• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.270-277
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• 2008

진공이란 공간의 기체압력이 대기압보다 낮은 상태, 즉 분자밀도가 약 $2.5{\times}10^{19}$분자/$cm^3$ 보다 적은 상태를 의미하며, 극청정환경 제공, 단열효과, 입자의 장거리 비행가능, 증발과 승화작용, 안정된 플라즈마를 유지, 생화학 반응 억제, 우주환경 제공 등의 특성으로 인해 오늘날 전 산업분야 및 과학기술 분야에 응용이 되고 있다. 우주환경은 이러한 고진공 환경과 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어지는데, 위성체는 지상에서 발사되어 우주궤도에 진입한 순간부터는 계속해서 우주환경에 노출된다. 위성체가 이러한 가혹한 우주환경에 노출될 경우 주요부품에 기능장애가 초래되기도 하며 이는 결국 임무의 실패로 이어지기도 한다. 따라서 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사 할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 우주환경모사장비라 함은 우주환경의 주특징인 고진공상태와 극저온 환경을 모사할 수 있는 지상장비를 말하며, 장비의 설계 및 제작에는 기본적으로 진공기술이 응용되게 된다. 본 논문에서는 한국항공우주연구원이 보유하고 있는 인공위성의 개발에 필수 장비인 우주환경모사장치들을 소개하고, 최근 발달된 국내 진공기술로 국산화 제작에 성공한 유효제원 ${\varphi}8m{\times}L10\;m$ 급의 대형열진공챔버를 통하여 우주개발에 응용되는 진공기술을 소개하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권1호
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• pp.80-87
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• 2016

본 논문에서는 계절 및 주야의 온도변화를 고려한 관측위성의 열지향오차해석을 실시한다. 관측위성은 임무수행기간 동안 다채널의 관측센서를 이용해서 지구표면의 영상을 촬영한다. 그러나 주야 및 계절별로 최대 200도의 온도환경 차이가 발생하며 이로 인해 관측센서 및 별추적기의 시선벡터가 변화되고 정해진 목표지점의 영상촬영이 어렵다. 이런 문제를 사전예측하고 대응하기 위해서 열지향오차해석을 실시한다. 우선 궤도열환경해석으로부터 도출된 성긴 온도장 정보를 상세한 구조유한요소모델에 PAT기법을 이용해 보간하여 온도변화에 따른 열변형해석을 수행하였다. PAT로 보간된 온도분포의 정확도를 검증하였으며, 열변형해석결과로부터 열지향오차를 도출하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_1호
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• pp.861-870
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• 2021

본 연구에서는 COMS (Communication, Oceanography and Meteorology Satellite) 위성의 GOCI(Geostationary Ocean Color Imager) 센서와 Himawari-8 위성의 AHI (Advanced Himawari Imager) 센서에서 산출되는 에어로졸 광학두께 (Aerosol Optical Depth; AOD)를 활용하여 단일화된 AOD 합성장을 생산하였다. 위성 간의 공간해상도와 위치좌표계가 다르기 때문에 이를 맞춰주는 전처리 작업을 선행하였다. 이후 지상관측 기반인 AERONET (AErosol RObotic NETwork)의 레벨 1.5 AOD 자료를 사용하여 각 위성과 AERONET과의 상관관계 분석 및 추세를 보간하여 기존 위성 AOD 보다 정확한 위성 AOD 자료를 생산하였다. 이후 합성과정을 진행하며 최종적으로 시공간적으로 더 완벽하고 정확한 AOD 합성장을 생산하였다. 생산된 AOD 합성장의 제곱근 평균 오차(Root Mean Square Error; RMSE)는 0.13, 평균 편향(mean bias)는 0.05로, 기존의 GOCI AOD (RMSE: 0.15, Mean bias: 0.11)와 AHI AOD (RMSE: 0.15, Mean bias: 0.05) 보다 나은 성능을 보였다. 또한 합성된 AOD는 단일위성에서 구름으로 인하여 관측되지 못한 지역에서 시공간적으로 보다 완벽하게 생산되었음을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권2호
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• pp.359-365
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• 2021

천리안위성2A호 기상탑재체 AMI(Advanced Meteorological Imager) 센서 검출기의 최상의 요소들로 구성된 Best Detector Select (BDS) 맵은 발사 전 확정되어 AMI에 업로드 되어 있다. 위성 발사 이후 급격한 온도 변화 환경에 노출되면 검출기의 성능에 변화가 생길 수 있으며, 발사 및 탑재체 아웃개싱 이후에 BDS맵의 성능을 다시 분석하고 필요시 업데이트가 필요하다. 검출기 요소 전체에 대한 성능을 검증하기 위한 분석 작업이 탑재체 개발업체(미 L3HARRIS사)가 제공한 BDS맵 분석 기술 문서를 기반으로 진행되었다. BDS맵 분석이란 탑재체 검출기가 기준 목표물(심우주와 탑재체 내부 보정 타겟)을 응시하는 동안 얼마나 안정적인 신호를 보이는 지를 평가하는 것이다. 이러한 목적으로 LTS(Long Time Series) 및 V-V(Output Voltage vs. Bias Voltage)라 부르는 검증법이 이용된다. LTS는 30초 동안, V-V는 2초 동안 목표물을 응시하고 이 때의 검출기 노이즈 성분을 계산한다. 자료를 획득하기 위해서는 탑재체의 운영을 멈추고 특별 관측을 실시하여야 하기 때문에, 정상 운영 전인 궤도상 시험기간 중에 해당 작업이 이루어지게 된다. 천리안위성2A호 기상탑재체 궤도상 시험 기간 동안 획득한 자료를 바탕으로 BDS맵의 상태를 평가하였다. 발사 전 지상 시험에서 평가된 BDS맵의 전체 성분들 중에 약 1%에 해당하는 요소들이 성능 변화를 보였으며, 이를 다른 요소들 중 최상의 성능을 보이는 성분으로 교체하였다. 새로운 BDS맵을 적용한 결과 BDS문제로 인해 야기된 기상탑재체 원시영상에 나타나는 노이즈 성분(줄무늬)이 완전하게 제거되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.23-31
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• 2019

현대의 위성들의 설계요구조건은 운용되는 목적에 따라 다양해진다. 기존 중/대형 위성과는 달리 저궤도에서 운용되는 소형위성의 경우 군사적인 목적을 나타내기도 한다. 그렇기 때문에 고해상도의 사진 및 영상 수요가 증가하며 다표적 관측이 중요하게 된다. 이에 다표적 관측을 하기 위해서 위성의 기동성은 중요한 설계변수이다. 기동성이 증가하기 위해서 소형화가 되면 전체 질량관성모멘트가 감소하기 때문에 위성의 강성을 높여야한다. 본체에 비해서 강성이 낮은 태양전지판의 경우 진동이 발생하기 때문에 영상획득에 큰 영향을 미친다. 이러한 진동특성을 확인하기 위하여 본 연구에서는 위성을 축소모델로 제작하여 자세기동을 모사하기 위한 실험 치구를 도입하였고, 위성의 강성을 모사하기 위한 모사장치를 제시하였다. 또한 실험방식은 스텝모터를 이용하여 와이어의 감는 길이에 따라 위성의 기동각을 모사하였으며, 기동실험 시 발생되는 위성의 본체 및 태양전지판에 대하여 진동특성을 실험적으로 검증하고자 한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1323-1337
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• 2020

천리안2A호 AMI(Advanced Meteorological Imager) 복사 보정에 대한 검증은 탑재체의 기능 및 성능 점검뿐만 아니라, 탑재체 자료의 품질을 결정 짓는 중요한 요소이다. AMI 탑재체는 여섯 개의 가시 및 근적외 채널과 10개의 열적외 채널로 구성되어 있다. 가시/근적외 채널의 복사 성능을 대표하는 핵심적인 파라미터로는 SNR(Signal-to-Noise Ratio), 열적외채널의 경우는 NEdT(Noise Equivalent delta Temperature)를 들 수 있다. 다이나믹 레인지와 검출기의 반응도와 관련된 Gain 값 또한 복사 보정 성능과 관련된 중요한 파라미터이다. AMI 탑재체의 주요 복사 보정 성능 검증을 위해, 실시간 AMI자료 처리 시스템과는 별도의 오프라인 복사 성능 분석 툴을 개발하였다. 개발된 분석 툴을 이용하여 천리안2A호 발사 후 궤도상 시험 기간 동안 검증 작업을 수행하였다. 분석 툴을 통한 계산 결과는 탑재체 개발업체인 HARRIS사의 분석 값과 비교 검증하였다. AMI 복사 성능 검증 작업은 총 세차례로 나누어 AMI탑재체 양쪽 면인 Side1과 Side2에 대해 이루어졌다. 복사 성능 검증 결과 주요 복사 보정 파라미터들의 성능은 요구조건 값들을 크게 상회하는 우수한 성능을 보여 주었으며, AMI 복사 성능 분석 툴의 유효성이 입증되었다.

• 우주기술과 응용
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• 제2권2호
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• pp.104-120
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• 2022

도요샛(Small Scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment, SNIPE)의 과학임무는 전리권 상층부 소규모 플라즈마 구조의 공간적 시간적 변화를 관찰하는 것이다. 이를 위해 4개의 6U 큐브위성(10 kg)이 고도 약 500 km 극궤도로 발사될 예정이며, 상호 위성 간 거리는 편대 비행 알고리즘에 의해 수 10 km에서 수 1,000 km 이상으로 제어된다. 운영 초기에는 4기의 위성이 같은 궤도 평면에 위치하는 종대비행을 하다가 경도상에서 나란히 배치되는 횡대비행으로 전환하여 4기의 서로 다른 지점에서 공간적인 변화를 관측하게 된다. 도요샛에는 입자 검출기, 랑뮈어 탐침, 자력계로 구성된 우주날씨 관측 장비가 각 위성에 탑재된다. 모든 관측기는 10 Hz 이상의 높은 시간 분해능을 가지며 큐브위성에 최적화 설계되었다. 이 외에도 이리디듐 통신 모듈은 지자기 폭풍이 발생할 때 작동 모드를 변경하기 위한 명령을 업로드할 수 있는 기회를 제공한다. 도요샛은 극 지역 플라즈마 밀도 급상승, 필드 정렬 전류, 고에너지 전자의 국소 영역 침투, 적도 및 중위도 플라즈마 거품의 발생 및 시공간적 진화에 대한 관찰을 수행할 예정이며, 이를 통해 태양풍이 우주날씨에 어떠한 영향을 미치는지 탐구하게 된다. 도요샛은 2023년 상반기 러시아 소유즈-2에 의해 카자흐스탄 바이코누르에서 발사될 예정이다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제28권2호
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• pp.223-258
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• 2013

필자는 우주조약의 국제법적 의미에 관하여 첫째, 우주활동의 법원칙선언조항, 둘째, 세부조약으로 발전한 조항 그리고 마지막으로 우주조약의 보완사항에 관한 최근 동향으로 분류하여 설명하였다. 1963년 12월 13일 UN총회의 '우주법선언'을 반영한 우주조약은 그 세부조약으로 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1975년 등록협약을 제정하였다. 2013년 5월 기준으로 102개국이 가입하고 27개국이 서명한 우주조약은 그야말로 우주법의 '마그나 카르타'(Magna Carta) 내지는 우주의 헌법이라고 불릴 정도로 우주법의 가장 기본이 되는 원칙을 담고 있고, 특히 달과 다른 천체를 포함한 우주를 비전유원칙인 '국제공역'(res extra commercium)으로 선언함으로서 우주에 대한 영유권 문제를 종식시켰다는 점에서 큰 의미를 찾을 수 있다. 우주조약이 제정된지 반세기가 되어가는 시점에서 우주조약에서 규정하고 있는 조항 중 우주활동은 모든 국가들의 이익을 위한다는 원칙(제1조), 외기권 우주의 자유로운 탐사와 이용(제1조), 전유화금지(제2조)와 타국의 권리존중(제9조)은 조약법은 물론 모든 국가들을 구속하는 국제관습법과 '강행규범'(jus cogens)으로까지 발전된 조항이라고 할 수 있다. 특히 우주조약은 투명성과 개방성을 규범적으로 요구하고 있다. 이것은 우주활동이 '전세계적 공공 이익'(global public interest)과 관련되어 있음을 시사하고 있다. 이러한 우주에서의 '전세계적 공공이익'에 대한 원리는 국제공동체에게 '대세적 의무'(obligation erga omnes)를 부과하고 있는데, 우주를 모든 인류의 영역이라고 선언한 점, 우주에서의 협력의 의무, 우주비행사를 인류의 사절이라고 한 점, 우주활동에서 해로운 오염을 피하라고 한 점, 우주활동을 국가, 사적 실체 그리고 정부간 조직체(IGOs)로 제한한 점, 우주활동으로 인한 손해배상에 대한 절대책임원칙, 우주에서의 핵무기 및 대량파괴무기 배치 금지, 우주활동의 공개성과 투명성 그리고 국제우주제도의 보편적 적용 등이 이를 뒷받침 해주고 있다. 현재 우주조약의 해석을 두고 많은 논란이 있는 조항들이 있고 제정당시 예상 못했던 우주기술의 발달과 상업화로 인해 보충해야 할 주제도 많이 생겨나서 현재 COPUOS 내에서 1979년 달조약을 포함한 현행 우주관련 5개 조약의 지위검토를 법률소위원회에 의제로 포함시킬 것을 제의하여 1998년 제37차 법률소위원회부터 정식으로 승인받아 현재까지 논의되고 있다. 그러나 필자는 '우주법선언'의 내용들이 이미 국제관습법으로 굳어 졌으며, 이를 거의 반영한 우주조약의 상당부분 조항들이 이제는 국제관습법화 되었고, 심지어는 강행규범(jus cogens)이 된 조항들도 있다는 면에서 우주조약의 성과는 국제법상 매우 큰 의미를 지녔다고 평가하고 싶다. 앞으로 우주조약 이외에 우주관련세부조약들로도 해결하지 못하는 분야들은 COPUOS나 UN을 통하여 보완적인 결의와 선언들로 계속 반영되어야 할 것이며 만일 별도의 조약제정이 불가능하다면 적당한 시기에 우주조약을 포함하여 세부조약의 개정을 통하여 또는 추가의정서를 만들어 보완하면 좋을 것이라고 생각한다. 우주조약은 그 개념들의 모호성 때문에 수많은 학자들로부터 비난을 받아왔지만 그럼에도 불구하고 계속 존속해 왔다는 사실을 간과해서는 안 될 것이다. 현재 우주폐기물과 관련하여 "IADC 우주폐기물 경감 가이드라인", COPUOS의 "우주폐기물감축 가이드라인", 세계국제법협회(ILA)의 "우주폐기물로 인한 피해로부터 환경을 보호하기 위한 국제협약 초안" 등이 우주조약을 보완하고 있고, 분쟁해결에 관하여 세계국제법협회(ILA)가 1998년 타이페이(Taipei) 회의에서 채택한 "우주법분쟁해결에 관한 협약안"을 제시한 바 있고, 2011년 중재재판소(PCA)가 "우주활동관련 분쟁의 중재재판에 관한 선택규칙"을 제정하고, 2012년 우주활동관련 분쟁의 중재재판관을 새롭게 임명하였다는 점은 우주법이 계속 발전되어 가고 있다는 모습을 보여주고 있다. 한편 UNIDROIT(국제사법통일기구)에서는 우주자산의 구입 및 조달에 필요한 담보금 거래시 국제적으로 통일된 담보거래 규칙을 위한 "이동장비국제담보권협약에 대한 우주자산의정서"는 우주조약이 해결하지 못하고 있는 분야는 별도의 조약체결을 통하여도 보완되고 있다는 가능성을 보여주고 있는 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.129-135
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• 1997

$ZnIn_2Se_4$ 및 $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정을 합성된 ingot를 사용하여 수직 Bridgman 방법으 로 성장시키고, 성장된 단결정의 결정구조와 광학적 특성을 연구하였다. 성장된 단결정은 공 간군이 142m인 사방정계구조를 가지고 있다. 기초 흡수단 영역에서의 광흡수 spectra측정으 로부터 이 단결정들은 간접전이형 에너지띠 구조를 갖고 있으며, 이 화합물 반도체의 직접 전이형 및 간접전이형 에너지 간격은 10K에서 300K로 측정 온도를 변화시킬 때 감소하였 다. 직접전이 energy gap의 온도계수는 $ZnIn_2Se_4$ 단결정의 경우는 $\alpha=3.57\times10^{-4}$eV/K, $\beta$ =519K이고, $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정의 경우는 $\alpha=2.79\times10^{-4}$eV/K 및 $\beta$=421K로 각각 주어졌다. 또한 간접전이 energy gap의 온도계수는 ZnIn2Se4 단결정의 경우는 $\alpha=2.31\times10^{-4}$eV/K 및 $\beta$=285K이며, $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정의 경우는 $\alpha=3.71\times10^{-4}$eV:K와 $\beta$=609K이였다. $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정에서 cobalt 불순물에 기인한 6개의 불순물 광흡수 peak가 나타났다. 이 들 불순물 광흡수 peak들은 불순물로 첨가된 cobalt가 모체별정의 $T_d$ symmetry site에 $CO^{2+}$ion으로 위치하고, $CO^{2+}$ion의 분리된 전자에너지 준위들 사이의 전자전이에 의해 나타난 peak들로 해석된다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제30권1호
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• pp.273-302
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• 2015

1963년 유엔(UN)은 결의로 채택한 '우주법선언'의 원칙 4에서 "우주활동은 유엔헌장과 국제법에 따라 국제의 평화와 안전을 위해서 및 국제협력과 이해를 위해서 행해져야 한다."고 함으로서 우주의 탐사이용은 군사적 목적이 아닌 '평화적 목적'(peaceful purposes)으로 수행되어야 함을 천명하였다. 그리고 1967년 우주조약 제4조와 1979년 달조약 제3조에서 우주의 탐사이용은 1963년 우주법 선언과 마찬가지로 군사적 목적이 아닌 '평화적 목적'으로 수행되어야 함을 규정하고 있다. '우주의 평화적 이용'에 관한 표현이 정부의 성명서나 여러 다자조약들에서 발견되지만 이 용어에 대한 해석이 분분하여 아직 명확한 의미가 정의된 바는 없다. 이 글에서는 '우주의 평화적 이용'이라는 용어가 국제법상 어떠한 의미를 가지고 있는 지를 살펴보고자 하는데, 우선 국제조약에서는 '평화적 이용'이라는 용어를 어떻게 해석하고 있는 지 알아보고, 우주 관련조약들과 결의 및 연성법상 '우주의 평화적 이용'의 의미를 분석하여 보았다. 한국은 2009년과 2010년 두 차례의 실패를 거울삼아 마침내 2013년 1월 30일 자국의 나로호 기지에서 나로호를 발사함으로서 세계에서 11째 스페이스클럽 (space club)에 진입하였다. 중국이 이미 제3의 우주강대국에 진입하였고, 일본도 우주기본법을 바탕으로 우주개발의 군사적 이용의 근거를 마련하였으며, 북한도 계속된 미사일발사와 함께 러시아와 우주 개발 협력 체제를 모색하고 있는 상황들을 고려해 볼 때 한국의 우주개발은 그 어느 때보다 매우 중요한 시기에 처해 있다. 미국이 소련의 Sputnik 1호 발사로 인한 큰 충격으로 교육제도까지 개혁하면서 우주개발에 성공하였듯이 우리도 우주경쟁에서 살아남기 위해서는 전반적인 교육제도의 검토와 우주개발의 인프라 형성에 전 노력을 기우려야 할 것이다. 현재 미래창조과학부가 주도하는 우주개발에 국방부와 공군의 역할을 중시하여 총체적인 국가안보와 관련된 우주개발계획들이 필요할 것이다.