국립고흥청소년우주체험센터는, 우리나라 청소년들에게 우주에서 벌어지는 제반 현상과 천체의 실상을 접하게 하고 또 그 현상과 천체 이면에 자리한 기본 원리를 체험과 실험을 통하여 스스로 터득하게 함으로써 저들을 우주시대를 이끌어갈 창조적 인재로 양성함을 목적으로, 2010년 7월 9일에 개원한 특성화 체험 국립 시설입니다. 우리나라 청소년들이 센터에 설치된 주요 우주체험장비 7종을 활용하여 우주왕복선과 우주정거장에서의 임무수행을 경험하며, 우주왕복선 지상통제센터 요원의 역할 및 우주선이나 항공기의 직접 조종도 체험 할수 있다. 또한 달의 저중력 상황을 체험해 볼 수 있다. 지름 15미터의 천체투영관이 12월 말에 완공될 예정이다. 하늘전망대에는 구경 14인치 광학망원경과 다수의 중소형 망원경들이 설치된다. 또한 우주인 기초체력단련훈련을 할 수 있는 야외 활동 공간을 확보하고 있다. 센터의 우주체험시설과 천문학 관련 시설들은 앞으로 청소년의 우주에 대한 관심을 유발하고 국민들의 과학에 대한 이해를 돕는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 현재 4개의 과정으로 우주체험캠프 프로그램을 구성하여 운영하고 있다. 또한, 2009년 개정 지구과학 교육과정과 연계한 우주체험프로그램을 개발 중이다. 여기서는 본 센터의 우주체험시설물 소개와 이들을 활용한 체험활동과 교육 현황 및 계획을 소개하고자 한다.
본 연구는 아동들의 물리지식 발달을 알아보기 위해 수행되었다. 3세에서 11세 사이의 아동 80명과 성인 16명이 연구에 참여하였고 이들이 어떤 물리지식을 가지고 있는지, 이러한 물리지식이 물리이론의 형태로 체제화 되어 있는지, 어떤 발달적 변화가 일어나는지 등을 살펴보았다. 그 결과, 높은 곳에서 떨어지는 물체 과제에서는 물체의 낙하운동 자체에 대해서는 모든 연령의 아동이 정확한 지식을 가지고 있었다. 그러나 이러한 운동의 원인이 되는 힘인 중력, 관성력, 마찰력, 부력 등을 이해하고 여기에 관련된 다른 개념들을 이해하는데 있어서는 연령차가 있었다. 연령이 낮아질수록 중력보다는 지지의 유무로 낙하운동을 이해하고 물체의 무게와 공기의 저항과 같은 관련되는 다른 지식도 없는 것으로 나타났다. 경사면에서 미끄러지는 물체 과제에서는 물체의 움직임 자체는 모든 연령의 아동들이 정확하게 예측할 수 있었지만 이에 영향을 미치는 무게나 이 상황에서 작용하는 힘인 중력과 마찰력, 그리고 그들의 상호작용에 대해서는, 9세와 11세가 되어야 소수의 아동이 정확하게 이해할 수 있게 되는 것으로 나타났다. 물에 뜨거나 가라앉는 물체 과제에서는 5세 이하의 어린 아동의 경우는 상당수가 물체가 물에 뜨거나 가라앉는 현상 자체를 이해하는데 어려움이 있었다. 그 원인에 대해서도 9세와 11세 아동 중 소수가 부력이나 중력을 언급하였지만 이러한 지식도 완벽한 것은 아니었다. 그리고 부력에 관해서는 성인들조차 완벽한 지식을 가지고 있지 못한 것으로 나타났다. 이러한 결과를 종합하면 아동들은 약 5세경부터 자신의 물리지식을 물리현상의 원인을 설명하는 도구로 사용한다는 점에서 초보적인 수준의 물리이론을 가지고 있음을 알 수 있다. 그러나 응집성과 추상성 측면에서 보면 9세와 11세 아동들의 이론도 응집성이 부족하고 여전히 지각적 속성을 인과기제로 사용하는 등 추상성도 부족하였다. 마지막으로 아동들의 물리지식은 연령이 증가함에 따라 인과기제로서의 역할, 응집성, 추상성 등의 이론적 특성이 강해지는 방향으로 변화하는 뚜렷한 발달적 경향성을 보여 주었다.
실리카 콜로이드 용액의 정유량 한외여과에서 중력 방향에 대한 막모듈의 위치(경사각) 변화에 따라 발생되는 자연대류 불안정 흐름의 막오염 저감효과를 차압의 변화 정도를 측정하여 규명하였다. 막표면에 케이크 층을 형성함으로서 막오염을 발생시키는 나노 사이즈의 실리카 입자(평균 크기 = 7, 12, 22, 50 nm 및 78 nm)가 함유된 5가지 종류의 콜로이드 용액을 사용하여 중력 방향에 대한 막모듈의 위치(경사각 = $0^{\circ}{\sim}180^{\circ}$)에 따른 차압의 변화를 교반이 없는 dead-end 정유량 한외여과 실험을 통해 측정하였다. 상대적으로 크기가 작은 실리카 입자(7, 12 nm 및 22 nm)가 함유된 콜로이드 용액의 정유량 한외여과에서 막모듈 경사각을 $30^{\circ}$ 이상으로 유지하면 막모듈에 자연대류 불안정 흐름이 발생되어 막오염 형성을 크게 억제시켜 차압의 증가가 거의 나타나지 않았다. 이 자연대류 불안정 흐름의 발생은 막표면에 형성된 실리카 케이크층의 벌크용액으로의 역이동(back transport)을 유발시킴으로서 차압의 증가를 억제시키는 막성능 개선 효과를 나타내었다. 그러나 상대적으로 크기가 큰 실리카 입자(50 및 78 nm)가 함유된 콜로이드 용액의 정유량 한외여과에서는 자연대류 불안정 흐름 발생의 효과가 거의 없었다. 임계 플럭스 측정 결과 실리카 입자의 크기가 작을수록 그리고 막모듈 경사각이 클수록 막모듈에의 자연대류 불안정 흐름의 발생 강도가 커져 막오염 형성이 억제되었으며, 이로 인해 임계 플럭스가 증가하였다.
실리카 콜로이드 용액의 한외여과에서 중력 방향에 대한 막모듈의 위치(경사각) 변화에 따라 발생되는 자연대류 불안정 흐름이 막오염 형성 감소에 미치는 효과를 규명하였다. 막표면에 케이크 층을 형성함으로써 막투과 플럭스의 감소를 발생시키는 실리카 입자(평균 크기 = 7, 12, 22, 50 및 78 nm)가 함유된 5가지 종류의 콜로이드 용액을 사용하여 중력 방향에 대한 막모듈의 위치(경사각 = $0{\sim}180^{\circ}$)에 따른 막투과 플럭스 변화를 교반이 없는 회분식(dead-end) 한외여과 실험을 통해 측정하였다. 자연대류 불안정 흐름 발생이 막성능에 미치는 효과는 플럭스 향상도($E_i$)로서 평가하였다. 상대적으로 크기가 작은 실리카 입자(7, 12 및 22 nm)가 함유된 콜로이드 용액의 한외여과에서는 막모듈의 경사각이 커짐에 따라 자연 대류 불안정 흐름 발생의 강도가 증가하였으며, 동일한 경사각에서 실리카 입자의 크기가 작을수록 자연대류 불안정 흐름의 발생 정도가 더 크게 나타났다. 자연대류 불안정 흐름의 발생은 막표면에 형성된 실리카 케이크층의 벌크 용액으로의 역이동(back transport)을 유발시킴으로써 플럭스 향상의 막성능 개선 효과를 나타내었다. 그러나 상대적으로 크기가 큰 실리카 입자(50 및 78 nm)가 함유된 콜로이드 용액의 한외여과에서는 자연대류 불안정 흐름 발생이 나타나지 않았다. 이 결과로부터 실리카 입자의 크기가 자연대류 불안정 흐름의 발생 강도에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.
너울이 우세한 온화한 해양환경에서 출현하는 beach cusp에서의 경계층 streaming 수리특성을 살펴보기 위해 edge waves의 천수 과정을 수치 모의하였다. Beach cusp을 유지하는 것으로 알려진 synchronous edge waves는 같은 주기와 파고를 지니는 두 개의 Cnoidal wave가 전면해역에서 비스듬히 조우 되도록 조파하여 재현하였다. Beach cusp의 진폭 AB과 파장 LB은 맹방 해변에서 수행된 관측결과를 토대로 각각 1.25 m, 18 m로 선정하였다. 모의결과 천수 각 단계에서 예외 없이 경계층 streaming을 관측할 수 있었으며 최대 경계층 streaming은 사주 정점에서 발생하였다. 주기가 가장 짧은 RUN 1의 경우 그 세기는 약 0.32 m/s 내외에 분포하며 이러한 수치는 free stream 유속 u∞ 진폭의 두 배에 달하는 것으로 wave Reynolds 응력에 기반한 Longuet-Higgins(1957)의 해석 해와는 상당한 차이를 보였다. 수치 모의과정에서 온화한 해양환경에서 해빈이 복원되는 과정을 특정할 수 있었으며 이 과정을 정리하면 다음과 같다: 너울로 구성된 파랑 무리에서 성분 파랑 간의 공진성 상호작용으로 생성된 외 중력파가 쇄파선 인근에 도달하는 경우 중력으로 인한 가속이 더해진 Phase II 파랑 궤도 운동으로 수면 가까이 상승한 많은 모래가 쇄파 시 발생하는 파 마루로부터 시작된 up-rush에 의해 전 빈 정점 가까이 이동하며 이 과정에서 발생하는 침투로 인해 퇴적되는 것으로 모의 되었다.
본 논문에서는 무중력하에서 자유운동하는 물체의 화상정보로부터 그 운동을 추정할 때의 특징점의 대응점을 선택과 샘플링 주기를 설정하는 방법을 제안하였다. 관성 좌표계를 우주 로봇에 내장된 카메라 좌표계로 치환하여 화상에서 구해진 정보로부터 대응점 문제를 해석하고, 대상 물체의 운동을 결정하는 각속도 vector $\omega$를 구하는 것이 가능하다는 것을 시뮬레이션에 의하여 조사하였다. 또한, 특징점의 운동거리에 대한 상대오차가 양자화에 의해서 증가하기 때문에 샘플링 주기 ${\Delta}t$가 짧으면 각속도의 상대오차는 증가한다. 역으로 샘플링 주기 ${\Delta}t$가 너무 길어져도 각속도가 근사화될 때 샘를링 주기가 길기 때문에 오차가 증가한다. 한편, 정밀도는 해상도가 증가함에 따라 증가한다는 것을 확인하였다.
본 연구는 스타팅 블록 유형에 따른 운동학적 변인을 분석하기 위하여 남자 단거리 선수 8명을 대상으로 스타팅 블록간의 거리를 세 가지(25cm, 40cm, 35cm)유형으로 구분하여 분석하였다. 본 연구에 참여한 평균 신장 180cm의 선수들에게는 출발선과 앞 블록의 거리 45cm, 블록간의 거리 40cm의 출발 유형이 100m 기록 단축을 위해서 유리한 스타팅 블록의 유형이라 할 수 있다. 이상의 결론을 종합해보면 100m 출발은 정지 상태에서 짧은 시간에 가능한 큰 추진력을 얻는 데 있으며, 중요한 기술적 요점은 출발 신호에 재빠르게 반응하고, 강한 킥에 의해 큰 추진력을 얻어 전경각과 중력을 잘 이용하여 빠른 시간 내에 최고의 속도에 도달하는데 있다. 본 연구에서는 B유형의 출발법이 기록 향상을 위해 효과적인 분석 결과를 보여주고 있다.
후처리 없이 cm 정확도의 3차원 좌표를 취득할 수 있는 실시간 이동측량 기법은 GPS 기술에서 중요한 진전으로 인식되어왔다. 이 시스템은 OTF 초기화기법을 이용함으로써 종래의 정지측량 및 이동측량 접근법에서 주요 방해요인으로 작용해 왔던 싸이클슬립 문제로부터 벗어날 수 있게 되었다. 본 연구에서는 실시간 이동 GPS 측량의 정확도를 평가하기 위한 목적으로 우선 일정기선에 대한 연속관측을 행하고 정지측량의 결과와 비교한 결과 수평 및 수직성분에서 각각 RMS $\pm{3mm}$와 $\pm{13mm}$의 반복재현성을 확인할 수 있었다. 또한 30점으로 구성된 소지역의 시험망에 대하여 실시간 이동, 후처리 이동, 신속정지 GPS 및 종래의 기법으로 각각 측량을 행하여 그 결과를 비교 분석하고 실시간 이동측량 기법의 효율성을 검토하였다. 이울러 GPS와 직접수준측량 성과의 조합에 의해 유도된 지오이드고를 PNU95와 EGM96 중력지오이드 모델에 의한 결과와 비교하였다.
제주도 화산암 두께변화를 연구하기 위하여, 단주기와 광대역 지진계를 각각 8개와 4개 조사지 지표에 설치하여 상시미동 자료를 30 ~ 60분 동안 100 Hz 샘플률로 기록하였다. 인공잡음은 주간자료의 1.8 Hz 이상에서 나타나는 반면, 자연잡음은 0.4 ~ 0.8 Hz 범위에서 주간 및 야간 기록자료 모두에 기록되어 나타난다. H/V 스펙트럼비를 이용하여 구한 우세주파수는 0.2 ~ 0.7 Hz 범위에 분포한다. 우세주파수는 한라산 중심부로 갈수록 점진적으로 작은 값을 보여, 기존의 중력 및 자력모델의 결과처럼 제주도의 기반암이 섬 중심부 아래로 휜 구조임을 반영한다. 기반암 상부 현무암의 평균 횡파속도를 1,800 m/s로 가정할 경우, 각 조사지의 기반암 깊이는 약 640 ~ 2,140 m 정도로 평가된다.
주요 상대국들과 무역에서 환율과 노동숙련도의 구성이 베트남의 무역수지에 미치는 역할 본 연구는 베트남이 주요 20개국과 무역을 할 때 환율과 노동숙련도의 구성이 무역수지에 미치는 영향을 조사하였다. 2000년부터 2016년까지의 균형패널자료 (balanced panel data)를 활용해서, 저자는 베트남의 총 무역수지와 노동기술의 정교화로 인한 무역수지를 분석하였다. 본 연구의 주요 세가지 결론은 아래와 같다: 첫째, 환율은 베트남의 무역수지에 긍정적인 영향을 미치지만 그 계수 (coefficient) 가 작아 그 효과는 제한적이라는 것을 알 수 있었다. 둘째 베트남 화폐 (VND(Vietnamese Dong))의 가치가 떨어질 경우 베트남의 고숙련노동상품과 중숙련사무직 노동생산품의 무역수지는 악화된다. 셋째, 고숙련상품과 중숙련 사무직 생산 상품의 노동 기술 숙련도를 높이고 비가격경쟁력을 향상시킴으로서 베트남의 총 무역수지를 개선할 수 있으며, 반면에 저숙련노동 및 중숙련 블루칼라 노동생산 상품은 더 이상 베트남의 총 무역수지개선에 도움이 되지 않을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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