초록

III. 연구개발의 내용
○ 우주실험 추진을 위한 지상연구
○ 한국형 유인우주 프로그램(훈련) 개발
○ 한국 우주인 역량강화 및 과학기술 저변확대

Abstract

III. Research Contents
○ Ground-based space experiment
○ Development of Korean astronaut training program
○ Support for current astronaut's public, social and educational activities

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• Summary ... 5
• CONTENTS ... 7
• 목 차 ... 9
• 표 차례 ... 15
• 그림 차례 ... 16
• 제 1 장 서 론 ... 20
• 1. 연구개발의 목표 및 내용 ... 20
• 가. 연구개발의 최종목표 ... 20
• 2. 연구개발의 필요성 ... 21
• 가. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 ... 21
• 3. 연구개발 내용 및 범위 ... 23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 제 1 절 국내외의 우주실험 현황 ... 25
• 1. 우주실험의 개요 ... 25
• 2. 우주실험환경 조성을 위한 주요설비 ... 26
• 가. 자유낙하탑 (Drop-tower, Drop-shaft, Drop-tube) ... 27
• 나. 포물선(무중력)비행 (Parabolic Flight) ... 28
• 다. 과학로켓 (Sounding Rocket) ... 29
• 라. 소규모 인공위성 (Small Satellite) ... 30
• 마. 우주정거장 (International Space Station, ISS) ... 31
• 3. 우주선진국의 유인우주실험 현황 ... 32
• 가. 미국(NASA)의 유인 우주실험 ... 34
• 나. 러시아(FSA)의 유인 우주실험 ... 35
• 다. 유럽연합(ESA)의 유인 우주실험 ... 36
• 라. 일본(JAXA)의 유인 우주실험 ... 37
• 마. 중국(CNSA)의 유인 우주실험 ... 38
• 4. 국내 우주실험협력현황 ... 39
• 가. 한-NASA 우주실험 ... 39
• 나. 한-JAXA 우주실험 ... 39
• 다. 기타 국가와의 우주실험 ... 39
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 40
• 제 1 절 항우(연) 기초연구 및 ISS활용 국제공동 우주실험추진 ... 40
• 1. C. Elegans 지상 기초연구 ... 40
• 가. 기 수행 실험 ... 40
• (1) 우주방사선에 의한 C. elegans 의 유전자 변형 여부 예측 실험 ... 41
• (2) 중력가속도에 의한 C. elegans 반응 실험 ... 42
• (3) Microarray 분석 ... 43
• (4) 정보 획득 및 분석 ... 43
• 나. 분석 결과 ... 45
• (1) 우주방사선이 C. elegans에 미치는 영향 ... 45
• (2) 중력가속도가 C. elegans에 미치는 영향 ... 49
• 다. 결론 ... 52
• 2. 국제우주정거장 화재(연기)거동 시뮬레이션 ... 53
• 가. 수치 해석모델 ... 53
• (1) 수치(시뮬레이션) 계산방법 ... 53
• (2) 모델링 및 경계조건 ... 54
• 나. 수치(시뮬레이션) 해석결과 ... 56
• 다. 결 론 ... 62
• 3. 우주저울 성능개선 연구 및 기타 지상기반 연구진행 현황 ... 63
• 가. 우주저울 성능개선 연구 ... 63
• (1) 우주저울 개념 설계 및 구성 ... 64
• (2) 우주저울 성능테스트 및 향후 국제협력 추진현황 ... 65
• 나. 교육용 Droptower의 제작 및 자유낙하 실험 ... 71
• (1) 소형 낙하탑 제작 ... 72
• (2) 교육용 Drotptower의 자유낙하 실험결과 ... 74
• 4. JEM활용 국제공동우주실험 추진을 위한 타당성연구 ... 78
• 가. 2011년도 우주실험 타당성 조사 추진 현황 ... 80
• 나. 2011년도 우주실험 타당성 조사결과 ... 81
• 5. 항우(연)-JAXA 공동 우주실험 추진을 위한 학·연협력 마이크로중력환경 활용 기반 연구 ... 83
• 가. 생명과학분야 우주실험 상세설계 ... 83
• (1) 연구개발의 내용 ... 83
• (2) 연구개발결과 ... 87
• (3) 연구개발결과의 활용계획 ... 88
• 나. 재료과학분야 우주실험 상세설계 ... 88
• (1) 연구개발 내용 ... 88
• (2) 연구개발결과 ... 91
• (3) 연구개발결과의 활용계획 ... 91
• 다. 연소과학분야 우주실험 상세설계 ... 91
• (1) 연구개발의 내용 ... 92
• (2) 연구개발결과 ... 95
• (3) 연구개발결과의 활용계획 ... 95
• 라. 연소/신소재분야 우주실험 상세설계 ... 96
• (1) 연구개발의 내용 ... 96
• (2) 연구개발결과 ... 100
• (3) 연구개발결과의 활용계획 ... 100
• 마. 마이크로로중력 지상 모방장비 상세설계 ... 101
• (1) 연구개발의 내용 ... 101
• (2) 연구개발결과 ... 105
• (3) 연구개발결과의 활용계획 ... 105
• 제 2 절 한국형 우주인 훈련프로그램 ... 107
• 1. 기본소양교육 ... 107
• 가. 우주개발 역사 및 현황 ... 107
• (1) 해외우주개발 역사 ... 107
• (2) 국내우주개발 역사 ... 107
• (3) 유인우주개발 프로그램 역사 ... 108
• 나. 우주기술분야교육 ... 108
• 다. 우주 및 기초과학분야 기본 교육 ... 109
• (1) 우주환경 ... 109
• (2) 궤도역학 ... 109
• (3) 물리학 ... 109
• (4) 천문학 ... 109
• (5) 재료공학 ... 110
• (6) 생명공학 ... 110
• (7) 연소공학 ... 110
• 2. 임무수행교육 ... 110
• 가. 마이크로 중력에 대한 이해 ... 110
• (1) 세계 우주실험 역사 및 현황 교육 ... 110
• (2) 국내 우주실험 프로그램 역사 및 현황 ... 111
• (3) 마이크로중력 우주환경 교육 ... 111
• 나. 우주실험 수행준비 ... 111
• 3. 우주인 활동 준비 ... 111
• 가. 카메라 및 방송교육 ... 111
• 나. 아마추어 HAM ... 112
• 다. 이미지 메이킹 ... 112
• 4. 우주적응훈련분야 ... 113
• 가. 목표 ... 113
• (1) 우주인으로서 항공우주생리 기본지식 배양 ... 113
• (2) 우주 임무 및 고등훈련기 탑승 관련 임무수행능력 배양 ... 113
• 나. 훈련내용 및 훈련시간 ... 113
• (1) 중력가속도 ... 113
• (2) 고공저압환경 ... 114
• (3) 여압복훈련 ... 115
• (4) 공간정위상실 ... 115
• (5) 비상탈출 ... 115
• 5. 생환교육훈련 ... 116
• 가. 해양조난에 대비한 생환훈련 ... 116
• (1) 목표 ... 116
• (2) 내용 ... 116
• (3) 헬리곱터 구출 훈련 ... 117
• 나. 산악조난에 대비한 생환훈련 ... 118
• (1) 목표 ... 118
• (2) 내용 ... 118
• 다. 생환훈련 요약 ... 120
• 6. 건강관리 및 체력증진 분야 ... 121
• 가. 교육훈련 목표 ... 121
• 나. 세부 교육훈련 내용 ... 121
• (1) 건강관리 ... 121
• (2) 체력증진 ... 122
• 7. 비행적응 훈련 ... 122
• 가. 해외 고공훈련기 Northrop T-38 Talon ... 122
• 나. 국내 고공훈련기 T-50 골든이글 ... 123
• 8. 해외 우주인 훈련프로그램 ... 124
• 가. 러시아 ... 124
• (1) 소유즈TMA 구조 이론 및 실습 훈련 ... 124
• (2) ISS 모듈 대비 교육훈련(생명유지장치, 통신, 조정장치) ... 126
• (3) 무중력 훈련 ... 128
• (4) 의생리학 훈련 ... 128
• (5) 「Vestibular」훈련 ... 129
• (6) 하이드로 랩 훈련 ... 129
• (7) 「Edge of space」훈련 ... 130
• 나. 미국(ETC) ... 130
• (1) 기초훈련 ... 130
• (2) 우주적응 훈련 ... 131
• (3) 생존훈련 ... 133
• 다. 일본 ... 133
• (1) 훈련프로그램 이론분야 ... 134
• (2) 기초과학 ... 134
• (3) ISS와 Kibo 시스템 ... 134
• (4) 기초능력 훈련 ... 134
• 라. 유럽 ... 136
• (1)유럽우주인센터 훈련시설 현황 ... 136
• (2)유럽우주인센터 훈련과정 ... 136
• 제 3 절 국내과학문화 확산활동 전개 ... 139
• 1. 한국우주인(이소연) 활동 사항 ... 139
• 가. 유인우주프로그램 성과 과학문화확산 활동 ... 140
• (1) 한국우주인 배출 3주년 특별전시회 ... 140
• (2) ISU SHS-SP 교원 참여 및 현지 학생 대상 특별강연 ... 141
• 나. 과학문화확산 활동 분야 ... 143
• (1) 교육·강연 등 과학문화확산 활동 분야 ... 143
• (2) 대중매체를 활용한 과학문화확산 활동 분야 ... 148
• 다. 환경관련 활동을 통한 국민들의 지구사랑 관심 제고 ... 151
• (1) SBS 스페셜 ‘몽골에서 지구를 지키다 (’11.5.10) ... 151
• (2) 물 환경 대상 특집 ‘3인의 에코프로포즈 (’11.11.22) ... 152
• 라. 대외협력분야 주요 활동 내용 ... 153
• (1) ISMS 2011 참석 및 Stanford University 한인 학생 대상 강연 ... 153
• (2) UN COPUOS 50주년 우주인 패널 토론 참석 ... 154
• (3) ISU SSP 2011 교원 참여 ... 155
• (4) ASE 2011 참석 및 지역 주민 대상 특별 강연 ... 157
• (5) IAC 2011 논문 발표 및 학회 참석 ... 159
• (6) UN/Malaysia Expert Meeting 참석 ... 161
• 마. 한국우주인배출사업 3주년 경제적 파급효과 분석 ... 162
• (1) 사회적 효과 ... 162
• (2) 경제적 효과 ... 163
• 제 4 장 연구개발 목표달성도 및 대여기여도 ... 165
• 1. 기대성과 ... 165
• 가. 기술적 측면 ... 165
• 나. 경제·산업적 측면 ... 166
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 167
• 제 6 장 참고문헌 ... 168