• 한국광물학회지
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• 제29권3호
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• pp.131-139
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• 2016

마스컬리나이트(maskelynite)는 강한 충격에 의해 운석이나 크레이터(crater)에서 형성된 장석 조성의 비정질 상으로서, 마스컬리나이트의 형성 메커니즘에 대한 이해는 운석의 충격 변성 압력에 대한 중요한 정보를 제공한다. 본 연구는 마스컬리나이트의 형성 메커니즘을 규명하기 위한 예비연구로서, 달운석 Mount DeWitt (DEW) 12007에서 관찰되는 사장석과 마스컬리나이트의 충격 압력의 불균일성을 연구하였다. 달운석 DEW 12007에서 대부분의 사장석 입자 일부가 마스컬리나이트로 전이하여, 하나의 입자 내에서 사장석과 마스컬리나이트가 방향성을 가지고 혼재하는 양상이 관찰된다. 주사 전자 현미경의 후방 산란 이미지 관찰 결과, 마스컬리나이트 내부에 평면 변형 구조가 남아 있는 것은 다이어플렉틱 글래스일 가능성을 지시하는 것으로 보이는 반면, 입자 경계를 따라 사장석이 용융 후 재결정된 흔적도 나타난다. 라만 분광분석 결과는 사장석이 약 5-32 GPa, 마스컬리나이트가 26-45 GPa의 충격 변성 압력을 받았음을 지시한다. 이와 같이 한 입자 내에서 서로 다른 충격 변성 압력은 충격파의 불균일한 분포와 같은 운석 외부에 의한 원인 또는 사장석 입자의 물리적, 화학적 특성과 같은 운석 자체의 원인에 의해 발생할 수 있다. 하지만 라만 분광분석은 비정질 상(phase)인 마스컬리나이트의 원자 구조를 규명하기에는 한계가 있으며, 고압 환경에서 형성될 것으로 예상되는 고배위수 원자 환경의 관찰이 힘들다. 따라서 장석과 마스컬리나이트의 충격 압력 및 형성 메커니즘을 이해하기 위해, 장석과 마스컬리나이트의 화학 조성 및 원자 단위 구조의 규명이 필요하다.

• 천문학회보
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• 제43권1호
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• pp.71.2-71.2
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• 2018

태양계 질량의 대부분은 플라즈마, 기체, 또는 액체 상태로 존재하며, 극히 일부만이 고체 즉 암석과 광물로 존재한다. 하지만, 반응 특히 혼합(mixing)이 일어나는 속도가 매우 느린 고체의 특성상 태양계의 탄생과 진화 과정의 기록은 고체태양계 물질에 더 잘 보관되어 있다. 지구를 제외한 고체 태양계 물질을 확보하기 위해서는 지구로 낙하한 암석인 운석(meteorites)을 발견하거나, 우주로 나가 시료를 가져와야 한다. 아폴로 미션(Apollo mission)에 의한 월석(lunar rocks) 채취(Papike et al., 1998), 하야부사 미션(Hayabusa mission)에 의한 소행성(asteroid) 시료 채취(Nakamura et al., 2011), 스타더스트 미션(Stardust mission)에 의한 혜성 시료 채취(Zolensky et al., 2006) 등이 후자에 속한다. 능동적으로 가져온 시료는 아직까지는 그 종류와 양에서 운석에 비해 매우 부족하므로 현재까지 우리가 알고 있는 고체 태양계에 관한 대부분은 운석 연구를 통해 얻어졌다. 운석은 크게 미분화운석 즉 콘드라이트(chondrites)와 분화운석(differentiated meteorites)으로 구분한다. 분화운석 중 일부는 달운석(lunar meteorites) 또는 화성운석(martian meteorites)이며, 나머지 분화운석과 콘드라이트는 암석-지구화학적 특징과 성인적 연관성에 의해 다양한 그룹으로 세분되는데 각 그룹은 하나의, 또는 둘 이상의 매우 유사한, 소행성에서 유래한 것으로 해석된다(Krot et al., 2014; 최변각 2009). 다양한 종류의 운석과 구성 광물에 포함된 기록으로는 (1) 태양계 이전 존재한 항성의 대기에서 생성된 광물, 즉 선태양계 광물(presolar grains), (2) 태양계 성운 탄생과 각 진화 단계의 정확한 시기, (3) 태양계 성운의 화학조성-동위원소 조성, 온도-압력 조건 등을 포함한 물리-화학적 특징, (4) 가스-먼지로부터 미행성, 소행성, 행성으로의 진화 과정, (5) 행성 진화의 열원, (6) 소행성 핵의 생성 과정 등이 있다. 강연에서는 이들을 간략히 살펴보고자 한다. 운석연구 등을 통해 태양계 생성과 진화과정에 관한 다양한 정보가 축적되었지만, 앞으로 연구할 것들이 더 많다. 또한 태양계 물질 중에는 운석의 형태로 지구로 들어왔거나 앞으로 들어올 수 있는 것도 있지만 그렇지 않은 것도 있다. 가스나 기체의 경우가 그러할 것이며, 고체지만 결합이 약해 일부라도 원형을 유지한 채 대기권을 통과 할 수 없는 것도 있을 것이다. 또 공전궤도나 중력 등 물리적 이유로 지구권 진입이 불가능한 것도 있다. 이러한 태양계 구성원에는 우리가 아직까지 얻지 못한 정보들이 다량 보존되어 있을 것이다. 미래의 태양계탐사가 기대되는 이유 중 하나이다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.104.1-104.1
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• 2012

달표면 표토의 평균 입자크기와 성숙도(maturity)는 달 연구 및 탐사에 있어 중요한 정보이다. 표토의 성숙도는 탐사하는 지역의 형성시기에 대한 정보를 제공하고, 평균입자크기는 달 탐사 로보의 설계에 중요한 정보로 쓰이기 때문이다. 우리는 달표면 표토의 평균입자크기와 성숙도를 측정하기 위하여 경희대학교 천문대에서 12cm 굴절망원경과 정방형 2k CCD를 이용하여 $633{\mu}m$ 파장의 편광관측을 수행하였다. 관측의 공간 분해능은 달의 중심부에서 2.89km/pixel이다. 달표면에서 산란된 빛의 편광도는 달표면 표토의 평균입자크기를 알 수 있는 중요한 정보가 된다. 표토의 평균입자크기는 최대편광도와 알비도에 관계되기 때문에 편광관측과 알비도 관측으로부터 평균입자크기를 측정할 수 있다. 표토의 평균입자크기는 시간이 지남에 따라서 점점 작아지는데, 이는 표토가 미세운석체의 충돌에 오랜 시간 동안 노출되어 있기 때문이다. 미세운석체의 충돌은 달표면에서 고르고 지속적으로 일어났기 때문에, 표토의 평균입자크기를 알 수 있다면 표토가 얼마나 오랫동안 달표면에 노출되었는지를 나타내는 성숙도를 측정할 수 있다. 우리는 편광관측을 통하여 처음으로 달표면 전체의 평균입자크기의 분포를 측정하였고, 그로부터 표토의 성숙도를 추정했다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권6호
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• pp.655-672
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• 2007

이 연구의 목적은 천문학을 전공하지 않은 대학생들의 달 크레이터 생성에 대한 정신모형 형성과정에 활용되는 정보 출처의 종류와 추론의 유형을 알아보는데 있다. 연구 목적을 달성하기 위해, 개별 심층 면담 방법이 설계되었으며, 면담 내용은 분석적 귀납에 의해 생성되었다. 면담은 4명의 대학생들과 개별적으로 이뤄졌으며, 면담 과정은 Seidman의 단계를 따랐다. 연구 결과, 이들은 달 크레이터 생성에 관하여 비과학적이긴 하지만 일관성 있는 설명체계를 형성하고 있었다. 이들은 대체로 운석 충돌에 의해 구덩이가 생성된다고 설명하였으며, 생성된 크레이터의 모양과 관련된 변인으로는 개인마다 차이가 있었으나 운석의 모양을 공통적으로 제시하였다. 이들의 설명체계에 활용된 정보원으로는 일상에서의 경험과 교과지식, 직관이 활용되고 있었고, 인과적 추론, 직관적 추론, 지식기반추론, 비유적 추론을 활용하고 있었다.

• 암석학회지
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• 제23권3호
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• pp.273-277
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• 2014

이 논문은 지구의 나이를 알기 위한 초기의 다양한 시도를 간략히 소개하고, 운석의 납동위원소 연대측정으로 처음으로 지구의 나이가 $4,550{\pm}70Ma$임을 밝힌 Patterson (1956)의 연구를 재조명한다. 태양계 초기의 진화과정은 성운가스가 식으면서 응축되어 만들어지는 고체입자 -> 이들 입자들이 서로 들러붙어 커지는 첨합과정을 통하여 행성 크기의 물체가 생성되는 것으로 생각되고 있다. 또한 이때 생긴 원시지구가 화성 크기의 물체와 충돌하면서 그 잔해가 달을 만들었다고 생각되고 있다. 이 일련의 과정에서 지구가 생성된 시기를 꼭 집어 말하기 힘들긴 하나, 현재 지구는 이 충돌의 직접적인 결과로 생각할 수 있기 때문에 이 충돌시기를 지구의 나이로 정할 것을 제안한다. 기존 연구를 고려하면 충돌시기는 태양계에서 가장 먼저 만들어진 운석물질의 나이(즉, 태양계의 나이) $4567.30{\pm}0.16Ma$와 지구와 달 암석에서 가장 오래된 나이 $4,456{\pm}40Ma$ 사이로 개략적으로 제한될 수 있다. 이 충돌시기는 태양계 초기 행성 크기의 물체가 만들어지는 시간간격을 밝히고, 충돌 이후 생성된 지구와 달의 마그마 바다의 열 역사를 규명하는데 매우 중요하기 때문에, 앞으로 보다 정확한 충돌시기를 측정하려는 노력이 요구된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.669-676
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• 2018

달의 과학적 기술적 경제적 가치가 증대됨에 따라 세계 주요 우주국들은 달 자원 개발 및 달 기지 건설을 위한 로드맵을 수립하여 달 탐사 사업을 단계적으로 수행하고 있다. 또한 달 표면에 전초기지를 건설하기 위해서는 막대한 양의 자원을 지구로부터 수송해야하므로, 달 표면에 존재하는 자원을 활용하는 현지 건설기술(Lunar In Situ Construction Technology)이 개발 중이다. 하지만 달 지형과 자원은 달 내부의 지각 및 화산활동과 달 외부로부터의 태양광, 운석 충돌 등으로 인해 지역별로 다양한 특성을 지닌다. 이에 본 논문에서는 달 자원의 공간적 분포분석을 통해 현지 건설기술의 적용을 위한 고려사항을 제시하였다. 더불어 달 기지 건설을 위해서는 달 착륙선의 안정적인 착륙과 로버의 이동 용이성을 고려해야 하므로, 달 건설 후보지역 선정을 위한 지형조건을 함께 제시하였다. 현재 달 궤도선으로부터 주로 관측되는 달 지형 및 자원 정보는 낮은 공간해상력과 함께 달 표면에 국한되는 제약점이 있다. 향후 전개될 로버 중심의 달 탐사는 달 현지 건설기술 개발과 달 기지 건설후보지 선정에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.41-49
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• 2017

본 연구에서는 달의 동굴에 대한 거주환경에 잠재적 요건이 될 수 있는 지질과 지형, 내부탐사, 안정성, 통신, 거주요건 등의 5분야에 대한 분석을 시도 하였다. 달 동굴관련 정성적 정량적인 자료 분석에서 다음과 같은 결과를 도출하였다. 달 동굴의 지질과 지형환경에서는 지구의 용암동굴의 규모와 형상에서 큰 차이를 확인하였다. 달의 지질은 내인적인 분화나 지진 보다 외인적인 환경인 운석의 낙하와 방사선의 공격 및 급격한 온도차에 의한 영향이 크다. 달 동굴의 지형과 내부형상은 중력의 차로 인한 대규모의 위험한 동굴지형으로 함몰구(skylight)와 사행 열구(sinuous rilles)에 대한 접근과 내부 지형형상 취득에 기술적인 한계가 있었다. 달 동굴의 안정성 분석에서는 대형의 동굴에 대한 지질과 지형적인 위험성에 두었다. 함몰에 대한 저 위험도 빈도, 저 중력, 동굴의 대규모와 두께 등의 안정성 인자 등으로 지구보다 상대적인 안정성이 확인되었다. 달 동굴내외의 통신환경은 동굴내부에서의 무선통신 운영의 경우 태양열 충전식에만 한계가 있을 것이나 전력의 무선전송기술로 이를 극복할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구를 통하여 달 동굴에 대한 거주 가능성에 대한 학설과 기술의 대비 중에서 학술적이고 기술적인 차별성이 다양하게 확인되었다. 특히 무중력, 우주방사선의 피폭과 먼지 등의 외인적인 한계와 거칠고 급경사인 함몰구 등의 접근기술에 대한 통신과 토목 및 GIS기술 등에 대한 내인적인 한계의 극복의 필요성으로 이에 대한 향후의 연구개발에 기대감이 증폭되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.82-83
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• 2002

궤도상에 올려진 위성들은 인형의 궤도 운행을 하게 된다. 그러나 지구가 완전한 구형이 아니고 태양과 달의 인력이 작용하여 위성에 섭동이 발생하게 된다. 그리고 무중력 상태의 우주이므로 태양풍이나 미세 운석 그리고 위성체 내부의 가스 누출이나 내부의 토크 변화에 의해 위성 자세에 조금의 변동을 야기한다. 통신 위성의 경우 지상의 한 지점을 계속 향하고 있어야 하므로 정기적인 자세제어가 필요하다. 위성의 섭동에 의해 EWSK(East-West station keeping)나 NSSK(North-South station keeping)를 하기 위해 추력 모델은 단일 $\Delta$$\upsilon$기동이나 회전 세차 운동(spin precession maneuver)을 지원해야 한다. 위성은 주어진 임무를 수행하는데 필요한 $\Delta$$\upsilon$기동을 위해 적절한 성능의 추력기와 임무기간 동안 사용할 적절한 양의 추진제를 탑재하고 있다. 지상에서 필요한 임무를 수행하기 위해 위성에 지령을 하였을 때, 추력기가 정상작동을 하였는지 그리고 잔류 추진제가 어느 정도 인지를 정확히 알 수 있어야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권10호
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• pp.49-55
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• 2023

달 극지방에 얼음이 존재한다는 사실을 발견하고 달 현지자원활용과 유인기지 건설에 국제적 관심이 증대되고 있다. 대기가 없는 달은 지구환경과 다르게 운석충돌, 우주방사선, 극한 온도편차의 위험에 노출되고 있다. 이러한 3대 위협요소로부터 유인 우주기지를 보호하기 위해 보호층 시공이 반드시 요구된다. 월면토를 보호층 시공 재료로 사용하는 것은 지구-달 운송에 필요한 비용 절감과 대량의 원자재 확보라는 관점에서 상당히 매력적이다. 또한, 별도의 제작 및 통합 일정을 위한 추가적인 시간이 필요치 않고 지구에서 재보급 없이 쉽게 수리 및 개조가 가능하다. 환경이 변하는 경우에도 유인 우주기지의 구조적 한계 내에서 보호층 두께 조절이 가능하다. 월면토를 이용한 보호층과 관련한 다양한 연구들이 진행되어 왔으나, 보호층의 요구조건에 대해서는 다양한 의견들이 제시되어 왔다. 본 논문에서 달 지상 3대 위협요소별로 상세히 살펴본 결과를 토대로 장기 유인거주를 위해서는 2m 이상의 보호층 시공이 필요한 것으로 판단하였다. 이를 기반으로 보호층 시공에 필요한 기술과 달 지상에서 급속으로 시공이 가능한 방안을 제시하고자 한다.