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大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.38 no.12, 2014년, pp.1395 - 1401
장현진 (한국항공우주연구원 우주과학연구팀) , 이주희 (한국항공우주연구원 우주과학연구팀) , 최재혁 (한국해양대학교 기관시스템공학부) , 박설현 (조선대학교 기계시스템공학과)
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In an effort to develop and implement an inertial balance with high performance, the response characteristics of a load cell, which are some of the critical parameters for optimal system design, were evaluated using a sample object of approximately 100 g under microgravity conditions. To this end, a...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 마이크로중력환경에서는 물체의 무게를 어떻게 측정하는가? | 즉, 마이크로중력환경에서는 측정대상 물체에 작용하는 중력가속도의 크기가 0 m/s2에 근접하기 때문에 지상에서 사용되는 일반적인 저울을 이용해서는 물체의 무게를 측정할 수 없는 것이다. 따라서 마이크로중력환경에서 무게를 측정하기 위해서는 측정 대상물체에 인위적인 속도를 부여하고 속도의 시간당 변화량인 가속도를 측정하거나, 운동량의 변화를 측정하여 힘의 크기를 역산하는 방법이 주로 사용되고 있으며, 각각의 방식에 대한 장단점은 참고문헌(1~3)에 잘 정리되어 있다. | |
| 마이크로중력환경에서 소질량 동물의 질량을 정확히 측정하기 위하여 필요한 저울의 성능은 어떠한가? | (4) 그러나 국제우주정거장의 사용연한이 2020년까지 연장되고, 생명(의생리학) 분야의 연구비중이 확대됨에 따라 마이크로중력환경에서 실험용 쥐와 같은 소질량 동물에 대한 정확한 질량 측정기술의 개발 필요성이 증대되고 있다.(4,5) 이러한 필요성을 만족시키기 위해서는 질량 100g당 ± 1g의 오차 범위 내에서 측정할 수 있도록 저울이 설계되어야 하는 것으로 알려져 있다.(5) 하지만 살아있는 동물의 경우 마이크로중력환경에서 인위적인 속도를 가하여 질량을 측정하는 경우 동물이 가속되는 과정에서 받을 수 있는 스트레스를 고려하여 최소의 이동속도를 적용하여야만 한다. | |
| 마이크로중력환경에서는 지상에서 사용하는 일반 저울을 사용할 수 없는 이유는 무엇인가? | 국제우주정거장과 같이 중력이 거의 작용하지 않는 마이크로중력 환경에서는 지상에서 사용하는 일반적인 저울을 활용할 수 없어 다른 방식의 측정시스템이 요구된다. 즉, 마이크로중력환경에서는 측정대상 물체에 작용하는 중력가속도의 크기가 0 m/s2에 근접하기 때문에 지상에서 사용되는 일반적인 저울을 이용해서는 물체의 무게를 측정할 수 없는 것이다. 따라서 마이크로중력환경에서 무게를 측정하기 위해서는 측정 대상물체에 인위적인 속도를 부여하고 속도의 시간당 변화량인 가속도를 측정하거나, 운동량의 변화를 측정하여 힘의 크기를 역산하는 방법이 주로 사용되고 있으며, 각각의 방식에 대한 장단점은 참고문헌(1~3)에 잘 정리되어 있다. |
Fujii, Y., Fujimoto, H., and Namioka, S., 1999, "Mass Measurement Under Weightless Conditions," Review of Scientific Instruments, Vol. 70, No. 111, pp. 111-113
Fujii, Y., Shimada, K., Yokota, M., Hashimoto, S. and Sugita, Y., 2008, "Mass Measruing Instrument for Use under Microgravity Conditions," Review of Scientific Instruments, Vol. 79, 056105-1-3
Beyer, N., Lomme, J., McCollough, H., Price, B. and Weber, H., 1994, "Proposal for an Astronaut Mass Measurement Device for the Space Shuttle," NASA-CR-197198
Paik, H.Y., Choi, H.J., Choi, G.H., Kim, J.W. and Kim, Y.K, 2006, "Mass Measurement System and Method Using Inertial Force and Standard Mass in Gravity-free Environment," U.S. Patent Application Publication.
Rivetti, A., Martini, G., Alasia, F., Birello, G., Gratti, L. and Solitro, F., 1998, "An Intertial Low-Capacity Balance Designed to Be Accommodated on Board the International Space Station," Proceeding of the 2nd European Symposium on the Utilization of the International Space Station, Nordwick, Netherlands
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