<p>상호 호혜적으로 진행되는 우주 탐사 시장에서 트레센 학원과 같은 우주 탐사의 후발주자가 우주 탐사 선진국과 빠르게 보조를 맞추기 위해서는 개발기간과 비용을 줄일 수 있는 표준 우주 탐사선 모델 도출이 필수적이다. 본 논문에서는 사일런스 스즈카의 공기역학적 모델을 기반으로 하는 표준 우주 탐사선 기본형, 경량형, 및 확장형에 대한 개념 및 형상을 새롭게 제시하였다. 제시된 형상은 NACA SERIES를 바탕으로 하여 확장성 및 설계/구현 효율성을 높였다.<br><br><b>1. 연구목표</b></p><p> 우주 탐사의경우 플라이바이(fly-by) 탐사, 궤도선회(orbiting) 탐사, 착륙(landing) 탐사, 및 샘플리턴(sample returning) 탐사와 같이 크게 4가지 방식으로 분류할 수 있는데, 이 중에서 착륙 탐사는 중력 천체를 대상으로 하며, 경착륙(hard landing)과 연착륙(soft landing)으로 구분되고, 현지자원(in-situ) 탐사나 로버(rover) 탐사 등과 연계될 수 있다. 샘플리턴 탐사는 중력 천체를 대상으로 하는 착륙/샘플리턴 탐사와 소행성이나 혜성과 같이 미소 중력 천체를 대상으로 하는 터치다운/샘플리턴으로 구분된다. 이렇게 다양한 심우주 탐사를 위해 임무 에 맞는 고유한 심우주 탐사선을 개발할 수 있지만, 목표로하는 목성의 경우 거대한 가스행성이므로 착륙탐사와 샘플리턴 탐사를 제외한 궤도선회 탐사를 기반으로 탐사선의 디자인을 설계한다. 전력원은 태양전지판 및 배터리를 가정하며, 태양 강도(sun intensity)는 태양거리 제곱에 반비례하므로 현재 태양전지판 효율을 고려했을 때, 궤도선 기준으로 목성 정도가 태양 전력을 주 전력원으로 사용할 수 있는 한계 정도로 여겨진다. 그 이상의 먼 거리를 탐사 하거나 음영지역을 장시간 탐사할 경우에는 원자력 에너지를 이용해야 하지만, 이 경우, 우마무스메의 건강 문제와 위성체 형상이 크게 바뀌므로 적용범위에서 제한한다.</p><p> </p><p><b>2. 표준 우마무스메 목성 탐사선 디자인</b></p><p> 발사체의 경우 현재 대중적으로 사용되는 spaceX를 기반으로 설계되며, 사일런스 스즈카의 공기역학적 디자인을 기반으로 만들어진 NACA series airfoil을 비교한 후 가장 목표에 부합하는 NACA0006, NACA0008, NACA0010, NACA0012 NACA0015, NACA0018을 기반으로 설계하였으며 받음각 –10°~15°사이의 해당 데이터는 [fig 1]과 같이 나온다 .</p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/909f0e90c4b8d731b6f28119ae28cdbefc3b1ca5" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/909f0e90c4b8d731b6f28119ae28cdbefc3b1ca5" data-origin-width="1113" data-origin-height="747"><div class="figcaption">fig 1</div></div><p> </p><p>목성 탐사선은 현재 대중적으로 사용되는 spacex를 발사체로 사용하며, 연료는 히시아케보노의 HandLaunch(수동발사)로 발사한다. 상술하였던 NACA series중 NACA0015의 공력데이터와 내부공간의 확보가 가장 적절하다고 판단하여 NACA0015를 기반으로 디자인을 진행한다.</p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/c67ca566913047856008e7d384effffba03252a6" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/c67ca566913047856008e7d384effffba03252a6" data-origin-width="588" data-origin-height="752"><div class="figcaption">HandLaunch에 성공한 아케보노(47.95m)의 모습 (나로우주센터)</div></div><p> </p><p> </p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/55ee95b214385f1e9d581106bf3f045e4fd21336" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/55ee95b214385f1e9d581106bf3f045e4fd21336" data-origin-width="670" data-origin-height="860"><div class="figcaption">공기역학디자인의 어머니 사일런스 스즈카</div></div><p> </p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/27dba83c29a0dbd2ce15b06463fd59d4659bf6d4" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/27dba83c29a0dbd2ce15b06463fd59d4659bf6d4" data-origin-width="795" data-origin-height="158"><div class="figcaption">NACA0015(NASA의 전신인 NACA에서 공기역학의 대가 사일런스 스즈카의 도움을 받아 만들었다고 하는 arifoil 디자인)</div></div><p> </p><p>사일런스 스즈카의 공력데이터를 기반으로 제작된 NACA0015를 이용한 우주선 디자인을 matlab코드를 이용하여 그리면 다음과 같으며, 이해를 위한 상상도도 첨부하였다. 해당 우주선을 바탕으로한 우주 탐사선의 제원은 다음과 같다.</p><p> </p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/a994b5f0ea7ab909eb8c2ed93862291037386da6" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/a994b5f0ea7ab909eb8c2ed93862291037386da6" data-origin-width="556" data-origin-height="501"><div class="figcaption">matlab 코드로 제현한 우주탐사선 디자인(matlab코드의 pixel데이터 한계로 일부 곡면이 구현되지 않았다.)</div></div><p> </p><p> </p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/d99630d734e80f6672ddf36d636a5bfa6f627bd7" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/d99630d734e80f6672ddf36d636a5bfa6f627bd7" data-origin-width="564" data-origin-height="764"><div class="figcaption">상상도 1 검은색 : 동체 및 nozzle 추진부, 파란색 ; 콕핏, gray wing : 태양광 패널 및 solar sail구조, (후미의 연소부는 electronic motor를 사용하였다)</div></div><p> </p><p> </p><p><b>3. 탐사선 제원</b></p><p> </p><p>주요 제원</p><p> </p><p>명칭: NU-0521 "Neo Voyager"</p><p>용도: 목성 탐사선</p><p>승무원: 3~5명</p><p>운영 기관: 트레센학원 우주항공부 (TREUA)</p><p> </p><p>길이: 30m</p><p>너비: 15m (날개 포함)</p><p>높이: 6m</p><p>기체 재질: 초경량 카본-메탈 합금</p><p>형태: 사일런스 스즈카와 NACA0015 에어포일 기반의 유선형 구조</p><p> </p><p>최대 순항 거리 : 4050마신</p><p>기동력: 고속 기동을 위한 벡터 thruster 탑재</p><p>주 전력원 : 태양광 패널</p><p> </p><p>항법 및 탐사 시스템</p><p>항법 시스템: 미호노 부르봉 AI 기반 자율 항법</p><p>센서: 미호노 부르봉 MK-3 레이더</p><p>통신: 미호노 부르봉 MK-3 x-band 및 s-band 통신</p><p> </p><p> </p><p> </p><p><b>4. 미션 크루원</b></p><p> </p><p>크루원</p><p> </p><p>선장 : 네오 유니버스</p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/22535740f875100f4c191c1b93a3aa5be1925314" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/22535740f875100f4c191c1b93a3aa5be1925314" data-origin-width="375" data-origin-height="660"><div class="figcaption">선장 : 네오 유니버스</div></div><p>목성 대기탐사를 위한 현 계획을 2025년 4월 1일부터 제안한 이 프로젝트의 팀장이자 선장으로,<br>뛰어난 미션 성공률과 특히 중거리(태양-목성) 에서의 그녀의 임무수행력은 국제적으로 인정된다.<br><br></p><p> </p><p> </p><p> </p><p>통신 및 항법 및 엔지니어링 : 미호노 부르봉<br><br></p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/e63cf9e47e2fa1135a97e0e191eaec1c26894b72" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/e63cf9e47e2fa1135a97e0e191eaec1c26894b72" data-origin-width="375" data-origin-height="660"><div class="figcaption">통신 및 항법 및 엔지니어링 : 미호노 부르봉</div></div><p>특유의 빠른 반응속도와 "집중력"을 이용한 미션 성공의 귀재이며,</p><p>특유의 냉철한 상황판단능력과 위기감지를 바탕으로 미션을 철저히 준비한다.</p><p>또한 그녀가 만든 항법 및 탐사 시스템과 특유의 신체부착 통신시스템은 현재 업계 최고의 성능이다.</p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>대기성분 분석 및 의사 </p><p> </p><p>화학자 및 의사 : 아그네스 타키온</p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/8f41a0ed2654d68d0d3dd4658279ffb89ceedb06" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/8f41a0ed2654d68d0d3dd4658279ffb89ceedb06" data-origin-width="375" data-origin-height="660"><div class="figcaption">화학자 및 의사 : 아그네스 타키온</div></div><p>본래 트레센 학원의 교사로 임용 후 교사직을 수행하고있었으나,<br>자신의 트레이너에게 [검열삭제] 와 같은 약을 주입 후 복역중인 우마무스메,</p><p>그러나 그녀의 화학적 지식과 의학적 지식이 해당 미션에 필요하다고 판단한 트레센의 학생회가 특별히 사면하였으며,</p><p>해당 미션의 결과에 따라 가석방 될 예정</p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>5. <br><br><br>학회에서 심심하던차에 썼습니다.<br>오류도 오타도 많겠지만 그러려니해주십시오.<br>항공우주공학도 우마무스메도 우마무스메 카페도 화이팅<br><br><br>절대 스즈카 음해 아닙니다.<br><br><br><br><br>------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br>2025_04_11<br>catia로 그렸습니다.<br>propulsion이 일어나는 노즐부분은 생략했고,<br>콕핏의 경우도 스플라인만 이용한 간단한 모형입니다<br>모두들 즐거운 하루되십시오<br><br></p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/992528e6159bf8135bb59f8b4731b4f15b1d8c3c" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/992528e6159bf8135bb59f8b4731b4f15b1d8c3c" data-origin-width="664" data-origin-height="456"></div><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/d5fc8248e697d776a8e7cce85f8631d341ccd4a0" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/d5fc8248e697d776a8e7cce85f8631d341ccd4a0" data-origin-width="675" data-origin-height="742"></div><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/2805fe37a66070006923590759a294e6a32a668e" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/2805fe37a66070006923590759a294e6a32a668e" data-origin-width="951" data-origin-height="511"></div><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/7c9941eb54594981d553b0ab97cc0dfff3f1eb23" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/7c9941eb54594981d553b0ab97cc0dfff3f1eb23" data-origin-width="694" data-origin-height="395"><div class="figcaption">공기역학의 어머니 사일런스 스즈카의 여행은 계속된다</div></div><p><br>------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br>2025_04_13<br><br><br></p><p> 필요했던 분광 관측 쪽 논문과 해당 논문을 바탕으로 상상한 분광관측을 위한 장치와 그 사용법에 대해 추가합니다.<br> 논문의 경우 정재헌. (2020) 스파크 유도 플라즈마 분광 시스템의 최적화 개발과 우주탐사용 암석 분석 연구 (석사 학위논문,서울대학교) 를 참고했습니다.<br><br><br></p><p><b>1.2 분광 관측 미션</b></p><p> 본 미션에서 사용되는 관측법은 분광관측법으로 상술하였듯이 해당 탐사선이 목성의궤도선회 탐사를 기반으로 디자인된 미션이다. 해당 탐사선의 전력원이 태양전지판 및 배터리를 가정하며, 태양전지판 효율과 목성궤도의 평균 반지름을 바탕으로 SIBS와 LIBS 같은 플라스마 발광분광법을 사용하는 분광기를 사용하기로 하였으며, 해당 미션을 위한 맞춤형 컴팩트 SIBS 설정을 바탕으로 디자인한 분광기 SD-20XX를 기반으로 미션 디자인을 진행한다.</p><p> SD-20XX는 사토노 그룹이 진행한 [어둠을 비추어라 영원한 빛] 실험을 기반으로 설계된 분광관측기로, 본래 dawn-dusk 궤도를 돌기위한 배터리를 기반으로 디자인된 SD-10XX에서 목성의 음영지역을 장시간 탐사하는 본 미션에 맞춰 배터리 성능이 개선된 제품으로, 우주선 내부 콕핏앞부분에 장착되어 있으며, 본래 해당 분광기를 사용하기위해 사토노 다이아몬드가 본 미션에 참가하기로 하였으나, 트레이너가 관련된 모종의 이유로 해당 미션을 포기 후 분광기에 관심을 가진 아그네스 타키온이 해당 사용법을 익혀 사용하기로 결정했다.</p><p> </p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/33fc6b5a90c2e13a671a30a5fad87846f12534e8" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/1ZK1D/33fc6b5a90c2e13a671a30a5fad87846f12534e8" data-origin-width="540" data-origin-height="960"><div class="figcaption">분광 관측의 선두기업 사토노 그룹과 광학관련 최고의 연구자 중 하나인 사토노 다이아몬드</div></div><p> </p>
<!-- -->
첫댓글 부르봉이 만지면 망가지던게 아니였나요...?
그걸위한 자체제작 통신입니다
떡상 가자!
양식읽어보시면 디자인된 우주선 이미지를 대표이미지로 지정하셔야해요. 지금은 첫번째사진으로 지정돼있네요.
감삼다
고품질 양식에 그렇지 못한 우주선...
오우... 공대생이신가요...? 프로그램에서 부터 설계까지... 대단하십니다...
왤케 고퀄임??? 대단하십니다!
대단하다.....
참 과학은 언제나 어렵네요
뭔지 이해느느 잘안되는데 깔끔해서 보기 좋네요
스즈카가 선두의 경치에서 달리는 이유를 과학적으로 잘 분석해 주셨어요
시작부터 눈여겨 볼 수 밖에 없던 작품이었는데 3디로 완성되었네요! 스즈카, 다이아의 적확한 활용도를 정확히 파악하고 있는 점이 돋보이는 내용이네요