초록 ▼

FIMS (Far ultra-violet IMaging Spectrograph, 원자외선 분광기) 는 과학위성 1호의 주 탑재체로서, 국내 기술로 우주를 관측하는 최초의 프로그램이다. FIMS는 기존의 원자외선 관측 장치와는 달리 광각 (wide angle) 시야를 가지고 있어 우리 은하의 기원과 진화와 같은 거시 구조를 이해하는 데 적합한 관측 장비이다. 이는 기존의 우주 관측 프로그램이 협각 망원경으로 관측되는 우주의 세부 구조에 초점을 맞추어 특정 별들의 구조와 진화 등에 치중했던 것과는 차별화가 되며, 수천억 원 이상의 예산

FIMS (Far ultra-violet IMaging Spectrograph, 원자외선 분광기) 는 과학위성 1호의 주 탑재체로서, 국내 기술로 우주를 관측하는 최초의 프로그램이다. FIMS는 기존의 원자외선 관측 장치와는 달리 광각 (wide angle) 시야를 가지고 있어 우리 은하의 기원과 진화와 같은 거시 구조를 이해하는 데 적합한 관측 장비이다. 이는 기존의 우주 관측 프로그램이 협각 망원경으로 관측되는 우주의 세부 구조에 초점을 맞추어 특정 별들의 구조와 진화 등에 치중했던 것과는 차별화가 되며, 수천억 원 이상의 예산이 소모되는 외국의 관측 위성들과 견주어 손색 없는 최초의 순수 국산 과학 관측 프로그램이라 할 수 있다.
FIMS는 이미지 분광기로 오목한 회절격자를 사용하여 한 축으로는 분광 관측을, 다른 한 축으로는 이미지 관측을 한다. 따라서 스캐닝 방법을 이용하여 2차원 영상과 분광정보를 동시에 얻을 수 있다. 특히 두 개의 슬릿과 회절격자를 사용하여 원자외선의 두 파장 영역인 $950{\sim}1150{{\AA}}$과 $1350{\sim}1800{{\AA}}$에서 관측을 수행한다. 기존의 천문학적 관측 위성들은 고해상도의 영상 관측이나 고도의 분광 분해능을 주목적으로 하였다. FIMS도 분광과 영상을 동시에 얻도록 계획되어 있다. 하지만 그 해상도는 허블 우주망원경 (Hubble Space Telescope)이나 최근에 발사된 원자외선 분광 관측위성 (FUSE; Far-Ultraviolet Spectroscopic Explorer)보다는 약간 떨어진다. 그러나 광각 시야를 가지고 있는 점을 감안하여, 전 하늘을 관측하여 천구 지도를 만들고 비교적 큰 규모의 초신성 폭발 잔해를 관측하는 것을 과학위성의 목표로 설정하였다. 우리 은하에 고온의 가스가 존재한다는 사실이 알려진 것은 이미 40년이 넘었다. 그 동안 많은 관측의 결과로 우리 은하의 원반과 헤일로에서 이 고온 가스들을 확인했지만, 아직도 우리 은하 전체적인 고온 가스의 분포는 잘 알려지지 않고 있기 때문이다.

Abstract ▼

The report describes the development and research results of Far ultraviolet IMaing Spectrograph (FIMS).
FIMS has been developed as the primary payload aboard KAISTSAT-4 and will be launched around 2003. Korea Astronomy Observatory (KAO) becomes involved in the development of FIMS hardware and so

The report describes the development and research results of Far ultraviolet IMaing Spectrograph (FIMS).
FIMS has been developed as the primary payload aboard KAISTSAT-4 and will be launched around 2003. Korea Astronomy Observatory (KAO) becomes involved in the development of FIMS hardware and software in collaboration with Satellite Technology Research Center (SaTReC) and University of California at Berkeley (UCB), The Qualification Model and Flight Model of the FIMS are developed and the developed models were tested under thermal vacuum and vibration environment.
From Section 1 to Section 6 gives Qualification Model and Flight model development results of FIMS. Section 1 gives a brief introduction to the contents of the report. In section 2, FIMS science concept is described, and some observational constraints are discussed which we have to consider in order to accomplish science goal. Following sections contain final 3D opto-mechanical design and the finite element analysis results for the FIMS opto-mechanical system. Discussions about detection system of FIMS are included in section 5. In section 6, auxiliary analog electronics for house keeping are included. Section 7 concludes and summarized the results.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...6
• 목차...9
• 제 1 장 서론...11
• 제 2 장 과학임무분석...13
• 제 1 절 FIMS의 과학임무...13
• 제 2 절 관측 스케줄링 소프트웨어 개발...23
• 제 3 절 FIMS 전천탐사 노출시간 및 궤도 진입오차 분석...31
• 참고문헌...45
• 제 3 장 FIMB 광학 기계부 설계...47
• 제 1 절 FIMS의 기계 구조의 진행 상황...47
• 제 2 절 FIMS 비행 모델 (Flight Model)...50
• 제 4 장 FIMS 기계 및 열 해석 연구...73
• 제 1 절 서론...73
• 제 2 절 회절격자의 구조 및 열 해석...76
• 제 3 절 온도 변화에 따른 분광분해능 변화...90
• 제 4 절 주요시스템 별 고유진동수...91
• 제 5 절 가속환경에서의 응력 및 변형률...103
• 제 6 절 회절격자의 접착 과정에서 압축력에 의해 깨어질 가능성...108
• 제 7 절 대기압에 의해 Vacuum Box에 작용하는 응력...113
• 제 8 절 HVPS flexure 해석...119
• 제 9 절 Mirror House flexure 해석...125
• 제 10 절 참고문헌...128
• 제 5 장 MCP 시스템...129
• 제 1 절 MCP (Microchannel Plate)...129
• 제 2 절 Anode...130
• 제 3 절 검출회로 (Readout Electronics)...134
• 제 4 절 DDL 시스템의 시험 및 결과...141
• 제 5 절 XDL 시스템과 이의 신호처리회로...146
• 제 6 장 FIMS 보조회로...157
• 제 1 절 회로 구성...157
• 제 2 절 회로 기능...160
• 제 3 절 시험제작 및 결과...163
• 제 7 장 요약 및 결론...175