초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 Raman-LIBS 레이저 분광 기법의 통합 시스템을 구축하여 달 표면에 존재하는 구성성분을 분석하고, 토양 및 암석 등의 화학적 조성에 따라 분류하는데에 있다. Raman 분광은 분자 구조를, LIBS는 원자 성분 및 동위원소 분석이 가능한 기법이기 때문에 두 레이저 분광법을 통합함으로써 우주물질 성분의 정성 및 정량 분석과 동위 원소 분석을 통하여 우주 과학 연구까지 수행한다.

본 연구를 통하여 국제적으로 레이저 분광 분야를 선도하고, NASA, ESA의 탑재체와 유사

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 Raman-LIBS 레이저 분광 기법의 통합 시스템을 구축하여 달 표면에 존재하는 구성성분을 분석하고, 토양 및 암석 등의 화학적 조성에 따라 분류하는데에 있다. Raman 분광은 분자 구조를, LIBS는 원자 성분 및 동위원소 분석이 가능한 기법이기 때문에 두 레이저 분광법을 통합함으로써 우주물질 성분의 정성 및 정량 분석과 동위 원소 분석을 통하여 우주 과학 연구까지 수행한다.

본 연구를 통하여 국제적으로 레이저 분광 분야를 선도하고, NASA, ESA의 탑재체와 유사한 우주 탐사 원천 기술을 확보하고자 한다. 또한 실제 달 표면 탐사 기술을 국산화하고 해당 기술을 보유한 고급 인혁을 양성함으로써 우주강국으로 도약할 수 있는 발판을 마련하고자 한다.

□ 연구개발성과
본 연구팀은 1단계를 통하여 Raman-LIBS 통합 방식 구축을 위한 Raman 분광 최적화 환경 구축과, 정량 분석 데이터 베이스 구축하였다. 달 압력 환경을 구축하여 우주 대기 상황에서 미지의 물질을 검출하였다. 1단계 3차년도에는 토양 및 암석 분류를 위하여, chemometrics 적용을 통한 LIBS 1차적 분류를 실행하였으며 추가적으로 Raman 분광법을 통한 세분화된 암석 및 토양 분류 연구를 실행하였다.

2단계에서는 Raman과 LIBS 시스템을 하나의 시스템으로 통합하였으며, 금속 산화 신호를 이용하는 LAMIS 기초 검출 방식을 구축하였다. 최종적으로는 소형화된 장비를 제작하기 위하여 레이저 유도 플라즈마 시스템에서 전기 유도 플라즈마 시스템으로 시스템을 변화시켰다. 추후에는 이전보다 경제적으로 부피가 10배 이상 작아진 전기 시스템을 이용하여 토양의 원자 성분을 분석할 수 있는 시스템 제작이 가능할 것이다.

본 연구진은 1~2단계를 통하여 SCI급 논문 18편, 특허 등록 4건, 출원 1건, 기술 이전 1건의 연구성과를 만들어내었다.

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
본 연구팀이 제안한 탑재체 시스템 관련 기술을 이용하면 달 이외의 다른 행성의 지질 구조 및 성분 또한 분석할 수 있으며 생명체의 존재 및 흔적을 정밀분석할 수 있다. 탐사용 탑재체 기술의 국산화는 우주기초원천기술개발의 핵심을 국산화하는 것을 의미하며, 이는 향후 우리나라 주도형 우주환경연구에 다각도로 활용 가능한 기초기술로써의 역할을 하게 될 것이다. 탑재체의 작동 시간을 최대화하기 위한 태양열 에너지 활용 연구, 원격 탐사 방식을 적용하기 위하여 고려해야 할 안정적 운행과 자세 제어 연구도 진행되어야 하므로, 관련 연구들 역시 더욱 탄력을 받게 될 것이다. 본 연구를 통하여 달 표면 탐사 기술의 정립 및 국산화, 그리고 민간 분야로의 기술 이전 및 타 산업의 공동 발전을 통하여 막대한 이익을 창출할 수 있을 것으로 예상된다.

(출처 : 요약문 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1절 연구개발의 필요성 ... 6
• 2절 연구개발의 목적 및 범위 ... 8
• 2절 국내·외 관련분야 기술 개발 현황 ... 10
• 3절 연구결과의 국제적인 입지 ... 13
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 14
• 1절 연구 수행 내용 및 결과 요약 ... 14
• 2절 연구 수행 내용 및 결과 ... 17
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 84
• 4. 연구성과 ... 87
• 5. 연구개발성과의 활용 계획 ... 91
• 1절 타 연구에의 응용 및 기업화 추진방안 ... 91
• 붙임. 참고 문헌 ... 93
• 끝페이지 ... 97