값($243^{\circ}44'$)을 적용하여야 한다. 반면에 이론적인 보정값($243^{\circ}58'$)을 적용하면 합삭 시각이 난징의 지방시로 계산된다. 이 발표에서는 "칠정산 외편"의 역원(曆元)의 차이에 따른 보정 상수 중에서 태음과 관련된 상수 네 개가 모두 일정한 규칙에 따라 한양의 경도에 맞게 조정되었음을 밝힐 것이다. 아울러 태음중심 행도 보정값과 관련된 선행 연구의 오류들을 모두 바로잡고자 한다.

일반적으로 한국에서 대통력은 고려시대 공민왕 19년(1370)부터 효종 3년(1652)까지 사용된 것으로 알려져 있다. 이는 "고려사"의 "홍무 3년의 대통력을 보내니$\cdots$"와 "증보문헌비고" 상위고의 "효종 4년(1653)에 비로소 시헌력법을 시행하였다"라는 기록에 근거한 것이다. 특히 "증보문헌비고"의 기록과 관련해서는 효종 4년부터 시헌력을 사용하였다는 주장과 효종 4년에 도입하여 5년(1654)부터 사용하였다는 엇갈린 주장들이 있다. 이 연구에서는 한국에서의 대통력 사용 시기를 검증하기 위해 대통력법에 의한 역일 계산 프로그램을 개발하고, 고문헌 및 현존하는 당시 역서들을 분석을 하였으며 결과는 다음과 같다. 첫째, 대통력이 1370년부터 사용되었는지에 대해서는 제고의 여지가 있지만 적어도 1389년부터는 사용된 것으로 추정된다. 둘째, 조선시대에는 대통력이 효종 4년까지 사용되었고 시헌력은 효종 4년에 도입되어 효종 5년부터 시행되었음을 확인 할 수 있었다. 셋째, "정미년(1667)에 이르러 대통력법으로 고쳐 사용하다가 경술년(1670)부터 도로 시헌력을 사용하였다"라는 "조선왕조실록"의 기록(현종 12년 8월 8일)은 사실임을 검증 할 수 있었다. 관련하여 대통력법에 의하면 1669년에는 윤12월이 있지만 1670년에 다시 시헌력을 도입하게 됨으로써 실제로는 사용되지 않음을 알 수 있었다. 넷째, 선행 연구들에 일부 음력 초하루 일진의 오류가 있음을 발견하였다. 마지막으로, 당시 역서는 보름일자를 정할 때 한양의 일출입분 시각을 참고하였음을 확인 할 수 있었다. 이번 연구를 통해 문헌 기록과는 독립적으로 대통력법 시행기간의 각 달의 대소 및 음력 초하루의 일진, 매년의 각 절기 일자 및 시간, 윤달 등을 계산할 수 있게 되었으며, 이는 향후 조선시대 역서 연구에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

고종 원년(甲子) 1864년부터 1945년까지 발행된 한국의 역서(曆書)에 대하여 연구하였다. 이 시기에는 갑오개혁, 태양력 시행, 일제 강점기 등의 역사적 사건으로 인하여 천문현상 자료와 시각법(時刻法), 편찬 기관과 직제 등 역서의 내용에 많은 변화가 있었다. 1864년부터 1908년까지의 역서의 시각 자료는 96각법으로 표기하였고 1909년부터는 현행 시각과 동일한 방식으로 표기하였다. 1913년부터 역서의 속표지에는 역서에 사용한 시각의 기준에 대한 설명이 기술되어 있다. 또한 역서의 내용과 함께 역서를 편찬한 기관과 직제에 많은 변화가 있었는데 특히 1894년 갑오개혁이후로 급격한 변화를 겪었다. 일출입(日出入) 시각은 시기에 따라 발표일 간격이 달라졌으며 후반에는 여러 지역의 자료를 수록하였다. 그 밖에 역서에 수록된 각종 일력(日曆) 자료의 분석을 통해 그 정확도를 살펴보았으며, 일월식(日月食)과 행성 현상에 관한 자료 등을 현대 방법으로 계산하여 검토하였다. 아울러 역서의 보급과 활용에 관한 사항도 함께 살펴보았다.

견우와 직녀의 사랑 이야기가 얽혀 있는 두 별은 여름철을 대표하는 별들로서 중국 문화권에서는 지난 수 천 년 동안 매우 인기가 높은 별이었다. 두 별은 중국의 춘추전국시대의 노래를 모아 놓은 시경(詩經)에 이미 등장하고 있고, 서기 408년에 조성된 고구려의 덕흥리 고분 속에 있는 벽화에도 그려져 있다. 고려시대에는 이 별들에 대한 국가적인 제사를 지냈으며, 조선 시대에는 칠월칠석에 국왕이 신하들과 어울려 잔치를 베풀고 칠석시(七夕詩)를 지어서 책으로 편찬하는 일도 있었다. 한편 견우성은 주로 농사와 관계된 별점을 가지고 있었고, 시각제도와 긴밀한 관계가 있는 28宿(수)의 하나였으므로 천문학자들이 지속적으로 관심을 갖고 관측한 별이다. 그러한 관측의 결과는 고려사, 조선왕조실록, 승정원일기 등에 다수가 남아 있다. 그런데 동양 천문학에서 이미 널리 다루어졌던 문제 가운데 하나는, 바로 이 문학적 견우성과 천문학적 견우성이 일치하지 않는다는 것이다. 지금 일반 시민들에게 견우성은 독수리자리의 알테어(Altair)로 알려져 있다. 그러나 모든 사서와 고대 천문서 및 천문도가 지칭하는 견우성은 염소자리의 다비(Dabih)라는 별이다. 견우성이 28宿(수)의 하나라는 사실은 그 별(별자리)이 황도와 백도 근처에 있어야 함을 의미한다. 따라서 알테어는 적위가 높아서 도저히 28宿(수)에 속할 수가 없다. 게다가 알테어는 은하수 속에 들어가 있으므로, 견우와 직녀가 은하수를 사이에 두고 마주보고 있다는 일반적인 설화와도 어긋난다. 그럼에도 불구하고, 현재 대다수의 서적과 매체, 그리고 일반인을 대상으로 한 행사와 천문관에서 상영되는 프로그램들에는 모두 알테어를 견우성으로 하여 설명하고 있다. 이러한 불일치는 상당한 혼란을 초래하고 있는 상황이다. 이 연구에서는 이러한 불일치가 천문학적인 견우성과 인문학적인 견우성의 불일치로 보고, 이 문제를 실증적으로 접근해 본다. 즉, 고려사, 조선왕조실록, 승정원일기에 실려 있는 견우성 엄폐 관측 기록을 조사하여 한국사에서 전문 천문학자들은 어느 별을 견우성이라고 보아왔는지 알아보고, 또한 일반인들이 지은 시문에는 어떤 별을 견우성으로 여겼는지 고찰한다. 아울러 역사적으로 이 문제에 대한 선인들의 생각을 짚어보고, 중국과 일본의 학자들은 이 문제를 어떻게 바라보고 있는지를 살핀 다음, 마지막으로 현실적으로 이 문제를 어떻게 해결할 수 있는지 고찰해 본다.

보천가는 중국의 수당(隋唐) 시대에 저술된 책으로서 중국의 전통적인 별자리들을 칠언시로 읊은 것이다. 이책은 조선에서도 출간되었고, 세종 12년부터 관상감의 천문학자들을 위한 시험의 공식 과목으로 지정되었고, 이후 조선시대 말까지 계속되었다. 조선시대에는 총 세 가지의 보천가가 출간되었다. 이 논문에서는 이들 각각의 성립 경위와 시기를 고찰해 보고, 내용상의 특징을 살펴보기로 한다.

조선 태조 4년(1395년)에 제작된 천상열차분야지도는 그 원본이 고구려에서 기원된 것으로 알려져 있다. 그러나 이 천문도의 원석을 조사한 결과 고려 태조 왕건(王建)에 대한 피휘(避諱)가 적용된 별자리가 있음을 알게 되었다. 이것은 천상열차분야지도의 원본이 고구려가 아닌 고려에서 기원했음을 의미한다. 이에 따라 천상열차분야지도의 고구려 기원설에 대한 연구의 역사를 재점검함으로써 그 학설의 근거가 잘못된 단정에 기인함을 알아냈고, 기존 학설에 대한 전면적인 재검토를 하게 되었다. 이 논문에서는 조선은 물론이고 일본과 중국의 다양한 천문도들과 조선의 보천가, 천문류초, 누주통의 등의 문헌, 그리고 고려사, 조선왕조실록, 승정원일기 등의 역사 기록을 전면적으로 조사하여 이러한 피휘(避諱)의 양상을 파악하였다. 그 결과 천상열차분야지도의 원본 성도는 고려시대의 작품일 가능성이 크다는 결론에 도달하였다.

We examine cyclotron resonant interactions of radiation belt electrons with VLF chorus, plasmaspheric ELF hiss and electromagnetic ion cyclotron (EMIC) waves. Bounce-averaged diffusion rates depend on wave mode, equatorial pitch-angle, electron energy and L-shell. As well, diffusion rates can be sensitive to the latitudinal distributions of particle density and wave power. For different configurations of the plasmasphere, we calculate electron precipitation loss timescales due to combined scattering by VLF chorus, ELF hiss and EMIC waves.

한국천문연구원은 2009년부터 거대 마젤란 망원경 (GMT: Giant Magellan Telescope)의 10% 지분 확보를 주요 골자로 하는 대형광학망원경 개발사업을 수행하고 있다. 이 발표에서는 거대망원경 시대를 겨냥한 키사이언스 그룹의 육성, 첨단 광기계기술확보를 위한 부경제작기술 개발, GMT 관측기기 제작 수주를 위한 국제공동개발사업 등 개발사업의 각종 활동에 대한 2009년 사업 내용 및 2010년 계획에 대하여 발표한다.

한국천문연구원은 미국 텍사스대학교와 공동으로 근적외선 광대역 고분산 분광기 IGRINS (Immersion Grating Infrared Spectrograph)를 개발하고 있다. IGRINS는 R=40,000의 높은 분광분해능으로 H-밴드 ($1.49\sim1.80{\mu}m$)와 K-밴드 ($1.96\sim2.46{\mu}m$) 전체 분광스펙트럼을 한 번에 관측할 수 있다. IGRINS를 구성하는 핵심 부품은 실리콘 담금격자 (Silicon Immersion Grating)와 VPH (Volume Phased Holographic) 격자, 그리고 HAWAII2RG 적외선 센서이다. 실리콘 담금격자를 사용함으로써 적외선 분광기의 크기를 일반적인 격자를 사용한 것보다 2-3배정도 줄일 수 있게 되었다. IGRINS는 개발 후 미국 맥도날드 천문대에 3년간 장착하여 관측연구에 활용될 예정이다. 이후 IGRINS는 4미터급 이상의 망원경에 장착될 예정이다. 한국천문연구원은 IGRINS 국제공동 개발을 위하여 2009년 8월 텍사스 대학과 양해각서(MOU)를 교환하였으며 현재 개념 설계를 끝내고 기본 설계를 진행하고 있다. 기본설계검토 회의 (Preliminary Design Review)은 12월에 실시할 예정이다. 또한 과학연구 활용 극대화를 위하여 사용자 그룹을 조직하였으며, 여름학교를 열어 적외선 분광 연구에 대한 교육을 실시하였다. 이 발표에서는 IGRINS의 개발 현황을 보고하고, IGRINS의 설계와 활용 분야에 대하여 소개한다.

카네기 천문대에서 주도하여 개발 중인 구경 25.4m GMT 망원경 사업에 한국도 공식적으로 참여하였다. 현재 한국천문연구원은 GMT(Giant Magellan Telescope)부경부를 국내에서 개발하고자 이와 관련된 연구를 진행하고 있다. GMT 부경은 직경 1.06m 오목거울 7장이 모여 전체 직경 3.2m인 타원면을 형성하고 초점비는 F/0.7이다. GMT 부경개발 선행 연구과제로 카네기 천문대에서 개발되어 현재 운용중인 구경 6.5m 마젤란 망원경의 부경을 선택하였는데, 이는 마젤란 부경의 형상과 직경, 부경시스템 운영방식이 GMT 와 유사하기 때문이다. 천체관측 망원경에서 거울면의 변형에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 거울의 자중이다. 거울의 직경이 커지면 자중이 증가하게 되어 거울면의 처짐이 커지게 된다. 이를 극복하고자 다양한 거울 support들이 개발되었다. 그중에서 counterweight lever 시스템 같은 부양(float) 시스템은 자중의 영향을 보상해 줌으로써 그것에 의한 거울의 변형을 최소화하는 역할을 하는데, GMT 부경 개발에 근간이 되는 마젤란 부경 또한 부양 시스템을 도입하였다. 마젤란 부경의 부양시스템은 counterweight lever 시스템과 유사한 진공 시스템을 도입하였다. 마젤란 부경의 support는 axial 방향으로 거울을 지지하는 axial support와 lateral 방향으로 거울을 지지하는 lateral support가 있는데, 이중에서 axial support가 진공시스템으로 구성된다. Lateral 방향의 지지는 경량화된 거울의 hole 안에 3개의 판스프링을 삽입하여 단지 거울과 판스링의 강성에 의해서만 이루어진다. 이 논문에서는 망원경이 작동을 할때 즉, 천정각(zenith angle)이 변할 때 axial support와 lateral support의 조합(combination)에 의해 지지되는 마젤란 부경의 표면 정밀도 RMS 값을 비교하였다.

GMT(Giant Magellan Telescope)는 그레고리안(Gregorian) 방식 망원경이다. 일반적으로 그레고리안 방식은 포물면인 주경과 타원면인 부경으로 구성되어 있으나, GMT의 주경은 비구면계수가 -0.99829인 타원면이다. 부경은 지름 1.063m 7장의 반사경이 3.2m의 부경을 이루며 곡률반경은 4.2058m, 비구면계수는 -0.71087이다. 주경과 부경은 모두 1장의 중앙 반사경과 6장의 비축 반사경으로 이루어져 있다. 따라서 GMT 광학계에서 대구경 비축 비구면 반사경의 가공 및 테스트는 매우 중요하다. 이 발표에서는 GMT 부경을 테스트하기 위하여, 타원면의 기본적인 광학적 특성을 이용한 테스트 방법과 이 방법의 단점을 보완하기 위해 Reference 반사경을 이용하는 방법, 그리고 Null compensator를 이용한 방법 등을 제시한다. Null compensator를 이용한 방법에는 일반적으로 Autostigmatic 방식과 Autocollimation 방식이 있으며 이 발표에서는 이 두 방식을 상호 비교한 연구 결과에 대하여 논의한다.

Diffuse ionized gas (DIG or warm ionized medium, WIM) outside traditional regions is a major component of the interstellar medium (ISM) not only in our Galaxy, but also in other galaxies. It is generally believed that major fraction of the Halpha emission in the DIG is provided by OB stars. In the "standard" photoionization models, the Lyman continuum photons escaping from bright H II regions is the dominant source responsible for ionizing the DIG. Then, a complex density structure must provide the low-density paths that allow the photons to traverse kiloparsec scales and ionize the gas far from the OB stars not only at large heights above the midplane, but also within a galactic plane. Here, I present Monte-Carlo models to examine the propagation of the ionizing radiation leaked out of traditional H II regions into the diffuse ISM applied to two face-on spirals M 51 and NGC 7424. We find that the "standard" scenario requires absorption too unrealistically small to be believed, but the obtained scale-height of the galactic disk is consistent with those of edge-on galaxies. We also report that the probability density functions of the Halpha intensities of the DIG and H II regions in the galaxies are log-normal, indicating the turbulence property of the ISM.

We report the detection of the C IV $\lambda\lambda1548$, 1551 emission line in the region of the RCW 114 nebula using the FIMS/SPEAR data. The observed C IV line intensity indicates that RCW 114 is much closer to us than HD 156385, a Wolf-Rayet star that was thought to be associated with RCW 114 in some of the previous studies. We also found the existence of a small H I bubble centered on HD 156385, with a different LSR velocity range from that of the large H I bubble which was identified previously as related to RCW 114. These findings imply that the RCW 114 nebula is an old supernova remnant which is not associated with the Wolf-Rayet star, HD 156385. Additionally, the global morphology of the C IV and $H{\alpha}$ emissions shows that RCW 114 has evolved in a non-uniform interstellar medium.

After SNIa and WMAP observations during the last decade, the discovery of the accelerated expansion of the universe is a major challenge to particle physics and cosmology. There are currently three candidates for the dark energy which results in this accelerated expansion: $\cdot$ a non-zero cosmological constant, $\cdot$ a dynamical cosmological constant (quintessence scalar field), $\cdot$ modifications of Einstein's theory of gravity. The scalar field model like quintessence is a simple model with time-dependent w, which is generally larger than -w1. Because the different w lead to a different expansion history of the universe, the geometrical measurements of cosmic expansion through observations of SNIa, CMB and baryon acoustic oscillations (BAO) can give us tight constraints on w. One of the interesting ways to study the scalar field dark-energy models is to investigate the coupling between the dark energy and the other matter fields. In fact, a number of models which realize the interaction between dark energy and dark matter, or even visible matter, have been proposed so far. Observations of the effects of these interactions will offer an unique opportunity to detect a cosmological scalar field. In this talk, after briefly reviewing the main idea of the three possible candidates for dark energy and their cosmological phenomena, we discuss the interactinng dark-energy model, paying particular attention to the interacting mechanism between dark energy with a hot dark matter (neutrinos). In this so-called mass-varying neutrino (MVN) model, we calculate explicitly the cosmic microwave background (CMB) radiation and large-scale structure (LSS) within cosmological perturbation theory. The evolution of the mass of neutrinos is determined by the quintessence scalar field, which is responsible for the cosmic acceleration today.

The relativistic Weibel instability has drawn attention as a main mechanism of the magnetic generation in the core of galaxies or in the formation of universe. The Weibel instability is not yet fully understood in the relativistic region. We investigated nonlinear saturation and decay of the relativistic Weibel instability. It is found that the early phase of the instability is in excellent agreement with the linear theory. But, an analysis based on an alternative magnetic trapping saturation theory reveals that a substantial discrepancy between the theory and simulation is revealed in the relativistic regime in contrast to an excellent agreement in the non-relativistic regime. The analysis of the Weibel instability beyond the quasilinear saturation stage shows an inverse cascade process via a nonlinear decay instability involving electrostatic fluctuation.

We have investigated the recent star formation history of the nearby galaxies using the SDSS optical and Galex UV data. To everyone's surprise, we found that roughly 30 percent of elliptical galaxies had a residual star formation in the last billion years, suggesting that residual star formation has been common even in ellipticals. Galaxy evolution models based on semi-analytic prescriptions including AGN feedback reasonably reproduce the star formation properties of elliptical galaxies. However, we found that the current galaxy models miserably fail to reproduce the star formation properties of satellite disc galaxies in cluster environments. Satellite disc galaxies in models are overly star-formation quenched in comparison to observation. Detailed investigations led us to conclude that this is due to the use of inaccurate prescriptions for the gas content evolution in the model. I present a solution to the problem by adopting more realistic physical prescriptions.

We have studied the radial g-r color gradients of early-type galaxies in the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) DR6 in the redshift range 0.00 < z < 0.06. The color profiles of ~30 per cent of the galaxies in this sample show positive color gradients (centers being bluer). These positive gradient galaxies often show strong $H\beta$ absorption line strengths or emission line ratios that are consistent with star-forming populations. Combining the optical data with Galaxy Evolution Explorer (GALEX) UV photometry, we find that all positive gradient galaxies show blue UV-optical colors. They also exhibit a tendency of having a lower stellar velocity dispersion. Positive gradient galaxies tend to live in lower density regions than negative gradient galaxies and are likely to have a late-type companion galaxy. On the other hand, massive early-type galaxies show negative color gradients. A simplistic population analysis shows that these positive color gradients are visible only for half a billion years after a star burst. Although the effective radius decreases and mean surface brightness increases due to this centrally concentrated star formation, the positions of the positive gradient galaxies on the fundamental plane cannot be reproduced by any amount of recent star formation. Instead it required a lower velocity dispersion.

We have established a database of galaxy spectral line strengths for the SDSS database using an improved line measuring method. Our work includes the entire SDSS DR7 galaxies within redshift of 0.2. The absorption line strengths measured by the SDSS pipeline are seriously contaminated by emission filling. Our code, GANDALF (gas and absorption line fitting code) performs more accurate measurements by effectively separating emission lines from absorption lines. A significant improvement has also been made on the velocity dispersion measurement, more notably in late-type galaxies. We have also identified a number of broad line region galaxies which were misclassified as normal galaxies by the SDSS pipeline. We developed an effective method measuring their line strengths. The database will be provided with new parameters that are indicative of the line strength measurement quality. In addition, we made galaxy templates for the Hubble sequence. The database will be useful for many fields of galaxy studies including star formation and AGN activities.

One possible channel for the formation of dwarf galaxies involves birth in the tidal tails of interacting galaxies. We report the detection of a bright UV tidal tail and several young tidal dwarf galaxy candidates in the post-merger galaxy NGC 4922 in the Coma cluster. Based on a two-component population model (combining young and old stellar populations), we find that its light predominantly comes from young stars (a few Myr old). The Galaxy Evolution Explorer (GALEX) ultraviolet data played a critical role in the parameter (age and mass) estimation. Our stellar mass estimates of the tidal dwarf galaxy candidates are ~10^{6-7} M_sun, typical for dwarf galaxies.

To investigate properties of the stellar contents of the resolved asymptotic giant branch stars in the nearby dwarf galaxies, we obtained wide-field JHKs images of the dwarf irregular galaxies NGC 6822, IC 1613 and the dwarf elliptical galaxy NGC 205, using the WIRCam near-infrared imager of the CFHT. The obtained (J-Ks, Ks) and (H-Ks, Ks) color-magnitude diagrams for the resolved stars in the galaxies contain populations of foreground stars, super giant stars, red giant stars and the asymptotic giant branch (AGB) stars. Using corollary photometric data in the visible bands, AGB stars were selected in the color-magnitude diagrams with a wide wavelength baseline in color indices. In color-color diagrams of the resolved AGB stars, we identified C stars from M giant stars for each galaxies, i.e., 726 C stars in NGC 6822, 126 C stars in IC 1613 and 593 C stars in NGC 205. The number ratios of C stars to M-giants were estimated to be $0.59\pm0.03$ in NGC 6822, $0.30\pm0.03$ in IC 1613 and $0.14\pm0.01$ in NGC 205. From analyses of the correlations of the spatial distribution of the C/M ratios with the HI properties and dynamical structures of the target galaxies, we discuss environmental effects of the star formation in the galaxies. We also discuss the epochs of the AGB star formation in the galaxies by comparing theoretical isochrones with the color distributions and luminosity functions of the AGB stars.

We investigate the molecular and atomic gas properties of 20 Virgo cluster spiral galaxies by comparing with optical properties to assess the effect of the Virgo environment on the interstellar media of the Virgo disks. CO maps from FCRAO On-The-Fly (OTF) mapping survey and HI maps from VIVA (VLA Imaging of Virgo spirals in Atomic gas) are shown, and radial properties of molecular and atomic gas are compared. H2 deficiency along with HI is investigated, and gas evolution history of the Virgo cluster spirals is also examined.

We present GALEX (Galaxy Evolution Explorer) far (FUV) and near (NUV) ultraviolet imaging of 34 nearby early-type galaxies from the SAURON representative sample of 48 E/S0 galaxies, all of which have ground-based optical imaging from the MDM Observatory. The surface brightness profiles of nine galaxies (~26 per cent) show regions with blue UV-optical colours suggesting recent star formation. Five of these (~15 per cent) show blue integrated UV-optical colours that set them aside in the NUV integrated colour-magnitude relation. These are objects with either exceptionally intense and localised NUV fluxes or blue UV-optical colours throughout. They also have other properties confirming they have had recent star formation, in particular Hbeta absorption higher than expected for a quiescent population and a higher CO detection rate. This suggests that residual star formation is more common in early-type galaxies than we are used to believe. NUV-blue galaxies are generally drawn from the lower stellar velocity dispersion (sigma_e <200 km/s) and thus lower dynamical mass part of the sample. We have also constructed the first UV Fundamental Planes and show that NUV blue galaxies bias the slopes and increase the scatters. If they are eliminated the fits get closer to expectations from the virial theorem. Although our analysis is based on a limited sample, it seems that a dominant fraction of the tilt and scatter of the UV Fundamental Planes is due to the presence of young stars in preferentially low-mass early-type galaxies.

This is an attempt to improve a formula to predict variations of geomagnetic storm indices (Dst) from solar wind parameters. A formula which is most widely accepted was given by Burton et al. (1975) over 30 years ago. Their formula is: dDst*/dt = Q(t) - Dst*(t)/$\tau$, where Q(t) is the Dst injection rate given by the convolution of dawn-to-dusk electric field generated by southward solar wind magnetic field and some response function. However, they did not clearly specify the response function. As a result, misunderstanding seems to be prevailing that the injection rate is proportional to the dawn-to-dusk electric field. In this study we tried to determine the response function by examining 12 intense geomagnetic storms with minimum Dst < -200 nT for which solar wind data are available. The method is as follows. First we assume the form of response function that is specified by several time constants, so that we can calculate the injection rate Q1(t) from the solar wind data. On the other hand, Burton et al. expression provide the observed injection rate Q2(t) = dDst*/dt + Dst*(t)/$\tau$. Thus, it is possible to determine the time constants of response function by a least-squares method to minimize the difference between Q1(t) and Q2(t). We have found this simple method successful enough to reproduce the observed Dst variations from the corresponding solar wind data. The present result provides a scheme to predict the development of Dst 30 minutes to 1 hour in advance by using the real time solar wind data from the ACE spacecraft.

Solar type II radio burst is regarded as a signature of coronal shock. However its association with coronal mass ejections (CMEs)-driven shock and/or flare blast waves remains controversial. On December 31 2007, SOHO/LASCO and STEREO/COR observed a CME that occurred on the east limb of the Sun. Meanwhile, two type II bursts were observed sequently by KASI/E-Callisto and the Culgoora radio observatory during the CME apparence time. In this study, we estimate kinematics of the two coronal shocks from dynamic spectrum of the multiple type II bursts and compare with the kinematics of the CME derived from the space observations. An origin of the multiple type II bursts is inspected and discussed briefly.

In this study, we present a new empirical forecasting method of solar proton events based on flare parameters. For this we used NOAA solar energetic particle (SEP) events from 1976 to 2006 and their associated X-ray flare data. As a result, we found that about only 3.5% (1.9% for M-class and 21.3% for X-class) of the flares are associated with the proton events. It is also found that this fraction strongly depends on longitude; for example, the fraction for $30W^{\circ}$ < L < $90W^{\circ}$ is about three times larger than that for $30^{\circ}E$ < L < $90^{\circ}E$. The occurrence probability of solar proton events for flares with long duration (> 0.3 hours) is about 2 (X-class flare) to 7 (M-class flare) times larger than that for flares with short duration (< 0.3 hours). The relationship between X-ray flare peak flux and proton peak flux as well as its correlation coefficient are strongly dependent on longitude. Using these results for prediction of proton flux, we divided the data into 6 subgroups depending on two parameters: (1) 3 longitude ranges (east, center, and west) and (2) flare impulsive times (long and short). For each subgroup, we make a linear regression between the X-ray flare peak flux and the corresponding proton peak flux. The result shows that the proton flux in the eastern region is much better correlated with the X-ray flux than that in the western region.

태양물리연구실에서는 춘 추분기를 전후한 일정 기간 사이에 수분 정도 발생하는 태양간섭 현상을 예측하기 위하여 프로그램을 개발하였다. TU 미디어에서 제공해준 3개의 통신위성 PAS-8, TELSTAR-10, MEASAT-1에 대한 2006, 2007년도 춘 추분기의 통신장애 자료와 계산한 자료를 비교 분석하였고, 이를 이용하여 2009년도 추분기의 태양간섭 현상 시간을 예측하였다. 태양위치변화 계산은 NASA/JPL에서 발행하는 DE406 역서 자료를 이용하여 정밀도를 높였으며, 지구 타원체 모델을 통해 기지국에서의 정확한 태양 및 위성의 고도, 방위각을 구하였다. 또한 기지국 안테나 이득률을 계산하여 기지국 안테나에서 예상 되는 태양 간섭 시간을 얻어 냈다. 기지국 안테나의 빔 패턴은 안테나의 중심 부근에서 가장 강하게 나타나며, 중심에서 멀어질수록 특수한 감쇄 형태를 보인다. 이러한 빔 패턴은 안테나의 이득률과 관련이 있으며, 빔 패턴의 적분을 통해 얻어진 이득률과 태양 디스크가 얼마나 안테나의 범위에 들어오는가에 따라 안테나에 수신되는 전파의 강도가 달라진다. 이러한 강도 변화량을 계산함으로써 태양 간섭 시간을 계산할 수 있다. 본래 안테나 빔 패턴은 개개의 안테나에 따라 다르며 직접 측정하여 얻을 수 있다. 사용한 빔 패턴 모델은 ITU에서 채택된 WARC-79 모델을 이용하였고 모든 위성 기지국 안테나의 빔 패턴은 이 모델에서 벗어나지 않는다. 이 연구에서는 빔 패턴 모델을 적용하여 기존의 TU미디어 성수기지국에서의 태양간섭 시간을 다시 계산하였다. 또한 새롭게 KT 용인 위성 관제센터의 자료를 추가하여 태양 간섭시간을 계산하고 예측하였다. 위성데이터는 기존의 PAS-8, TELSTAR-10, MEASAT-1 통신위성과 KT에서 운용하고 있는 무궁화 3호와 무궁화 5호 통신위성 자료를 사용하였다. 이러한 계산 방법은 전국 임의의 지역에서 춘 추분기에 발생할 수 있는 태양간섭 시간을 예측하고 적용할 수 있다.

Rho et al.(2008) showed that the eccentricity parameter of a CME is an important indicator for forecasting CME geoeffectiveness. In this study we have tested a capability of the eccentricity parameter as an indicator of CME direction. For this work we considered 11 CMEs observed by both SOHO/LASCO and STEREO/SECCHI (2007-2008 from Temmer et al. 2009) coronagraphs. We have estimated earthward direction angles for these CMEs based on two different methods: (1) the eccentricity parameter from a single coronagraph SOHO/LASCO and (2) the triangulation technique using a pair of spacecrafts LASCO/STEREO-A and LASCO/STEREO-B. As a result, we have found that for 7 out of 11 CME events their direction angles are consistent with each other within $20^{\circ}$. This result demonstrates that the earthward direction based on the eccentricity parameter can be a good potential indicator for CME propagation direction.

In this paper we present the first results of summer-time F region irregularities during low solar condition observed using the Gadanki MST radar. Echoes were observed on all 20 nights of radar observations and were mostly confined to the post-midnight hours. Echo morphology is very different from the equinoxial post-sunset plume-like features reported earlier from Gadanki. Echo SNRs are lower by 25 dB than their equinoxial post-sunset counterpart, and are quite comparable to the equinoxial irregularities in the post-midnight hours, which are essentially the decaying post-sunset irregularities. The Doppler velocities, which lie in the range of $\pm$ 100 m s-1, show upward/northward motion of the irregularities during the initial phase in contrast to the observed predominant downward/southward velocities associated with the decaying equinoxial post-midnight F region irregularities. Spectral widths of the summer echoes, which are well below 50 m s-1 and are very similar to those of the decaying equinoxial irregularities, represent the presence of weak plasma turbulence. Simultaneous observations made using a collocated ionosonde show no ionogram trace during 2200-0530 LT except for a few occasions. Weak frequency type spread F observed during midnight hours occurred without prior occurrence of range spread F. Concurrent ionosonde observations made from magnetic equatorial location Trivandrum also show very similar result and thus no height rise of the F layer during the midnight hours could be monitored. The preliminary analysis suggests that the post-midnight irregularities reported here are mostly freshly generated ones. The observations are discussed in the light of other observational results reported earlier and the current under standing on the post-midnight occurrence F region irregularities in summer.

The ionosphere displays variations on a wide variety of time-scales, ranging from few hours to days and up to solar cycles and even more. In this paper, we examine the ionospheric F2-layer variability in mid latitude by analyzing the foF2 and hmF2 from the Anyang ionosonde. Especially, we investigate how ionospheric semi-annual and seasonal anomalies vary with local time and solar activity. In addition to the characterization of the ionospheric semi-annual an seasonal anomalies, our study extends to the investigation of the relationship between ionospheric variability and geomagnetic activity. Finally we also discuss the coupling between ionospheric F2-layer variability and thermospheric neutral composition.

Equatorial Plasma Bubble (herafter, EPB) is a common feature in low-latitude F-region during the night time. Since EPB causes significant impacts on the satellite communication and navigation systems, its accurate forecast is highly demanded by the GNSS users. Thus, further understanding of these features and their configuration is a challenging issue in space weather studies. The day-to-day variability of the plasma bubble activity was investigated by analyzing the TIMED/GUVI, ROCSAT-1, DMSP, and CHAMP satellite data. The pre-reversal enhancement (PRE) is known as the most important single parameter for the onset of plasma bubbles but we do not know yet to what extent the day-to-day variability of the bubble activity can be attributed to the PRE. We obtained the magnitude of the PRE from ROCSAT-1 and the occurrence of bubbles in relation to the PRE was investigated by using the coincident observations of EPBs from TIMED/GUVI, DMSP, and CHAMP. By conducting one-to-one comparison of the PRE characteristics with the EPB occurrence we examined the role of the PRE in the onset of EPBs.

중성입자가 함께 존재하는 불균일한 플라즈마 내로 입사하는 전파들은 플라즈마의 전자 밀도와 전자-중성입자 충돌에 의해 영향을 받게 된다. 특히 전자들의 운동이 중요한 높은 주파수 파동들은 상위 혼합 공명(Upper Hybrid Resonance)과 주변 자기장 현상에 의한 파동 모드 변환(mode conversion)으로 전파의 성질이 변하게 된다. 그리고 전자-중성입자에 의한 충돌은 에너지의 감쇄 등의 영향을 미치게 된다. 이러한 조건을 모두 고려한 유체 수치 모델을 이용하여 지구의 전리층이나 약한 자기권을 가지고 있는 행성 대기와 같이 플라즈마와 중성입자가 섞여있는 매질에서의 전자기파 파동의 특성을 조사하였다. 주파수, 중성대기 밀도 및 입사 각도에 따라 파동의 공명 흡수량과 감쇄량을 각각 알아본다.

지자기 폭풍이 발생할 동안 중위도 전리권 전자밀도 변화의 가장 큰 특징은 양전리권 폭풍 또는 음전리권 폭풍이다. 양전리층 폭풍은 정상적인 경우보다 전자밀도가 증가하는 것으로 정의되는데 적도방향 중성바람에 의한 극지방 전자밀도의 중위도로의 이동으로 설명된다. 음전리권 폭풍은 F2 층 고도의 O/N2 증가에 의한 전자소멸로 전자밀도가 낮아지는 것으로 알려져 있다. 우리는 지상 GPS 총전자량 자료와 이를 이용한 전리권 토모그래피 모델 결과, 그리고 이온존데 관측에 나타난 한반도 상공의 전리층 폭풍 양상을 제시하고 토의할 것이다.

우주기상현상에서 자기폭풍은 태양으로부터 태양풍, 지구 자기권, 고층대기를 모두 포함하는 매우 복잡한 현상인데, 이들 중 자기폭풍이 고층대기 이온권에 미치는 영향에서도 매우 복잡하고 다양한 모습으로 나타난다. 자기폭풍이 이온권에 미치는 영향의 연구는 대부분 어떤 특정한 자기폭풍이 일어났을 때 이온권에 나타나는 변화의 관측자료 분석이나 모델링을 통한 연구이다. 그러나 이러한 연구는 자기폭풍이 일어나면 보통 이온권에는 어떤 변화가 일어나는지에 대한 답을 주지는 못한다. 한편, 이온권은 시간, 위치, 태양 및 지자기 활동 등의 변화에 따라 일반적인 변화경향을 보일 수 있는데, 이러한 물리적 조건 중 지자기활동이 변화할 때, 즉 자기폭풍이 발생할 때 이온권이 어떤 변화를 보이는지에 대한 일반적인 경향은 아직 정확히 알려져 있지 않다. 이는 자기폭풍의 영향이 다양한 조건에서 대단히 복잡한 패턴을 가지고 있어 간단히 일반화하기 어렵기 때문인데, 장기간의 이온권 관측 자료를 이용하여 체계적인 분석을 통해 자기폭풍이 얼어났을 때 공통으로 나타나는 이온권 변화를 연구할 수 있을 것으로 기대된다. 최근 인공위성을 이용하여 장기간에 걸쳐 전지구적인 이온권 관측이 수행되고 있는데, GPS나 TOPEX/JASON 위성 등에서 이온권 총 전자량이 관측되고 있다. 향후 이러한 관측 자료의 체계적인 분석을 통해 자기폭풍에 의한 이온권 변화의 일반적인 경향을 체계화 할 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구의 목적은 고해상도 합성개구레이더 센서를 탑재한 관측위성의 운용요구사항에 맞춰 임무기간 동안 관측 목표지역을 주기적으로 반복하고 지상궤적을 $\pm2km$ 범위 내에서 안정성을 갖도록 유지 조정하는 궤도제어 알고리즘 연구를 수행하는데 있다. 기존에 수행되어 왔던 지상궤적에 대한 오차를 해석적으로 계산하여 궤도를 유지 조정하는 방법이 아닌 기준궤도에 대하여 상대좌표계에서 표현된 위성의 실제 접촉궤도를 기준궤도와 직접적으로 비교하여 목표궤적을 유지 조정하는 알고리즘을 연구하였다. 이를 위해 첫째, 고해상도 관측위성의 운용요구사항을 만족하는 계획된 목표궤도인 기준궤도를 설계하였다. 기본적으로 기준궤도는 임무 설계 시 완전한 주기성이 고려된 최대한 실제에 가까운 궤도이기 때문에 지구중력장 모델만을 고려하여 간략하게 설계하였다. 둘째, 실제의 인공위성의 궤도는 계획된 기준궤도를 유지해야 하지만 시간에 따라 섭동력의 영향을 받아 계획된 궤도로부터 벗어나게 된다. 기준궤도로부터 실제궤도가 얼마나 벗어나는지에 대한 정량적 분석을 위해 지구 중력장, 달-태양 중력, 대기저항력, 태양복사압, 조석력 등과 같은 다양한 섭동력의 영향에 대한 분석을 수행하였다. 셋째, 반경방향(radial), 진행방향(along-track), 교차방향(cross-track)의 세 방향의 성분으로 구성된 우주공간오차(Space Error) 개념을 적용하여, 투영된 지상궤적에 상응하는 오차를 계산하는 것 보다 안정적으로 오차를 계산하였다. 또한 운용요구사항에 따라 허용된 범위 내에서 궤도를 유지하기 위해 GVE(Gauss Variation Equation)을 이용한 궤도조정을 수행하였다. 섭동력의 분석 결과로부터 지구대기저항력, 달-태양 중력으로 인해 가장 두드러지는 장반경과 궤도이심률의 변화를 조정하기 위해, 임무에 사용되는 추력기의 연료 효율을 고려하여 동결궤도가 유지될 수 있는 최적의 위도이각에서 In-plane에 대한 궤도조정만을 수행하여 장반경과 이심률을 동시에 조정하였다. 지구대기와 태양활동의 영향으로 시간에 따른 장반경의 변화율에 따라 궤도조정 주기를 가지는 것을 알 수 있었고, 이 변화율 때문에 생기는 우주공간오차의 증가를 보정하여 위성의 지상궤적을 목표범위 안에서 유지할 수 있었다.

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.

이 연구에서는 달천이(TLI: Trans Lunar Injection) 및 달포획(LOI: Lunar Orbit Injection) 기동 시 대전 지상국의 가시성을 고려한 최적의 임무를 설계하였다. TLI 기동은 탐사선이 지구 주차궤도에서 지구-달 천이궤적으로 진입하기 위하여 주어지는 기동이며, LOI 기동은 탐사선이 지구-달 천이궤적에서 달의 중력권으로 진입하기 위하여 주어지는 기동이다. TLI 및 LOI 기동 시 대전 지상국에서의 가시성의 확보는 실제적인 미래 한국의 달 탐사를 대비하였을 때 중요한 요소이다. 따라서 이 연구에서는 TLI 및 LOI 기동 시 대전 지상국에서의 가시성을 모두 고려하여, 최소연료로 지구 주차궤도에서 달 임무궤도 진입까지의 모든 단계에 대해 임무설계를 실시하였다. TLI 및 LOI 기동 시 추력은 순간 추력(Impulsive thrust)로 가정하였으며, KSLV-II 발사체의 성능을 적용하여 설계하였다. 임무 설계 시 태양, 지구, 달의 섭동력을 고려한 N체 운동 방정식을 탐사선에 적용하였으며, 지구의 비대칭 중력장, 태양 복사압, 달의 J2 섭동에 의한 영향도 고려하였다. JPL의 정밀 천체력인 DE405를 사용하였고, 상용 소프트웨어인 SNOPT(Spares Nonlinear OPTimizer)를 이용하여 비행 궤적의 최적해를 도출하였다. 임무 설계 결과를 통해, 대전 지상국의 가시성을 고려한 TLI 및 LOI 기동의 크기에 의한 임무설계의 분석을 수행하였다. 또한 최적화된 달 탐사 임무의 단계별 기동의 크기와 지구-달 천이 궤적의 형상 및 다양한 임무 요소들의 해석을 도출하였다.

인류가 위성을 발사하기 시작하면서 수많은 우주파편이 발생하게 되었고 이로 인하여 우주파편 환경은 날이 갈수록 심각해지고 있다. 우주공간을 비행하는 우주물체는 분쇄된 파편, 임무 관련 파편, rocket body 그리고 운용위성으로 구분된다. U.S. Space Surveillance Network에 따르면 10cm 이상 크기를 갖는 물체는 현재 13,000개가 넘는다고 알려지고 있고 질량만 해도 6,000톤이 넘는다. 이런 우주파편 환경으로 인하여 우주파편 간의 충돌, 우주파편과 운용위성 간의 충돌 또는 운용위성 간의 충돌에 대한 우려가 꾸준히 제기되어왔고, 불행하게도 2009년 2월 10일 Iridium 33과 Cosmos 2251 위성이 고도 790km 부근에서 충돌하여 1,300여개의 우주파편이 발생했다. 또한 2007년에 중국이 고도 860km 부근에서 750kg에 해당하는 자국의 위성(FY-1C)을 미사일로 격추시킴에 따라 2500여개의 우주파편이 발생하여 저궤도의 우주파편 환경을 더욱 심각하게 만들고 있다. 운용위성과 우주파편과의 충돌 가능성을 분석하기 위해서는 우주파편 및 위성의 궤도정보를 알아야 한다. 이를 위해서 NORAD(North American Aerospace Defense Command)에서 제공하는 TLE(Two Line Element)가 주로 이용된다. 하지만 관측 및 궤도 결정 특성상 수 km의 오차를 포함하므로 궤도정보의 공분산이 크다는 단점이 있으므로 충돌 분석을 수행하는데 있어 한계가 있다. 이 논문은 충돌분석 수행에 있어 TLE 정보만을 이용한 경우뿐만 아니라 정밀궤도와 TLE를 동시에 이용한 경우를 비교함으로써 충돌 불확실성의 해소방안을 제시할 계획이다.

한국천문연구원은 2008년 10월 IVS(International VLBI Service for Geodesy and Astrometry) 통합분석센터로 선정되어 현재 정규운영을 위한 준비 작업을 진행하고 있다. IVS 통합분석센터는 개별 IVS 분석센터에서 산출한 산출물을 통합하여 개별 분석 센터 산출물의 품질을 검증하고 국제 지구기준좌표계 구성에 필요한 입력 데이터를 제공하는 기능을 한다. 이 연구에서는 IVS통합분석센터로서의 역할과 향후 IVS 통합분석센터의 운영계획에 대해 초점을 맞춘다. VLBI 산출물 통합을 위해 다른 IVS 통합분석센터와 차별화하여 GPS 자료처리 소프트웨어 Bernese 5.0에서 제공하는 정규방정식 단계 통합 프로그램인 ADDNEQ2를 활용할 계획이다. 이와 관련하여 VLBI 데이터 처리에 적합하도록 ADDNEQ2를 수정 보완한 사항과 수정된 ADDNEQ2로 통합한 예비 결과에 대해 집중적으로 논의한다. 이와 더불어 산출한 예비 결과를 각 개별 IVS 분석센터 산출물을 바탕으로 비교 검증한 결과를 소개한다.

저궤도위성에서 수신한 지구대기에 의해 엄폐된(Occulted) GPS 신호를 이용한 연직 수증기량 산출에 관해 다루었다. 전파엄폐(Radio Occultation) 기법은 원래 행성대기에 의해 엄폐된(Occulted) 별빛을 이용하여 행성의 대기를 분석하는데 사용되던 기법을 일컫는 말로 최근엔 GPS를 이용한 지구대기 분석에 활용되고 있다. 1995년 GPS/MET 위성을 통해 처음으로 GPS 전파엄폐 기술을 통한 대기정보의 연직분포를 산출하였고, 현재는 COSMIC 위성군을 비롯해 많은 저궤도위성에서 GPS 전파엄폐기술을 통해 온도, 압력, 습도 등의 연직분포를 산출하고 있다. 이 중 연직 수증기량 분포는 기상예보를 위한 수치모델(Numerical Weather Model)에서 매우 중요한 초기 값이다. GPS 전파엄폐 기술을 통한 연직수증기량 산출은 라이오존데(Radiosonde)나 마이크로미터와 같은 연직수증기량 관측기기의 검증 및 상호 통합활용이라는 측면에서 활용가치가 매우 높다. 특히, GPS 전파엄폐 기법은 시공간적 제약이 상대적으로 전 지구적인 기후분석에는 적합한 기법으로 주목을 받고 있다. 이 연구에서는 COSMIC에서 제공하는 굴절각(Bending Angle)정보를 이용하여 연직 수증기량을 산출하는 알고리즘을 구현하였다. 또한 천문연이 보유하고 있는 마이크로미터에서 산출한 가강수량과의 비교.검증하기위한 방안을 도출하였다. 이 연구결과는 현재 진행 중인 다목적실용위성 5호의 전파엄폐용 수신기의 활용에 기여할 것으로 기대된다.

우주측지 정밀도 향상을 위해 대류층 지연오차의 정확한 산출은 필수적이다. 한국천문연구원은 GPS 자료를 이용하여 대류층 지연오차 요인인 대기 중의 수증기량을 정확히 산출하는 연구를 수행하고 있다. 또한, 1999년부터 GPS 관측을 시작한 이래로 10년 이상의 연속 관측자료를 보유하고 있다. 이 연구에서는2000년부터 2008년까지 한국천문연구원의 GPS 상시관측소 5곳(서울, 대전, 목포, 밀양, 속초)의 GPS 가강수량을 산출하고 이들의 다년간 변화경향을 분석하였다. 산출된 GPS 가강수량을 라디오존데 관측값과 비교하여 신뢰도 검증하였다. 선형회귀방법을 통하여 GPS 가강수량에 대한 경향을 분석하면 관측 지역마다 기울기의 차는 있으나 전체적으로 시간이 지날수록 GPS 가강수량이 증가하는 경향을 보였다. 해당 기간동안 GPS 가강수량의 연간 변화량은 평균 0.20mm 증가하였고 목포의 경우 0.25mm로 가장 큰 변화량을 보였으며 서울이 0.16mm로 가장 작은 변화량을 보였다. 여름철 연간 변화량은 평균 0.32mm 증가하였고 겨울철은 평균 0.08mm 감소하였다. 일반적으로 기온이 상승하면 상대습도가 내려가 수증기의 증발이 활발해져 대기중의 수증기량이 증가한다. 최근 10년간 기상청의 기온은 매해 평균 $0.16^{\circ}C$씩 증가하였으며 대기 중의 수증기량과 직접적으로 연관되어 있는 GPS 가강수량의 변화 경향과 유사함을 확인하였다.

한국천문연구원은 우주측지용 레이저 추적 시스템 개발 사업 중 현재 이동형 시스템(ARGO-M) 1기를 개발 중에 있으며, 2009년 5월에 시스템 개념 설계 검토(SDR) 회의를 수행하였고 현재는 예비 설계 단계를 진행 중이다. ARGO-M을 구성하는 5개의 서브시스템 중 하나인 운영시스템은 레이저 관측에 필요한 각종 서브시스템을 제어하고 환경을 종합 판단 후 이를 관측에 반영하며, 실제 관측을 통해 획득한 데이터를 통합 처리 및 전송하는 역할을 담당하고 있다. 현재 본격적인 예비 설계 수행 단계에 있는 운영시스템은 우선적으로 핵심이 되는 소프트웨어의 설계를 위해 오스트리아의 Graz에 위치한 IWF(Institut fur Weltraumforschung) 소속 SLR(Satellite Laser Ranging) 관측소를 2009년도에 방문하여 운영 전반에 관련한 소프트웨어의 로직분석 작업을 수행하였다. Graz 운영시스템 중 소프트웨어관련 시스템은 크게 KHz급 반복율을 가진 레이저를 사용하여 위성까지의 거리 측정에 해당되는 실시간 시스템과 실시간 측정을 통해 저장된 관측 원시 자료를 이후 분석을 수행하는 비 실시간(Non-real time) 시스템으로 나눌 수 있다. 이 중에서 비 실시간 시스템은 원시 자료 분석을 통해 시간 및 거리 바이어스 적용, 노이즈 제거 등의 후처리 과정과 다양한 통계 분석 그리고 SLR시스템의 최종 산출물인 정규점(Normal Point) 생성 등을 수행한다. 이번 소프트웨어 분석 연구를 통해 얻어진 주요 알고리즘과 다양한 다이어그램을 포함한 결과물은 ARGO-M 운영시스템에 최적화하도록 소프트웨어 재구성 및 개발에 반영할 예정이다.

한국천문연구원에서 개발 중인 KHz급 Satellite Laser Ranging(SLR) 시스템인 ARGO-M 의 운영시스템 중의 하나인 Interface Control System 은 현재 시각에서의 위성의 위치를 개산하여 추적마운트부에 Tracking 정보를 제공하고, 주기적으로 발사되는 레이저의 귀환 시간을 계산하여 수신광검출기 게이트를 열어야 하는 시간을 FPGA 보드에 전달하는 기능 등을 수행하게 된다. 이러한 일련의 작업은 각각 필요한 시점에 정확하게 실행되어야 하며 이를 위해 실시간 운영체계가 사용될 예정이다. 실시간 운영체계 하에서 Ranging 에 관련한 프로세스를 수행할 경우에 발생될 수 있는 문제점을 검토하기 위해서 기존에 Austria Graz SLR 관측소에서 사용하고 있는 DOS용 테스트 프로그램을 실시간 운영체계로 검토되고 있는 INtime 환경으로 이식하여 성능을 기존의 DOS 프로그램과 비교하여 보았다. Controller 역할을 담당하고 있는 FPGA 보드와의 데이터 통신의 주기성을 확인하는 시험 결과 실시간 운영체계를 사용하는 경우가 USB 사용 등 외적인 교란에 의한 영향을 적게 받는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 500피코초 단위의 해상도를 갖는 내부 이벤트 타이머와의 연계, 레이저 발사 명령, 광검출기의 게이트 여닫기 등의 프로세스가 실시간 환경에서 문제점 없이 구현 가능함을 확인하였다.

Triplets of identical cubesats will be built to carry out the following scientific objectives: i) multi-observations of ionospheric ENA (Energetic Neutral Atom) imaging, ii) ionospheric signature of suprathermal electrons and ions associated with auroral acceleration as well as electron microbursts, and iii) complementary measurements of magnetic fields for particle data. Each satellite, a cubesat for ion, neutral, electron, and magnetic fields (CINEMA), is equipped with a suprathermal electron, ion, neutral (STEIN) instrument and a 3-axis magnetometer of magnetoresistive sensors. TRIO is developed by three institutes: i) two CINEMA by Kyung Hee University (KHU) under the WCU program, ii) one CINEMA by UC Berkeley under the NSF support, and iii) three magnetometers by Imperial College, respectively. Multi-spacecraft observations in the STEIN instruments will provide i) stereo ENA imaging with a wide angle in local times, which are sensitive to the evolution of ring current phase space distributions, ii) suprathermal electron measurements with narrow spacings, which reveal the differential signature of accelerated electrons driven by Alfven waves and/or double layer formation in the ionosphere between the acceleration region and the aurora, and iii) suprathermal ion precipitation when the storm-time ring current appears. In addition, multi-spacecraft magnetic field measurements in low earth orbits will allow the tracking of the phase fronts of ULF waves, FTEs, and quasi-periodic reconnection events between ground-based magnetometer data and upstream satellite data.

Electromagnetic radiation at the plasma frequency and its second harmonic, the so-called plasma emission, is fundamental process responsible for solar type II and III radio bursts. There have also been occasional observations of higher-harmonic plasma emissions in the solar-terrestrial environment. We will present that the simulation effort on characterizing the electron beam-generated plasma emission process at POSTECH. We have developed fully electromagnetic particle-in-cell (PIC) simulation code with three dimensions. We simulated harmonic plasma emission with various beam condition. Qualitative comparison with the traditional plasma frequency and second harmonic radiation theory is in good agreement. Higher harmonic emissions agree with the theory of coalescence of Langmuir and harmonic EM wave.

Electron microbursts are the intense electron precipitation which durations are less than one second. We measured the energy spectra of the microbursts from 170 keV to 340 keV with solid state detectors aboard the low-altitude (680km), polar-orbiting Korean STSAT-1 (Science and Technology SATellite). The data showed that the loss cone at these energies is empty except when microbursts abruptly appear and fill the loss cone in less than 50 msec. This fast loss cone filling requires pitch angle diffusion coefficients larger than ~ 10-2rad2/sec, while ~10-5 rad2/sec was proposed by a wave particle interaction theory. We recalculated the diffusion coefficient, and reviewed of electron microburst generation mechanism with test particle simulations. This simulation successfully explained how chorus waves make pitch angle diffusion within such short period. From considering the resonance condition between wave and electrons, we also showed ~ 100 keV electrons could be easily aligned to the magnetic field, while ~ 1MeV electrons filled loss cone partially. This consideration explained why precipitating microbursts have lower e-folding energy than that of quasi-trapped electrons, and supports the theory that relativistic electron microbursts that have been observed by satellite in-situ measurement have same origin with ~100 keV electron microbursts that have been usually observed by balloon experiments.

Our previous study showed the intensity of the long LBH (1600 - 1715 ${\AA}$) was enhanced very much compared to that of the short LBH (1400 - 1500 ${\AA}$) when the characteristic energy of the precipitating electrons increased from 1 keV to > 7 keV, in accordance with the theoretical models. In this presentation, we would like to present the results of our study for new modeling results about previous report and even higher energy electrons. We selected the events in which the fluxes both in the low energy (100 eV ~ 20 keV) and in the high energy (170 ~ 360 keV) were enhanced, and examined the auroral spectra for these events observed simultaneously by the imaging spectrograph on the same spacecraft. While the accurate characteristic energy could not be determined because of the gap in the energy range, our result showed the intensity ratio of the long LBH to the short LBH ranged from 1.2 to 2.0 in these events, in contrast to 1.0 or smaller for the events in which the highest enhancement was seen only in the low energy. Our study suggests that intense auroras might be accompanied by high energy electrons above 20 keV.

electron, ion, heavy ion으로 구성 된 plasma에서 hump type과 kink type(double layer)의 electrostatic solitary waves이 존재할 수 있다는 것을 pseudopotential method를 이용한 결과와 1d PIC(Particle-In-Cell) simulation method의 결과에서 각각 확인하였다. 1d PIC simulation에서 초기에 각각의 입자 종(species; electron, ion, heavy ion)의 밀도섭동(density perturbation)은 Gaussian 형태로 주었으며, 각각의 입자들의 drift velocity는 각각의 plasma 입자 종들의 thermal velocity로 나란한 방향으로 주었다.

Identification of wave characteristics during current disruption events in the near-Earth geomagnetic tail region (~ 10 RE) is important to understand the substorm onset mechanism. In this paper, linear stability analysis in the ion-cyclotron grequency range, considering temperature anisotropy and cross-field flow is presented. It is found that the ion-cyclotron drift waves propagating in a quasi-perpendicular direction with respect to the ambient magnetic field are characterized by low frequencies ($\omega$ < $0.5{\Omega}ci$), while quasi-parallel waves have frequencies close to the ion-cyclotron frequency ($\omega{\sim}{\Omega}ci$). This finding is consistent with the observation by THEMIS spacecraft of a current disruption event in which a similar high- and low-frequency band structure is also present [A. T. Y. Lui, et al., J. Geophys. Res. 113, A00C06 (2008)]. It is also found that the quasi-perpendicular mode is excited by the ion cross-field flow.

한국천문연구원 태양우주환경연구그룹은 우주환경예 경보 연구에 활용하기 위하여 일본 Tierra Tecnica사의 RFP-523C 지자기 측정 시스템을 보현산천문대 태양망원경동에 구축하였다. 보현산 지자기 측정 시스템은 2007년 11월에 구축이 완료되어 현재 우주환경 변화에 의한 지자기 변화를 측정 및 저장하고 있다. 보현산 지자기 측정 시스템으로 측정한 지자기 자료를 사용하여 2008년부터 2009년 8월까지 보현산 지역의 지자기 일변화와 연변화를 연구하였다. 지자기 일변화와 연변화는 태양활동에 의한 영향을 받아 변화하는데, 지자기 일변화는 K 지수를 산출하는데 사용되고 지자기 연변화는 보현산 지역의 장기간 동안의 지자기 변동을 연구하는데 사용된다.

The MIRIS (Multi-purpose IR Imaging System), as the main payload of Science and Technology Satellite-3 (STSAT-3), is being developed by KASI in collaboration with several institutes for wide-field space observation in near IR wavelength. The Engineering Qualification Model (EQM) of MIRIS has been designed and fabricated in the laboratory. The system performance tests have been made including opto-mechanics, vibration test, thermal-vacuum environmental test and passive cooling test down to 200K. Most of the performance test results were satisfied with system requirements. The results of MIRIS performance tests have been presented at Critical Design Review (CDR) on September 2009. Several revisions were also recommended for Flight Model (FM) design, and detailed plan to develop FM of MIRIS is discussed in this paper.

과학기술위성 3호의 주탑재체인 MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System) 적외선우주관측카메라의 인증모델이 조립을 마치고 현재 성능시험이 진행 중이다. MIRIS 적외선광학계는 구경 80mm의 광시야(f/2) 굴절식 망원경으로서, 총 5매의 렌즈로 구성되어 있다. 렌즈들은 S-FPL53, S-TIH6, Fused Silica 등의 재료를 사용해 가공되었으며, MIRIS 관측 파장대역($0.9\sim2.0{\mu}m$)에서 투과율이 극대화되도록 반사억제 코팅이 적용되었다. MIRIS 광학계 및 광기계부 설계에 있어서의 주요 고려사항은, 1) 상온에서 조립된 상태에서 발사 시 위성체가 받는 충격과 진동을 견뎌낼 것, 그리고 2) 발사 후 위성 궤도상에서의 복사냉각을 통해 180K로 열수축된 상태에서 최적의 광학성능을 발휘할 것 등이다. 이러한 설계 개념을 바탕으로 MIRIS 광학계를 제작하였으며, 조립된 인증모델은 진동시험 및 열진공시험을 통과하였다. 이 발표에서는 MIRIS 적외선우주관측카메라 광학계의 인증모델 제작 과정과 부품별 시험, 그리고 조립 후 상온 및 저온성능시험 결과에 대하여 논의 한다.

과학기술위성 3호의 주탑재체인 MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System)는 우주관측카메라 (Space Observation Camera, SOC)와 지구관측카메라 (Earth Observation Camera, EOC)가 독립적인 시스템으로 구성되어 있다. 지구관측카메라는 유효 구경 100 mm, F/5의 광학계로 3-5 마이크론 파장영역을 관측하며, 국내에서 개발된 적외선 검출기의 우주 인증 시험과 유사시 한반도 적외선 감시를 주요 목적으로 하고 있다. 고도 700km에서 지상을 볼 때 약 42m/pixel의 공간분해능을 나타낼 것으로 기대하고 있다. 지구관측카메라의 인증 모델(Qualification Model)은 냉동기를 제외한 모든 부품이 국내기술로 제작되었으며, 미러 본딩 및 릴레이 렌즈 조립 기술, 적외선 영상 검교정 기술 등 다양한 경험과 도전을 제공했다. 이 발표에서는 지구관측카메라 인증모델을 이용하여 수행한 주요 시험 과정을 소개한다. 국내 회사 (주)i3 system에서 제작된 적외선 검출기는 $320\times256$ HgCdTe array (평균 양자효율 80% 이상) 이며 77K에서 정상적으로 운영된다. Micro Stirling Cooler에 의해 듀어는 전원을 켠 후 5분 이내에 검출기 운영온도인 77K까지 내려간다. 적외선 광학계의 정렬, 시스템 MTF 측정, 흑체 측정 및 검교정 작업을 수행한 후 야외에서 다양한 경우에 대해 Field Test를 진행했다. 이 발표에서는 Field Test 과정과 이를 통해 얻은 결과를 발표하고, FM (Flight Model) 제작에 있어 수정해야 할 사항들을 제안해 본다.

과학기술위성 3호의 주탑재체인 MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System)는 우주관측카메라, 지구관측카메라로 구성되어 있으며, 우주관측카메라는 구경 80mm(f/2)의 광시야 굴절식 광학계로 구성되어 있다. 지상과 우주에서 사용하는 적외선 망원경의 경우 열잡음을 줄이기 위해 광학계과 검출기를 냉각하게 되는데, MIRIS의 경우 공간과 무게를 줄이기 위해 복사 냉각을 위한 passive cooling 방법으로 설계를 하였다. 우주관측 카메라의 광학계를 200K 이하로 냉각하기 위하여, 관측시야 밖에서 입사하는 불필요한 photon 들을 반사시키기 위한 winston cone baffle, 위성체로부터 유입되는 열을 차단하기 위한 30층의 MLI(Multi Layer Insulation), 광학계와 구조물의 지지를 열전달율이 낮은 GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)로 설계하여 제작하였다. 우주관측 카메라를 열진공 챔버 내부에 설치하고 우주공간과 비슷한 환경을 조성하여 광학계가 200K 이하로 냉각되는 것을 확인 하였으며 그 실험 결과에 대해 논의 하고자 한다.

홀 추력기는 비교적 간단한 구조와 작은 크기 및 높은 연료효율로 미래 소형위성의 핵심기술로 주목 받고 있다. 이 연구실에서는 2010년 발사예정인 과학기술위성 3호에 탑재할 소형위성용 저 전력 홀 추력기를 연구 개발하였다. 성능에 가장 큰 영향을 미치는 자기장 구조는 FEMM전산코드를 이용한 해석을 통해 설계되었으며, 제작된 프로토타입의 실험을 통해 자기장의 세기 및 모양, 양극전압 및 기체유량에 따른 성능 특성을 관찰하였다. 또한 Faraday Probe와 Retarding Potential Analyzer (RPA), 랑뮈어 탐침 등을 이용해 이온빔의 분사각도 및 전류밀도, 이온에너지 분포, 플라즈마 전위 등을 측정하고 관찰된 특성을 물리적으로 분석하였다. 이러한 최적화 과정을 통해 설계된 비행모델의 시험 결과 양극전력 200 W, 제논 연료유량 0.85 mg/s 을 통해 11.2 mN 추력, 1350 s 비추력, 37% 추력효율을 획득하여 개발목표를 상회하는 만족할만한 결과를 얻었다.

저궤도 위성에 사용된 반작용휠을 이용한 자세제어 로직의 임무기간 동안의 성능 변화 양상을 분석하였다. 분석에 사용한 저궤도 위성은 임무기간 3년에 고도 685km의 태양 동기 궤도이며 자세제어 센서로 별 추적기 2개를 사용하였고, 구동기로 반작용 휠 4개를 사용하였다. 시간에 따른 성능 감소 경향성을 분석하기 위해 2006년 8월부터 2009년 9월까지 원격측정 데이터를 분석하여 반작용휠을 이용한 자세제어기의 기동시의 기동각에 따른 수렴시간 분석을 수행하였다. 임무 초기에 수행한 기동 수렴시각과 임무 종료 시점 근처에서 수행한 기동 수렴 시각을 비교한 결과 여전히 초기와 유사한 성능을 보이고 있음을 확인하였다.

현재 개발 중인 탑재컴퓨터의 메인 프로세서는 MCMERC32SC를 사용하고 있으며, 탑재소프트웨어를 개발하기 위하여 Gaisler Reserach사에서 개발된 소프트웨어 기반의 TSIM-ERC32 에뮬레이터를 이용하여 실시간 위성 시뮬레이터를 개발되어 탑재소프트웨어 개발 및 검증에 사용하였다. 차세대 저궤도 위성 탑재 컴퓨터의 메인 프로세서는 현재 LEON2/3이 사용되고 있으며, LEON2/3 프로세서를 모사해주는 소프트웨어 기반의 에뮬레이터의 경우 LEON2/3의 높은 성능 때문에 실시간 성능을 만족시키지 못하는 문제를 가지고 있다. 현재 ESA에서는 이 문제를 해결하기 위하여 하드웨어 기반의 프로세서 에뮬레이터를 개발/사용하고 있으며, 또 다른 방식으로 기존 프로세서 에뮬레이터가 interpretation방식을 사용한 반면 dynamic translation방식의 에뮬레이터를 개발하여 5~10배 이상의 성능 향상을 통해 실시간 성능을 만족시키고 있다. 이 논문에서는 현재 사용 중인 ERC32 프로세서를 dynamic translation emulation 기법을 사용하여 프로세서 에뮬레이터 개발 방법과 현재 상황에 대해서 설명하며, 추후 LEON2/3를 위한 에뮬레이터 개발의 가능성에 대해서 설명한다.

탑재소프트웨어는 위성의 자세, 전력, 열 제어를 담당하는 소프트웨어로서 위성의 탑재컴퓨터 상에서 실행된다. 탑재소프트웨어는 추력기, 배터리, 온도조절장치와 같은 위성의 하드웨어 장치를 자치적으로 관리한다. 지상에서 위성을 운영할 수 있도록 탑재소프트웨어는 지상으로부터 명령을 받아서 처리하고, 위성의 텔레메트리 데이터를 지상으로 전송한다. 위성의 탑재소프트웨어를 프로그래밍하기 위하여 C 언어와 ADA 언어가 주로 사용된다. 이 논문에서는 소프트웨어 디자인과 하위레벨 프로그래밍 관점에서 C 언어와 ADA 언어를 비교 분석한다. 프로그래밍언어는 소프트웨어 디자인과 불가분의 관계에 있다. 이 논문은 프로그래밍언어와 함께 다목적실용위성과 통신해양기상위성의 소프트웨어 디자인을 소개한다. 다목적실용위성의 탑재소프트웨어는 절차 지향언어인 C로 작성되었으며, 함수 호출을 기반으로 설계되었다. 통신해양기상위성의 경우, 객체지향언어인 ADA로 작성되었으며, HOOD(Hierarchical Object-Oriented Design) 기법에 따라 모델링되었다. 탑재소프트웨어 프로그래밍언어는 위성의 탑재 하드웨어와 직접적으로 상호작용하도록 요구된다. 이 논문은 C와 ADA 언어가 메모리주소 및 로우 스토리지를 다루는 방법을 보여준다.

The SAR (Synthetic Aperture Radar) satellite has the advantage of implementing the imaging mission even though it is night time, cloudy weather, and all weather conditions, which is different from the satellite with the optical payload. This is the reason why the SAR satellite comes into the spotlight in the observation satellite field. The Korea Aerospace Research Institute (KARI) has been developing the first Korean SAR satellite and is currently integrating and testing the Flight Model. For the launch vehicle service, KARI finalized the selection of the launch vehicle service provider and finished Critical Design Review (CDR) of the interface between the bus and the launch vehicle. KARI and launch vehicle service provider also finished the test of the telemetry interface between the bus and the launch vehicle. The test of the telemetry interface has the purpose of checking the interface of the telemetry which is the SOH(State-of-Health) of the satellite in an early launch stage. For this test, KARI has finished the development of the spacecraft simulator which is composed of the bus simulator to generate the analog telemetry and the launch vehicle simulator to gather the telemetry. In this research, the result of the hardware implementation and the software implementation for the spacecraft simulator were described. Finally the results of the launch vehicle telemetry MUX test which were performed at the launch vehicle provider's design office by using the spacecraft simulator were summarized. It is expected that this simulator will be used in the next test after the manufacture of the launch vehicle.

인공위성은 지상에서 설계 제작된 후에 발사체에 탑재되어 궤도에 진입되어 위성에 부여된 고유임무를 수행하게 된다. 위성체가 임무를 수행하는 우주공간은 고진공 환경과 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어진다. 때때로 위성체는 이러한 가혹한 우주환경의 영향으로 인해 주요 부품의 기능장애가 초래되기도 하며 이는 결국 임무의 실패로 이어지도 한다. 따라서 고진공과 극저온 환경으로 일컬어지는 우주환경을 지상에서 모사하여 위성체의 안정성 및 신뢰성을 시험하기 위해서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 한국항공우주연구원에서는 인공위성의 탑재체인 광학카메라의 국산화 개발을 위하여 우주공간의 고진공과 극저온 상태를 모사할 수 있는 $\varphi4m\timesL10m$ 규모의 광학탑재체 전용 열진공챔버를 국산화 제작하였다. 관측 위성용 광학카메라는 초고정밀 장비로서, 이를 테스트하기 위한 광학탑재체용 진공챔버는 특히 진동환경에 매우 민감한 하여 10-7 grms 이하의 진동레벨을 허용하고 있다. 그러나 진공용기는 지진 및 외부 환경으로부터의 시스템외부진동과 진공펌프 및 기타 장비들로부터의 내부 진동환경에 항상 노출되어 있으며, 가진 주파수가 구조물 자체의 고유진동수와 일치될 경우 공진이 발생하여 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 외부 진동 및 챔버 자체 진동이 광학계에 전달되지 않도록 진동차단장치가 필요하다. 이 논문에서는 광학탑재체 궤도환경시험용 챔버에 대한 진동차단장치의 개발 및 활용 예를 논의하고자 한다.

관제시스템 중 임무계획시스템은 위성시스템을 이용한 일련의 임무를 수행하는데 있어, 위성의 상태를 고려하여 임무간 상호 충돌이 없도록 최적의 임무계획을 수립하는 시스템이다. 상용화 촬영임무의 증가로 인해 1일 촬영요청수가 증가한다면 임무간 시간충돌 및 자원에 의한 제한 사항을 검증하는데 많은 시간이 소요되고, 임무계획 작성의 오류 가능성이 증가하게 된다. 이러한 어려움을 해결하기 위해서 임무계획검증시스템이 제안되고 개발되었다. 임무계획검증시스템은 임무계획시스템과 연동되어 운영되도록 설계되었으며, 검증기능 외에도 교신 스케줄 자동생성 기능을 포함하고 있다. 임무계획검증시스템의 주요기능은 임무계획검증, 명령계획검증, 교신스케줄생성 기능을 가지고 있으며, 각 모듈에서 생성된 내용은 공통 데이터베이스로 운영된다.

CREAM 공동실험을 대표하여 남극 NASA 과학벌룬을 이용한 CREAM-1,2 실험 데이터의 분석 결과를 발표한다. 측정된 고에너지 우주선 데이터는 이전 실험보다 훨씬 높은 에너지 그리고 높은 정확도의 우주선 성분 측정을 포함하고 있다. 이러한 데이터로부터 얻은 결과는 기존 데이터와의 비교를 거쳐, 이에 대한 새로운 물리적 해석에 대하여 논하고자 한다.

UFFO (Ultra Fast Flash Observatory)는 매우 빠른 가시광/자외선 망원경으로서 MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) 미세거울을 이용하여 관측대상을 1밀리초 이내에 포착해 낼 수 있다. 이를 이용하여 감마선 폭발의 초기 가시광/자외선을 측정하여, 트리거 이후 1밀리초 이내의 광신호에 대한 연구가 가능할 것이다. 이 발표에서는 UFFO의 개념과 디자인을 소개하고, 시뮬레이션과 망원경 시험제작 및 테스트결과를 발표할 것이다.

초소형전기기계시스템(MEMS: Micro-Electro-Mechanical Systems) 기술로 제작된 마이크로미러 어레이를 장착한 MEMS 우주망원경은 특유의 광시야각 감시, 목표 확인, 확대 및 고속 추적 기능을 가지며 고층대기에서의 초대형 방전현상과 같이 넓은 영역에서 드물게 임의로 일어나는 섬광현상을 관측하기에 최적이다. 러시아 과학위성 Tatiana-2의 주 탑재체로 선정된 극소형 MEMS 우주망원경 MTEL(MEMS Telescope for Extreme Lightning)은 광시야각 감시와 목표 확인을 위한 트리거망원경, 목표 확대와 고속추적을 위한 확대망원경 및 섬광현상의 분광측정을 위한 분광계로 구성되어 있다. 1년간의 개발 및 성능 검증 후 MTEL은 위성탑재를 위한 모든 우주인증 시험을 성공적으로 마쳤다. 현재 MTEL은 Tatiana-2 위성에 탑재되어 있으며, 9월 18일에 우주로 발사되어 1-3년간 800km 궤도를 비행하며 지구 대기에서 발생하는 섬광현상을 관측할 예정이다. 이 발표에서는 MTEL 탑재체의 설계, 제작, 성능 측정 및 calibration 결과를 보고하고, 위성탑재를 위한 진동 및 충격, 열, 진공 및 전자기파 적합성 등의 우주인증 시험 결과 또한 보고한다. 또한 발사 후 과학위성 및 MTEL의 이 발표 때까지의 우주에서의 상황을 보고한다.

감마선폭발(Gamma Ray Burst) 사건에서 순식간에 방출되는 광자들을 측정할 뿐만 아니라, 가시광 영역부터 감마선 영역 내에서 다른 변광하는 현상들을 연구하기 위해, 마이크로-인공위성에 탑재될 실험으로 Ultra Fast Flash Observatory(UFFO)을 제안한다. 이 UFFO의 핵심 기술은 Micro-Electro-Mechanical System mirrors가 빠른 시간이내에 타겟쪽으로 회전하여 측정하는 것이다. 이것은 우주상에서 감마선폭발로부터 오는 자외선/가시광선을 가장 빨리 측정하는 망원경으로, 이 현상의 생성 매커니즘을 이해하는데 중요한 정보를 제공할 것이다. 넓은 시야각을 가진 망원경으로부터 짧은 시간동안 순식간에 변하는 사건들을 판독하는 트리거 시스템과 제한된 처리 시간내에 망원경에서 검출기로 전달된 상당량의 데이터를 처리하는 신호처리 장치의 구현에 대해서 발표할 것이다.

In recent years, many candidates for extra-solar planet have been discovered from various measurement techniques. Fueled by such discoveries, new space missions for direct detection of earth-like planets have been proposed and actively studied. TPF instrument is a fair example of such scientific endeavors. One of the many technical problems that space missions such as TPF would need to solve is deconvolution of the collapsed (i.e. spatially and temporally) spectral signal arriving at the detector surface and the deconvolution computation may fall into a local minimum solution, instead of the global minimum solution, in the optimization process, yielding mis-interpretation of the spectral signal from the potential earth-like planets. To this extend, observational and theoretical understanding on the spectral bio-signal from the Earth serves as the key reference datum for the accurate interpretation of the planetary bio-signatures from other star systems. In this study, we present ray tracing computational model for the on-going simulation study on the Earth bio-signatures. A multi-layered atmospheric model and sea ice variation model were added to the existing target Earth model and a hypothetical space instrument (called AmonRa) observed the spectral bio-signals of the model Earth from the L1 halo orbit. The resulting spectrums of the Earth show well known "red-edge" spectrums as well as key molecular absorption lines important to harbor life forms. The model details, computational process and the resulting bio-signatures are presented together with implications to the future study direction.

아리랑위성 2호는 2006년에 발사되어 정상 운영 중이다. 아리랑 위성 5호와 아리랑위성 3호는 각각 2010년과 2011년에 발사될 예정이다. 아리랑위성 2호의 운영시스템은 하나의 위성을 운영하는 개념에 따라서 개발되었다. 그러나 아리랑위성 3호 운영시스템과 아리랑위성 5호 운영시스템은 다중위성운영 개념을 도입하여 개발되고 있다. 다중위성운영 개념이란 (1) 임무를 준비하고 수행하기 위해서 충분한 임무 요소, 시설 요소, 인원 및 운영절차를 확보한다. (2) 각각의 운영시스템은 독자적인 임무 요소, 시설 요소, 인원 및 절차를 소유하나 하위 상세 부분들은 다른 운영시스템과 공유된다. 다중위성운영의 경우에 장비, 서브시스템, 운영절차 등이 다를 수 있고, 독자적인 운영시스템 구성이기 때문에 운영이 복잡하고 운영비용이 많이 든다. 이 논문에서는 이러한 점을 개선시키기 위해서 다중임무운영 설계개념을 제시한다. 다중임무운영 개념은 (1) 임무를 준비하고 수행하기 위해서 최근 수정 및 변경된 임무 요소, 시설 요소, 인원 및 운영절차를 확보한다. (2) 최근 수정 및 변경된 임무 요소, 시설 요소, 인원 및 운영 절차는 이전 개발된 운영시스템이 수행하는 기능을 지원한다. 이러한 개념의 다중임무운영은 비슷한 임무와 기능을 가진 위성들이 같은 운영자와 조직에 의해서 운영될 때 잘 적용될 수 있다. 다중임무운영시스템은 각각의 임무에만 사용되는 모듈과 다른 임무와 공통으로 사용되는 모듈로 구성된다. 이러한 개념에 따라서 운영시스템을 개발하면 개발하기 위한 시간과 예산을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 발사 이후 운영의 편리, 운영인력의 효율적인 활용 및 유지보수의 편리성으로 인해서 운영 상황이 크게 개선된다.

The purpose of this paper is to introduce the KOMPSAT-2 Direct Receiving and Processing System, hereafter DRS, located in Svalbard, Tromso and Toulouse. The KOMPSAT-2 from KOMPSAT-2 satellite and generating preprocessed image data that is a kind of raw image data for standard image production. The products generate from this system are comprised of 1R and 1G product upon having a geographic coordinates. In the following paragraph, it is described that DRS configuration, data processing procedure and product characteristics and then, the value-added image production test such orthoimage is introduced.

Ground Complex, which is located at Naro Space Center, consists of Assembly Complex(AC) and Launch Complex(LC) which is necessary for successful launch of KSLV-I(NARO). AC consists of Assembly/Testing Building(ATB), Payload Processing Building(PPB), Kick Motor Building(KMB). The purpose of AC is accepting of KSLV-I components, testing, checkout, assembly(disassembly) of the launch vehicle(LV), readiness for transferring LV to LC, accepting of integrated Launch Vehicle(ILV) in case of launch cancellation and short/long time storage, and so on. Qualification tests(QT) for the total system at AC are carried out to check hardware used for operations with first stage unit mockup, upper stage unit Mockup and integrated mockup(GTV). The qualification tests is carried out according to program and procedures of QT. By course of this process, AC is certificated that all the systems and facilities of AC are guaranteed by the fulfillment of technological operations envisioned in the program of qualification tests during the work with the mock-up.

소형우주발사체 KSLV-I의 상단부 전자장비 탑재 구조체의 외부면에는 텔레메트리, 원격추적, GPS, 비행종단 시스템의 안테나가 두 개 또는 세 개씩 장착된다. 발사체의 표면에 안테나를 부착할 수 있는 위치는 제한되어 있기 때문에 각 안테나 들은 서로 인접되어 부착된다. 또한 상단부 전자장비들과 지상장비의 성능을 검증하기 위해 수행되는 경비행기를 이용한 비행시험은 각 안테나들이 더욱 근접하여 장착된 상태로 수행된다. 따라서 각 하부시스템의 안테나 사이에 발생하는 간섭현상을 분석하기 위한 연구가 요구된다. 이 논문에서는 시간영역 유한차분법을 이용하여 서로 다른 하부시스템의 안테나 간에 발생하는 간섭영향을 해석하였다. 수행된 해석 과정은 우주발사체의 안테나 방사패턴을 해석하는데 이용될 수 있으며, 향후 우주발사체의 시스템 설계 과정에서 안테나의 배치 방법과 각 하부시스템의 성능 요구조건을 결정하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

Geostationary Ocean Colour Imager (GOCI) is the first ocean color instrument that will be operating in a geostationary orbit from 2010. GOCI will provide the crucial information of ocean environment around the Korean peninsula in high spatial and temporal resolutions at eight visible bands. We report an on-going development of imaging and radiometric performance prediction model for GOCI with realistic data for reflectance, transmittance, absorption, wave-front error and scattering properties for its optical elements. For performance simulation, Monte Carlo based ray tracing technique was used along the optical path starting from the Sun to the final detector plane for a fixed solar zenith angle. This was then followed by simulation of red-tide evolution detection and their radiance estimation, following the in-orbit operational sequence. The simulation results proves the GOCI flight model is capable of detecting both image and radiance originated from the key ocean phenomena including red tide. The model details and computational process are discussed with implications to other earth observation instruments.

We report stray light modeling and analysis results for the current and proposed next generation ocean color imagers with Sun and the target area around Korean penninsular as viewed from geostationary orbit. The imagers used in this study are GOCI of 140mm in diameter and a proposed next generation GOCI (GOCI-II) of about 300mm in diameter. First, we built complete GOCI and GOCI-II 3D optical system models with the realistic surface characteristics. These optical models were incorporated into the in-house built Intergrated Ray Tracing (IRT) algorithm, connecting the Sun, the measurement target area and the instruments via single ray tracing computation for radiative transfer and scattering. The stray light level was then estimated for possible orbital configurations for science measurement and in-orbit calibration operation. The simulation details, results and their implications are presented.

광학탑재체 열제어 시스템(Cooling Unit)은 광학카메라가 우주환경 하에서 작동시 영상검출기(FPA)에서 발생하는 열을 효과적으로 발열하여 영상검출기의 온도를 최적으로 제어하는 시스템이다. 영상검출기(FPA)의 1회 orbit은 100분이며, 예열기간(Preheating) 최대 10분 동안 147W를 발열하고, 촬영기간(Imaging) 10분 동안 147W를 발열하여 1회 orbit 평균 32.6W를 발열하고, Parasitic heat load 15W를 고려하면 1회 orbit당 평균 총 50W를 발열 한다. 열제어 시스템은 50W를 효과적으로 발열하여 영상검출기의 온도를 $14^{\circ}C{\sim}26^{\circ}C$로 제어한다. 열제어 시스템은 Buffer Mass, Heat Pipe, Radiator로 구성된다. 열제에 시스템의 성능규격은 열주기시험, 열진공하 열전도시험 및 진동시험을 통하여 검증한다. 이 논문에서는 국내 기술로 개발되는 우주용 카메라 열제어 장치의 설계 및 해석, 제작현황 등을 소개하고자 한다.

지구관측위성의 광학탑재체 내부에 장착된 초점면결상장치(FPA, Focal Plane Assembly)는 영상촬영시 많은 열을 발생하며, 최상성능획득을 위해서는 온도가 좁은 온도범위 내에서 유지되어야 한다. 초점면결상장치가 짧은 시간 동안 많은 열을 발생할 때, 이를 효과적으로 냉각시키기 위해 보통 히트파이프와 복사방열판을 이용한다. 이번 연구에서는 초점면결상장치의 최대상승온도를 낮추고, 영상촬영대기시 최적온도유지를 위한 히터작동율을 낮추기 위해 초점면결상장치와 복사방열판 사이에 열완충질량(TBM, Thermal Buffer Mass)을 적용하였는데, 이를 통해 얻을 수 있는 열설계 개선효과에 대해서 기술한다.

지구관측용 광학탑재체를 탑재한 저궤도위성은 내부부품보호를 위해 표면처리와 같은 수동적 기법과 히터동작과 같은 능동적 기법을 함께 사용을 한다. 내부열손실을 막기 위해 위성외부의 거의 모든 부분을 단열재(MLI)로 감싸게 되며, 각 단열재는 견고하게 고정이 된다. 광학탑재체는 구성품의 보호와 최적성능의 영상획득을 위해 다수의 히터가 장착되는데, 각 히터는 가열대상물의 온도를 실시간으로 측정하여 미리 설정된 On/Off 온도를 기준으로 제어가 된다. 궤도상에서 탑재체가 겪게 되는 다양한 궤도열환경 시나리오에 대한 열해석결과를 이용하여 히터의 위치, 용량 및 제어온도가 결정된다. 궤도상 운용 중, 위성을 보호하는 단열재 사이에 미세한 틈이 발생한 가상적인 상황을 가정하여, 탑재체 히터의 임무주기변화와 탑재체 운용에의 영향을 분석한다.