궤도 속도에 근접하거나 궤도운동을 하고 있는 발사체 상단의 지구 재진입에 따른 지상피해 분석에 이용하기 위하여 지구 재진입 물체의 생존성 분석 프로그램(SAPAR: Survivability Analysis Program for Atmospheric Reentry)을 개발하였다. 3자유도 파편 낙하시뮬레이션 과정에 파편이 낙하하는 도중에 받게 되는 공력 열하중, 열하중에 의한 파편의 온도변화, 녹는점에 도달한 후 물체의 상변화 여부 등을 포함하여 최종적으로 지상에 낙하하는 파편의 크기와 무게를 분석하였다. 개발된 코드의 검증을 위하여 단순한 형태의 파편에 대한 생존성 분석을 수행하여 미항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 코드 결과와 비교하였다. 또한 실제 재진입 파편에 대한 분석을 수행하여 측정된 결과와 비교하였다.
함정은 적과이 전투 환경에서 충분한 전투력을 발휘하여야 하고 우수한 공격 능력뿐만 아니라 적의 위협 무기에 대한 적절한 방어능력을 반드시 갖추어야 한다. 함정이 방어 능력은 생존성으로 표현되고 있다. 함정의 생존성을 향상시키는데로 민감성의 감소대책이 가장 효과적이라고 할 수 있으나, 수상 전투 함정은 노출되기 쉽고 공격을 받을 수 있는 위협 무기가 매우 다양하기 때문에 취약성의 감소대책이 보다 강조되고 있다. 취약성의 감소대책으로는 이중선체, 상자형 거더(box girder), 이중 횡 격벽 및 방탄 강화 격벽의 설치, 파편 등의 방벽 설치 등의 다양한 방법이 있으나, 현실적으로 많은 비용과 중량 증가 등의 요인이 발생함으로 소요비용 대비 취약성 감소 효율 측면을 고려하여 주어진 설계 제한 범위 내에서 적용 가능한 보호 수준을 결정하여야 한다. 본 논문에서는 생존성 향상을 위한 선체 구조 설계기술의 평가 절차와 대책에 대한 방법론 등을 검토하고, 특히 상자형 거더 설치가 선체 구조의 생존성 향상에 미치는 영향을 살펴보고자 한다. 상자형 거어더의 효용성을 수치해석을 통하여 살펴보았고, 해석 결과 상자형 거어더의 설치는 생존성을 향상시킬 수 있는 유효한 설계 방법임을 알 수 있었다.
본 논문에서는 저궤도 위성의 한 예제로써 우주파편 완화 가이드라인을 준수하는 아리랑 2호 위성의 폐기기동에 대한 분석을 수행하였다. 분석은 상용소프트웨어인 STK$^{(R)}$와 ESA의 우주파편 분석 툴 DRAMA를 사용하였으며, 가이드라인 규정 중 '25년 규정'을 만족하는 적정 폐기고도를 산출하였고, 아리랑 2호 위성의 비제어 재진입을 가정하여 내부부품의 생존률 및 지상피해면적을 분석하였다. 마지막으로 비제어 재진입 시 내부부품의 생존을 가정했을 때 다양한 초기궤도 오차를 수렴할 수 있는 적정 재진입 초기궤도를 분석하였다. 분석결과 아리랑 2호 위성은 '25년 규정' 만족을 위해 최소 43km에서 최대 105km의 고도하강이 필요하며, 비제어 재진입 시 질량이 큰 물체나 내열성이 강한 부품이 생존하여 $4.3141m^2$의 피해면적을 야기하였다. 마지막으로 재진입 초기궤도의 승교점경도를 129도로 설정했을 때 일정수준의 오차를 포함하더라도 가이드라인 기준을 만족하는 인명 피해확률을 보여주었다.
IADC의 '25년 규정'에 의해 미션종료 된 저궤도 인공위성은 25년 이내에 지구로 재진입, 소각 폐기되도록 권고하고 있다. 이때 인공위성의 부품일부 또는 다수가 살아남아 지상에 충돌할 경우 인명 및 재산피해를 낼 수 있다. 우리나라의 경우 저궤도 위성으로서 아리랑 인공위성과 과학기술위성을 운용 중에 있으며 임무종료 후에는 모두 대기권 재진입을 통한 폐기처리가 필수이다. 따라서 본 논문에서는 ESA의 DRAMA내부의 SARA(Re-entry Survival and Risk Analysis)모듈을 이용하여 지상피해가 예측되는 크기인 가상위성의 추락궤적 및 생존부품을 분석하고 그에 따른 지상충돌확률, 피해확률을 분석하였다. 분석결과 198.831kg이 생존할 것으로 예상되며 추락지점이 한반도일 경우 전체 피해면적은 $15.2742m^2$, 피해확률은 5.9614E-03(2D)일 것으로 예상된다.
1957년 10월 4일 인류최초의 위성 스푸트니크1호가 발사된 이래로 지구저궤도에서 대기권으로 재진입하는 물체의 양은 지속적으로 증가해왔다. 대부분의 재진입체들은 공력가열에 의해 타버려 생존하기 어렵다. 그러나 단 하나의 물체라도 지표면으로 떨어질 경우 인명 및 재산피해를 유발할 수 있다. 우주활동의 부산물로 발생하는 폐기위성, 로켓부스터, 압력탱크, 폐기우주정거장 등 지구에 재진입하는 물체는 꾸준히 늘어왔다. 대부분의 재진입체는 고도 50km~80km에서 소각되고 10%~40% 가량이 살아남아 지상으로 추락한다. 따라서 본 논문은 다양한 사례를 종합하여 재진입체의 생존특성을 분석하였다.
30mm 대공포는 비호, 비호복합, 차륜형대공포로 다양한 형태의 무기체계로 개발되어 방공 기능의 주요 대공무기로 그 역할을 수행하고 있다. 대공무기는 비행체의 공격으로부터 영공을 방어하는 임무를 수행한다. 특히 공격작전 시 대공무기는 기계화부대와 혼합 편성된다. 그리고 대공무기는 전쟁터의 최전방에서 이동하기 때문에 적에게 공격 받기 쉽다. 적군은 자기의 생존성 보장율을 높이기 위하여 최대한 엄폐나 은폐하면서 아군을 공격할 것으로 예상된다. 따라서 본 연구는 아군의 30mm 대공탄이 엄폐하고 있는 적군을 제압할 수 있는지를 분석하였다. 이 연구는 M&S 기법을 사용하여 30mm 대공탄의 성능을 분석하였다. 본 연구는 실험을 위하여, 실사격과 M&S에 의한 모의 방법을 이용하였다. 본 연구는 실사격 실험을 위하여 강판과 합판을 사용하였다. 또한 M&S를 통한 모의실험 과정에서 본 연구가 30mm 대공무기의 탄도와 관통·파편능력을 분석하기 위하여 PRODAS모델, AUTODYN모델, Split-x모델을 활용하였다. 실험결과에 의하면 30mm 대공탄으로 적의 장갑차량을 파괴할 수 있는 것이 증명되었다. 30mm 대공무기는 일반건물이나 숲속에 은폐한 적을 신속하게 제압하는데 성공하였다. 이로써 사전에 아군의 피해를 최소화할 수 있다.
본 연구에서는 다목적실용위성 2호의 폐기시점에 대비하여 국제규정, 수행사례를 분석하였고, 현재 다목적실용위성 2호에 탑재된 추진제를 이용하여 폐기기동 계획을 수립하여 국제규정을 만족하는지 여부를 확인하였다. 분석 결과 45kg의 추진제를 이용하여 위성의 근지점을 300km 낮추는 폐기기동을 수행할 경우 3.6년의 궤도수명을 가지는 것으로 나타났고, 동일한 방식을 적용하여 14.5kg 이상의 추진제를 사용하여 고도를 낮추는 경우 국제규정을 만족할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 다목적실용위성 2호의 재진입 생존률 분석을 수행하였고, 그 결과 내열성이 높은 추진제탱크나 반작용 휠의 일부가 생존하여 지상에 낙하하는 것으로 나타났으나 지상피해확률 측면의 국제규정을 충분히 만족하는 것으로 나타났다.
본 논문은 한국형 전투기 개발 시 적의 위협에 대한 취약성 분석을 위해 요구되는 고속 관통자가 표적을 관통하는 기구에 대해 수치 해석적으로 연구한 결과이다. 표적은 1 mm~6.3 mm 두께를 갖는 준 무한평면의 알루미늄(Aluminum) 2024 재질을 고려하였다. 관통자는 반구형 노즈 형상을 갖는 강(steel) 재질로, 입사속도는 350~3353 m/s까지, 질량은 0.32~16 g까지 갖는 것으로 고려하였다. 수치해석을 위해 사용된 실 사격 데이터는 THOR 방정식으로부터 추정하여 유추하였다. 수치해석 결과 표적을 관통하는 과정에서 관통자의 탄도한계속도는 관통자의 질량에 대한 지수 함수적으로 감소하는 수식으로 형식화(closed form of formalization) 하였다. 관통 후 잔류속도 및 잔류질량은 표적의 두께와 관통자의 질량 및 입사속도에 의존된 지수 함수적으로 감소하는 수식으로 각각 형식화하였다.
본 연구는 마우스 대식세포 유래 Raw264.7 세포주에서 황기와 산초 1:1 혼합물(AZM-1:1)의 면역 증진 효능을 탐색하였다. Raw264.7 세포에 100-400 ㎍/mL의 A ZM-1:1 처치는 세포 생존율의 변화 없이 inducible nitric oxide synthase mRNA의 발현 증가와 함께 nitric oxide의 생성을 통계적으로 유의하게 증가시켰다. 더불어 A ZM-1:1은 처치 농도 의존적으로 cyclooxygenase-2 mRNA의 유도와 함께 세포 배양액 중 prostaglandin E2의 함량을 증가시켰다. 또한, AZM-1:1은 tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, interleukin-6 및 monocyte chemoattractant protein-1의 전사를 촉진하였다. Immunoblot 분석을 통하여 AZM-1:1은 mitogen-activated protein kinase의 인산화를 증가시키고, inhibitory-κBα의 인산화를 매개한 분해를 촉진하며, p65의 인산화를 증가시킬 수 있음을 확인하였다. AZM-1:1의 처치는 녹색 형광으로 표지된 대장균 파편의 탐식작용을 촉진하였다. 따라서, 이상의 결과는 A ZM-1:1가 대식세포를 포함한 내재면역을 증진시키는 기능성 식의약 소재가 될 수 있음을 나타낸다.
최초의 방송미디어로 오랜 시간 큰 인기를 누렸던 라디오는 현재 위기를 맞이하고 있다. 라디오는 여전히 장비 구매 및 수신 비용 측면에서 저렴하며, 가장 소형화할 수 있는 기기이기에 휴대하기 가장 좋고 비상 시 정보원으로서 활약하고 있지만 다양한 경쟁 미디어의 범람 속에서 위기를 맞이하게 된 것이다. 라디오는 2000년 이후 지속적으로 이용률이 떨어지고 있으며 디지털화도 아직 완벽히 이루지 못한 채 표류 중이다. 그러나 라디오는 그 특성 및 가치가 생존 및 발전을 보장하고 있다. 소리만을 매개로 한다는 점은 라디오의 한계이지만 라디오만의 고유한 가치이기도 하다. 다양한 경쟁 매체의 범람 속에서 라디오는 그 가치로 인해 살아남으며, 또 상당한 가능성을 가지고 있다는 점은 영국의 경우를 통해 볼 수 있다. 영국은 1990년대보다 2000 년대에 더 높은 라디오 청취율을 이끌어 냈다. 이에 본고는 일상성, 정보성, 개인성, 참여성, 모험성, 대체미디어, 전문성, 음악미디어의 특성을 갖는 라디오와 인터넷의 특성을 비교해보고, 교통수단 이용 시 차량용 기기를 이용한 지상파 안테나 직접 수신 방법이 가장 높은 비율을 차지하는 라디오의 청취 방법에 대하여 연구하며, 라디오 청취율 증가에 대한 이해를 통하여 라디오의 미래를 특히 스마트폰과 인터넷을 기반으로 한 스마트 세대의 특성과 대비하여 고찰해보고자 하였다. 그 결과 스마트 세대들은 파편적인 정보 속에서 자신들의 선택에 의해서만 취득할 수 있었던 오락과 유희가 변화를 꾀하고 있는 것으로 판단되며, 라디오는 '선별된 정보' 및 '신뢰성'이라는 장점을 통해 미래에도 영향력을 지닌 미디어가 될 수 있을 것이라 예상된다. 그러나 이러한 가능성을 염두에 둘 때 라디오는 결국 디지털화와 동시에 방송 콘텐츠의 전문성과 신뢰성을 더욱 키워야 할 필요가 있을 것이며, 그 초점은 다양한 경험과 문화적 체험에 맞추는 것이 라디오만의 경쟁력을 갖춘 것이라 할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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