• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.409-418
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• 2005

자기폭풍 기간 중에는 서브스톰이 빈번히 발생한다. 그리고 서브스톰이 진행될 때 극지방에는 오로라 제트 전류가 발생하며, 이는 AU 및 AL 지수로 그 강도를 규정할 수 있다. 따라서 AU 및 AL 지수와 자기폭풍의 정도를 나타내는 Dst 지수와의 상관관계를 구해봄으로써 서브스톰이 자기폭풍의 형성에 어떻게 기여하는지 조사할 수 있다. 이를 위하여 월별 누적 AU 지수, 월별 누적 $\mid{AL}\mid$ 지수 값을 구한 뒤, 월별 누적 $\mid{Dst}\mid$ 지수와의 상관관계를 구하였다. 그 결과 월별 누적 $\mid{AL}\mid$ 지수와 월별 누적 $\mid{Dst}\mid$ 지수의 상관관계는 0.60으로 월별 누적 AU 지수와 월별 누적 $\mid{Dst}\mid$ 지수의 상관관계 0.28보다 비교적 높게 나타났다. 이는 서브스톰이 자기폭풍의 발달에 기여하고 있음을 의미한다. 한편 IMF가 남쪽을 향할 때 자기권에는 강력한 대류가 형성되어 하전입자를 내부 자기권으로 가속시키므로 자기폭풍을 야기한다는 견해가 있다. 대류를 야기하는 행성간 전기장은 $\bar{E}=-\var{V}$(태양풍 속도) $\times\bar{B}_Z$(GSM에서 IMF의 Z축 성분)으로 주어지며, 이로부터 월별 누적 행성간 전기장과 월별 누적 Dst 지수 값을 비교해 봄으로써 행성간 전기장의 강화로 인한 자기권 대류가 자기폭풍 형성에 어느 정도 기여하는지를 조사할 수 있다. 여기서 Dst 지수는 태양풍에 의한 동압을 고려한 값이며, 월별 누적 행성간 전기장은 행성간 전기장이 양일 때와 음일때를 구분한 뒤 월별 누적 Dst 지수와의 상관관계를 알아보았다. 그 결과 행성간 전기장이 음의 값을 나타낼 때 구한 월별 누적 행성간 전기장과 월별 누적 Dst 지수와의 상관관계는 0.83이고, 양일 때 월별 누적 행성간 전기장과 월별 누적 Dst 지수와의 상관관계는 0.39로 나타났다. 이것은 IMF가 남쪽으로 향할 때 발생하는 자기권 대류의 강화 역시 자기폭풍의 발달에 중요한 역할을 하고 있음을 보여 준다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.467-478
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• 2009

2003년 10월 28일에 X18 급의 태양 플레어가 발생한 다음날인 10월 29일부터 10월 31일까지 할로윈 이벤트로 불리는 초대형 지자기 폭풍이 전 지구적으로 발생하였다. 할로윈 이벤트 기간 동안 한반도 상공 전리권 양상을 살펴보기 위해서 GPS 신틸레이션 S4 지수와 GPS 토모그래피 기법을 사용한 최대 전자밀도($NmF_2$)의 변화를 날짜별로 분석하였다. GPS 신호손실과 신틸레이션의 총 발생 횟수는 10월 28일과 29일이 각각 1,094회와 1,387회로 30일과 31일의 604회와 897회에 비해 높게 나타났다. 이는 지자기 폭풍이 반드시 전리권 교란을 발생하지 않음을 의미 한다. 그러므로 지자기 폭풍이 아닌 전리권 교란을 감시하기 위해서는 지자기 교란 지수보다 S4 지수가 유용할 것이다. 전리권 전자밀도 변화 양상은 GPS 토모그래피 기법으로 산출된 전리권 최대전자밀도($NmF_2$) 값을 날짜별로 분석하였다. 10월 28일에 가장 높은 $NmF_2$ 값을 보이고 있다. 이는 안양 이온존데에서 관측된 $NmF_2$ 값의 변화와 일치되는 경향을 보이며, 전자밀도가 낮은 30일과 31일에 GPS 신틸레이션과 신호손실 총 발생회수가 낮게 나타나는 양상을 보이고 있다. 결론적으로 지자기 폭풍과 GPS 신호 품절의 상관성은 나타나지 않고 있으나 전자멸도가 감 소할수록 GPS 신호품질은 양호한 것으로 나타나고 있다. 향후 장기관측 자료 분석을 통해 평상시와 지자기 폭풍 기간 동안의 GPS 신호품질과 전자멸도 변화에 대해 연구가 진행될 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.224-235
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• 2022

본 연구는 지난 12년간의 우주위험 관련 언론기사의 토픽모델링 분석을 통해 우주위험별 언론 보도 현황을 알아보기 위한 목적으로 수행되었다. 빅카인즈(BIGKinds)의 뉴스 플랫폼에서 2010년부터 2021년까지의 태양폭풍, 인공우주물체, 자연우주물체에 대한 우주위험 기사를 각각 1200여건 이상 수집하였으며, 키워드 분석, 잠재적 디리클레 할당모형(LDA) 분석을 수행하였다. 그 결과 태양폭풍 관련 기사는 3개의 토픽인 태양폭발이 인공위성에 미치는 영향, 우주전파센터를 중심으로 태양폭발이 우리나라 전파 통신에 미치는 영향, 항공종사자와 우주방사선의 관계로 요약되었다. 인공우주물체 관련 기사의 경우 3개의 토픽으로 인공위성과 우주정거장이 우주쓰레기로부터 위협을 받거나 그 자체가 우주쓰레기가 될 수 있다는 토픽, 영화를 통한 우주쓰레기와 인류의 관계에 대한 토픽, 우주쓰레기 추적·감시 및 처리를 위한 우주강국들의 노력이라는 토픽으로 요약되었다. 자연우주물체 관련 기사는 2개의 토픽으로 국제 우주기관의 근지구소행성에 대한 추적·감시와 충돌 대책과 소행성과 혜성 충돌을 중심으로 공룡과 포유류의 진화 및 멸종 원인으로 요약되었다. 이로부터 2010년부터 현재까지 국내 언론은 우주위험을 사회, 문화 등 다양한 영역에서 총 8개의 주제로 대중들에게 그 위험성과 경각심을 전하는 역할을 하고 있음을 확인하였으며, 이러한 결과를 기반으로 우주위험에 대한 교육방법과 교육정책의 필요성을 제언하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.102-106
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• 2011

태양폭발, 코로나물질방출(Corona Mass Ejection, CME)등의 태양활동을 포함한 우주환경(space environment)은 결코 인간에게 우호적이지만은 않다. 특히 인공위성에게는 치명적일 수 있다. 그 중에서 정지궤도에 있는 통신위성에게는 상기와 같은 급격한 태양활동뿐만 아니라 지속적으로 끊임없이 배출되는 전자, 양성자등 플라즈마 입자들로 인해 수명이 단축되고 있다. 통신위성을 구성하는 능동부품들은 플라즈마 입자들에 특히 약하기 때문이다. 이를 방지하기 위하여 방사능 차폐(Radiation Shielind)등을 하지만 이에 대한 비용이 매우 많이 드는 것이 사실이다. 그러므로 적절한 차폐가 필요하며 이를 위해서는 우주환경의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 저궤도부터 우주탐사용 위성까지 모든 궤도영역의 인공위성의 이상현상등을 분석한 후 이것이 태양폭발, 지자기 폭풍등 우주환경이벤트와의 연관성을 조사해보고자 한다.

• 한국항공운항학회지
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• 제20권2호
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• pp.13-17
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• 2012

The solar storm generated by solar activity can be impact on earth in various area. If solar storm impact on Navaids system, it will be a serious problem for aviation and human safety. The impact analysis of solar strom on Navaids system are performed in three area, ILS, GPS navigation and radio communication for aviation. Analysis result show that Instrument Landing System(LLZ, GP, MB) and Navaids system(VOR, DME, Radar) are not impacted by the solar storm, but GPS system is impacted by solar storm. Also analysis result show that VHF/UHF radio system are not impacted by solar storm, but HF radio system is impacted by solar storm.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.425-438
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• 2009

ACE 위성에서 제공되는 1998년에서 2006년까지 9년간 관측된 양질의 1시간 평균 태양풍 매개변수를 이용하여 Burton et al.(1975)의 Dst 예측식을 재검토했다. 이 기간 동안 60개의 단순 발달형 자기폭풍을 골랐다. Burton et al.(1975)의 Dst 예측식의 에너지 공급항(Q)과 소멸 시간 ($\tau$)을 추정하기 위해 상기 자기폭풍 기간 동안 $Dst^*$와 $VS_s$, ${\Delta}Dst^*$와 $VS_s$ 그리고 ${\Delta}Dst^*$와 $Dst^*$의 상관관계를 구했다. 이 때 ACE 위성으로부터 지구까지 전파 시간(1시간)과 태양풍과 지구 자기권 사이의 지연 시간(0.5시간) 고려했다. 그 결과 $VB_s$ > 0.5mV/m일 때 $Q(nT/h)=-3.56VB_s$이였고, $VB_s\;{\leq}\;0.5mV/m$일 때는 Q(nT/h)=0으로 두었다(Burton et al., 1975) 그리고 $Dst^*$가 -175nT보다 작은 음의 값을 가질 때 $\tau(h)\;=\;0.060Dst^*\;+\;16.65$이고, $Dst^*$가 -175nT보다 큰 음의 값을 가질 때 $\tau(h)\;=\;6.15$로 추정됐다. 이 연구에서 얻은 Q와 $\tau$를 Burton et al.(1975)의 Dst 예측식에 대입하고 이를 이용하여 상기 60개 자기폭풍을 예측한 결과, 관측된 $Dst^*$와 예측된 $Dst^*$의 상관계수는 0.88이였다. 이를 다른 연구 결과와 비교하기 위해 Burton et al.(1975)과 O'Brien & McPherron(2000a)의 $Dst^*$ 예측 방법을 같은 자기폭풍에 적용한 결과, 관측된 $Dst^*$와 예측된 $Dst^*$의 상관계수는 각각 0.85였다. 이 연구는 기존 연구보다 다소 개선된 결과를 나타냈으며, 특히 $Dst^*\;{< \atop \sim}\;-200nT$의 강한 자기폭풍의 예측에 효과적이었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권3호
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• pp.305-316
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• 2009

이 연구에서 우리는 코로나 홀(Coronal hole, CH)의 정보(위치, 면적)를 이용하여 CIR(Corotating Interaction Regions)과 지자기폭퐁(Geomagnetic Storm)에 대한 경험적인 예보를 수행하였다. 이것을 위해 1996년 1월 $\sim$ 2003년 11월까지의 미국 국립 천문대-Kitt Peak 관측소의 He I $1083{\AA}$ 영상으로부터 코로나 홀 자료를 얻고, Choi et al.(2009)로부터 확인된 CIR과 지자기폭풍 자료를 활용하였다. 지자기 폭풍을 일으키는 코로나 홀의 특성을 고려하여 코로나 홀의 중심이 $N40^{\circ}$와 $S40^{\circ}$ 사이, $E40^{\circ}$와 $W20^{\circ}$ 사이에 위치하고 태양 반구에 대한 면적 비율이 다음과 같은 세 가지 경우를 선택하였다: (1) case 1: 0.36% 이상, (2) case 2: 0.66% 이상, (3) case 3: $1996{\sim}2000$년 동안에는 0.36%, $2001{\sim}2003$년 동안에는 0.66% 이상. 우리는 각 경우에 대하여 예보의 성공 유무를 확인할 수 있는 예보 분할표(Contingency Table)를 만들고, 그들의 태양 주기 위상(Solar cycle phase)에 대한 의존성을 조사하였다 분할표로부터 우리는 PODy(the probability of detection yes), FAR(the false alarm ratio), Bias(the ratio of "yes" predictions to "yes" observations) 그리고 CSI(critical success index)와 같은 예보 평가 지수를 결정하였다. 이와 같은 예보에서 PODy와 CSI가 상대적으로 더 중요한 사실을 고려하여, 우리는 가장 좋은 후보가 case 3이라는 것을 발견하였다. 이 경우에 두 가지 예보에 대한 예보평가 지수는 아래와 같다: CH-CIR의 경우는 PODy=0.77, FAR=0.66, Bias=2.28, CSI=0.30이고, CH-storm의 경우는 PODy=0.81, FAR=0.84, Bias=5.00, CSI=0.16이다. 또한 태양 활동 극대기 이후 감쇄기간 동안의 지수들이 태양 극대기 이전의 값들 보다 훨씬 잘 예보되고 있음을 알 수 있다. 따라서 코로나 홀을 이용한 CIR의 예보는 충분한 가능성을 보여주고 있으나, 지자기 폭풍의 예보는 너무 많은 허위 예보로 인하여 다소 어려울 것으로 비상된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.383-394
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• 2008

코로나질량방출(CMEs)의 지구영향도를 효율적으로 예측하기 위해 속도가 빠른 CMEs의 방향지시 매개인수(parameter)를 조사하여 Dst 지수 최소값과의 상관관계를 비교하였다. 그리고 이 매개인수 중 어떤 매개인수가 예측 효율성이 높은지 알아보았다. 이를 위해 SOHO/LASCO 목록에서 CMEs의 속도가 1000km/s 이상, CMEs발생 위치가 태양 중심에서 ${\pm}30^{\circ}$ 이내에 위치한 혜일로(halo) CMEs를 사용하였다. 이 CMEs가 태양에서 발생하여 지구에 도착하는 시각을 모델을 이용하여 예측한 뒤 이 시각에 가장 가까운(24시간 이내) Dst 지수 최소값을 구하였다. 이를 통해 CMEs의 지구 영향도를 판별하였다. 전체 30개의 사건 중 22개(73%)가 지자기 폭풍을 일으켰다. 우리는 CMEs의 지구 영향도를 예측하기 위해 기존의 방향 매개인수와 이번 연구에서 새롭게 제안한 이심을, 이동거리, 중심각 매개인수를 사용하였다. 이들 매개인수와 Dst 지수 최소값의 상관관계 분석을 통해 상관계수 값을 알아보고 그 결과를 통해 어떤 매개인수가 CMEs의 지구 영향도 예측 효율이 높은지 비교하였다. 그 결과 이심율 매개인수가 가장 좋은 상관관계를 보였고, 방향 매개인수는 비교적 좋은 상관관계를 보였다. 이동거리와 중심각 매개인수는 이심율과 방향 매개인수보다 낮은 상관관계를 보였다. 하지만 이들 역시 강한 지자기 폭풍(Dst 지수 ${\leq}$-200nT)의 경우에는 좋은 상관관계를 보였다. 방향 매개인수 값이 0.6 이상이고 이심율 매개인수 값이 0.4 이하이며 이동거리, 중심각 매개인수 값이 0.2 이하인 경우에는 강한 지자기 폭풍(Dst 지수 ${\leq}$-200nT)이 일어날 확률이 아주 높음을 알 수 있었다. CMEs의 방향을 지시하는 매개인수는 CMEs의 지구 영향도를 판별하는데 유용하고 이를 복합적으로 고려한다면 예측의 효율성을 높일 수 있다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.195.2-195.2
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• 2012

궤도상에서 지구의 대기는 태양의 복사에너지에 의하여 양이온과 음이온으로 이온화된 자유 전자로 존재하게 되는데 이러한 상태를 플라즈마 환경이라고 부른다. 인공위성이 궤도에서 운용될 때, 플라즈마 환경에서의 강한 에너지를 가진 전하들은 위성을 투과하여 위성 내부에 축적될 수 있다. 이러한 전하들은 고립되어 있는 전도체의 끝에 모이게 되고, 전하량이 breakdown 레벨에 이르게 되면 아크 방전이 일어나게 된다. 방전에 의한 전류가 민감한 회로에 들어가게 되면 오동작이나 기능손상을 일으킬 수 있다. 보통 저궤도 위성이 놓이게 되는 낮은 고도와 경사각에서 플라즈마는 밀도가 높고 낮은 에너지를 가지는 반면, 정지궤도 위성이 놓이게 되는 높은 고도의 플라즈마는 낮은 밀도와 지구자기 폭풍 등에 기인하여 높은 에너지를 갖는다. 따라서 정지궤도 인공위성의 경우 ESD의 영향을 좀 더 면밀하게 검토하고 검증할 필요가 있다. 본 논문에서는 정지궤도 위성용 ESD 시험장비의 개발결과에 대하여 논의한다. 시험장비는 ESD 건과 Spark gap, 몇몇의 저항 및 캐패시터로 구성된다. 정지궤도 상에서의 ESD 방전 전류를 모사하는 파형을 구현하기 위한 방법과 결과를 소개하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2562-2568
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• 2015

본 논문에서는 네트워크 RTK (Real Time Kinematic) 환경에서 기준국 간 이온층 지연 변칙현상에 대해 검출하는 기법을 제안한다. 태양흑점 폭발이나 지자기 폭풍 등으로 인해 이온층 지연의 시공간적 변화가 심해지면 네트워크 공간 안에서 이온층 지연의 선형성을 보장할 수 없게 된다. 이 때, 생성된 보정정보를 사용자가 사용하면 잘못된 미지정수를 결정하여 위치 오차가 증가하는 현상이 발생할 수 있다. 따라서 신뢰성있는 보정정보를 사용자에게 제공하기 위해서 이온층 지연에 변칙현상을 검출하는 기법이 필요하다. 본 논문에서 제안한 기법은 보정정보의 전파성 항으로 이온층 지연 변칙현상을 검출하기 위한 지표를 계산하고, 이를 임계치와 비교해서 이온층 지연 변칙현상 발생을 판단한다.