이번에 소개할 이스라엘 우주국(Israel Space Agency)은 이스라엘 정부 주도의 순수과학 및 상업적 목적의 우주 연구 프로그램을 총괄하는 정부 조직이다. 연간 1백만 U.S 달러의 예산을 집행하는 이스라엘 우주국은 1983년 설립되었으며 미국의 NASA, 프랑스의 CNES, 캐나다의 CSA, 인도의 ISRO, 독일의 DLR, 우크라이나의 NSAU, 러시아의 RKA, 네덜란드의 NIVR, 브라질의 AEB 등 다양한 우주 기관들과 연계하고 있다. 다른 국가의 우주기관들과 차이가 있다면 이스라엘 우주국은 이스라엘의 국가안보에 최우선 가치를 두고 있다는 점이다. 이스라엘의 모든 우주 개발 및 연구에 대한 업무를 총괄하는 국가기관인 이스라엘 우주국에 대해 알아본다.
국가 우주정책 수립과 이에 따른 투자의 연속성을 확보하고 우주개발의 효율적인 추진을 위해 대부분의 우주개발 선진국에서는 미국의 NASA와 프라이스의 CNES, 일본의 JAXA와 같이 우주개발을 전담하는 국가 기관(agency)을 설립하여 우주개발을 추진하고 있다. 우주개발의 초기단계에 있는 우리 나라 역시 우주개발을 전담하는 국가기관의 필요성이 대두되고 있다. 우주는 아직까지도 미개척분야의 영역이자 새로운 잠재적 국토이며 새로운 자원의 보고이다. 뿐만 아니라, 국가의 안전과 생존을 위해서도 우주능력의 확보는 불가피한 분야임을 우리는 인식하고 있다. 중장기적인 관점에서 국가의 미래를 위해 적극적인 노력이 필요한 때라고 생각한다.
미국, 유럽, 일본 등 우주개발 선진국들의 우주를 이용한 우주과학연구 현황을 파악하여 세계적인 우주과학 연구 현황과 추세를 파악하고, 이를 통해 우주를 이용한 한국의 우주과학 연구 전략을 도출한다. NASA, ESA, JAXA 등 우주선진국 우주기관들의 세계적인 우주과학연구 추세, 전략, 우주과학연구의 최전선(Front Edge)이 무엇인지를 파악하고, 국내의 우주개발 예산, 산업과 안보에 필요한 전략기술, 우주과학계의 희망 등을 종합하여 우주를 이용한 최적의 우주과학 연구 분야를 도출한다.
적외선 파장 대역에서 관측되는 우주배경복사의 요동은 초기 우주가 재이온화되는 시기에 존재하였던 우주 최초의 별 또는 은하에서 기원한다고 믿어진다. 적외선우주배경복사 관측을 위해서는 배경의 잡음이 되는 별, 은하, 황도광등을 제거하고 희미한 배경을 검출해야 하므로 광시야, 고감도로 광학에서 근적외선까지 다파장으로 관측하는 기능이 필요하다. CIBER2는 이러한 적외선우주배경복사 관측을 위해 개발되고 있는 NASA 사운딩로켓 탑재용 적외선카메라 시스템이다. 2009년부터 2013년까지 4차례에 걸쳐 성공적으로 발사된 CIBER를 업그레이드한 관측기기로써 한국 KASI, 미국 Caltech, 일본 ISAS가 공동으로 개발하고 있다. CIBER2는 28.5cm의 주경에 광분배기를 사용하여 3대의 카메라가 장착되는 형상을 이루고 있으며 각 카메라에는 $2K{\times}2K$ H2RG 검출기 위에 2개의 밴드 필터를 부착하여 0.6 - 2.1 um의 파장 대역을 6개의 구간으로 나누어 관측한다. 각 밴드의 시야각은 $1.1{\times}2.2$도이다. CIBER2는 현재 최종 설계를 마치고 각 서브시스템 별 제작 단계에 있으며, 조립 및 시험을 거쳐 2015년에 미국 화이트샌드 미사일기지에서 발사될 예정이다.
원격탐사란 직접적인 접촉 없이 대상물의 전자파 반사 특성을 파장별로 측정하여, 이를 처리, 해석함으로써 대상물에 대한 속성, 상태, 위치 및 형태에 대한 정보를 얻고자 하는 기술이다. 특히 획득된 자료가 영상(image)으로서 표현될 수 있으며, 영상을 매체로 하여 처리되고 해석된다는 점이 원격탐사 기술의 특징이다. 1972년에 미국의 항공우주국(NASA)이 지구자원 기술위성(Earth Resources Technology Satellite)을 성공적으로 발사함으로써 세계 최초의 위성 관측에 의한 원격탐사가 시작된 이래. 원격탐사 기술은 지도제작. 자원탐사, 지질조사, 지구환경, 해양 및 기상 등 다양한 분야에서 활발하게 활용되고 있다. 현재 우리나라를 비롯하여 미국, 캐나다, 프랑스, 일본, 인도 등 세계 각국이 각자 지구관측용 원격탐사 위성을 보유하고 있다. (중략)
항공기용 엔진은 설계 개발 단계에서 성능, 신뢰성, 안정성, 수명을 판단하는 시험에 엄청난 시간과 비용이 든다. 가상 엔진의 "Numerical Test Cell" 시험은 다분야 연계 해석을 통하여 하드웨어의 개발에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 미국과 유럽에서의 전체 엔진 시뮬레이션 프로그램의 개발 활동을 소개한다. 미국의 NASA Glenn 연구소는 기존의 코드들을 결합하고 기능을 개선하여 NPSS를 개발하는 연구를 이끌고 있으며, 유럽에서는 대학, 연구소, 기업체로 구성된 VIVACE 컨소시움이 각 기관의 프로그램을 통합하여 PROOSIS를 개발하고 있다. 아울러 현재의 상황에 대한 고찰을 통하여 국내 개발의 가능성을 살펴보았다.
복합재료를 사용하여 우주항공 부품을 설계할 때 국내는 물론, 미국을 비롯한 우주항공선진국의 감항규정에서 민간과 군용 모두 통계적으로 산출된 값을 사용할 것을 요구하고 있다. 그러나 이 기준을 만족하기 위해서는 방대한 데이터베이스가 필요하여 시험 비용 및 시간이 큰 문제가 되어왔다. 최근 미국 NASA/FAA에서 시험 개수를 줄이면서 동시에 통계적 기준을 만족할 수 있는 새로운 설계허용값 산출방법을 AGATE 프로그램을 통해서 개발하였다. 특히 이미 인증된 재료를 다른 사업에 사용하기 위해서 사용할 수 있는 재료동등성 시험(Material Equivalency Test)은 국내의 사업에 직접 적용할 수 있는 중요한 개념이다. 본 논문에서는 국내에서 사용하고 있는 복합재료의 특성을 공유하여 비용을 절감하고 재료특성을 정확히 관리할 목적으로 재료 동등성 및 수락시험 절차를 설명하고, 예로서 국내에서 개발한 고온용 탄소복합재료의 설계허용값을 산출하였다.
미국항공우주국은 인류의 타 행성 거주 가능성에 대해 지속적으로 관심을 가지고 관련 연구들을 진행해오고 있다. 이에 대한 관심을 고무시키기 위해 다양한 국제 대회를 추진하여 관련 아이디어를 공유하고 정보를 모으는데 기여하고 있다. NASA Centennial Challenge Program 중 한 가지인 "3D-Printed Habitat Challenge"는 2015년과 2017에 1차, 2차 대회를 진행한 바 있으며, 현재 3차 대회를 진행 중에 있다. 본 연구진은 지난 2차 대회 참가 경험과 해외 협력을 통해 3차 대회를 진행하고 있으며 대회 참가 및 건설 자동화 시공을 위하여 건설용 3D-Printer에 적용 가능한 사출 모듈을 개발하였다. 3D 프린팅 사출 모듈과 한국에서 최초로 개발된 달 복제토 KOHLS-1, 플라스틱 폴리머를 재료로 적층식 공시체를 제작하였다. 또한 3D 프린팅을 활용한 건설 기술의 핵심인 사출 모듈을 최적화하는 과정에서 ${\varnothing}150{\times}300mm^3$ 부피의 원기둥 공시체와 $200{\times}100{\times}650mm^3$ 부피의 보 공시체의 압축강도 및 휨 강도 시험을 진행하였다.
1983년 초 세 부분-COSMOS 1402-A, B, C-으로 분리되어 추락한 소련 위성 COSMOS 1402호의 낙하를 추정하기 위한 알골이즘을 개발하였다. 이 인공위성의 궤도에 영향을 미치는 섭동력으로는 지구의 비대칭 중력포텐셜과 지구의 대기 저항에 의한 섭동력이 고려되었고, 고도에 따른 지구의 대기 밀도를 구하기 위해 표준대기모델을 만들었다. COSMOS 1402호의 낙하시 NASA GSFC가 보내온 궤도요소 자료를 이용하여 COSMOS 1402-A와 C의 낙하시각과 낙하지점을 추정하고, 미국무성의 발표와 비교해 보았다. COSMOS 1402-C의 경우 모두 잘 일치함을 보이나 COSMOS 1402-A 의 경우 낙하시각이 1분, 낙하지점은 경위도 각각 2도씩의 오차를 보였다.
그동안 소형항공기에 사용하는 재료에 대해서도 대형항공기와 동일하게 요구하여 왔으나, 대형항공기 제조사에 비해 규모가 작은 소형항공기 제조사에서는 이 기준을 맞추기 위하여 많은 시험을 수행해야 하므로 큰 어려움을 겪어왔다. 최근 미국 FAA/NASA에서는 새로운 정책으로 요구조건을 변경하여 복합재 소형항공기를 인증하여 소형항공기 산업을 발전시키고 있다. 본 논문에서는 새롭게 바뀐 복합재료 인증 방법론에 대하여 설명하고, 예로서 이 방법을 사용하여 국산 350°F 탄소섬유/에폭시 복합재료의 설계허용값을 산출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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