경희대학교 우주과학과 및 우주탐사학과

1. 인적사항 및 주요동향

1985년에 창립되어 2017년이 32주년이 되는 경희대 학교 우주과학과는 현재 응용과학대학에 소속되어 있고 학사과정과 함께 대학원에 석사, 박사, 석박사 통합과정 을 두고 있다. 2009년 WCU(세계수준의 연구중심대학) 사업의 일환으로 대학원에 신설된 우주탐사학과는 석사, 박사, 석박사 통합과정을 두고 있다.

경희대학교 우주과학과와 우주탐사학과에는 2017년 3 월 현재 총 15 명의 교수(김갑성, 이동훈, 김상준, 장민 환, 김성수, 박수종, 최광선, 문용재, 김관혁, 선종호, 진 호, Tetsuya Magara, 이은상, 이정은)와 2017년 3월부 로 신규 임용된 최윤영 교수가 강의와 연구를 수행하고 있다. 아울러 독일 막스플랑크 연구소의 Sami K.

Solanki, 미국 메릴랜드 대학의 Peter H. Yoon, 미국 UC Santa Cruz의 Ian Garrick-Bethell 교수 그리고 영 국 Warwick 대학의 Valery M. Nakariakov 교수가 International Scholar로서 연구와 교육에 힘을 보태고 있다. 현재 우주과학과장은 선종호 회원이며, 우주탐사학 과장은 이정은 회원이 맡고 있다.

우주과학과는 경희천문대와 함께 매년 다수의 공개 관 측회를 개최하여 본교 학생들뿐만 아니라 일반인들에게 도 천문현상을 접할 수 있는 기회를 제공하고 있다. 매 년 하계방학 중, 우주과학과 학생회는 학과 및 천문대의 지원으로 중고생을 위한 우주과학캠프를 개최하여 청소 년들에게 천문학 및 우주과학에 대한 체험의 기회를 부 여하고 있다.

우주과학과 학부는 올해 42명의 신입생을 맞이했으며 약 185명이 재학 중에 있다. 대학원 우주탐사학과에는 석사과정에 11명, 박사과정에 36명, 석박사 통합과정에 41명의 학생(총 88명)이 재학 또는 수료 상태로 있다. 양 과 대학원에서 2016년 8월 이후 학위를 받은 학생은 다 음과 같다.

* 석사 졸업 – 3명

- 김진현 (17년 2월, 우주과학과, 지도교수 문용재) : 논문제목: Contribution of solar/geomagnetic activities and CO2 variation to global temperature anomaly

- 신재혁 (17년 2월, 우주탐사학과, 지도교수 진호) : 논문제목: 근지구 우주공간 연구를 위한 지상용 서 치코일 자력계의 개발 (Development of Ground-Based Search-Coil Magnetometer for Mear-Earth Space Research)

- 정선영 (17년 2월, 우주탐사학과, 지도교수 진호) : 논문제목: 초소형 과학위성 SIGMA의 통신 시스템 성능 시험 및 분석 (The Performance Test for the SIGMA Communication System)

* 박사 졸업 – 6명.

- 강지혜 (17년 2월, 우주탐사학과, 지도교수 Tetsuya Magara) : 논문제목: Investigation into Force-Freeness of a Solar Active Region and Application of Force-Free Modeling to a Flare-Producing Active Region

- 김상혁 (16년 8월, 우주탐사학과, 지도교수 Sami Khan Solanki) : 논문제목: Development of infrared wide field off-axis telescope

- 김선정 (16년 8월, 우주탐사학과, 지도교수 최광선) : 논문제목: Steady-State Model of Solar Wind Electrons with Spontaneously Emitted Electromagnetic Fluctuations

- 이재옥 (17년 2월, 우주탐사학과, 지도교수 문용재) : 논문제목: Observation studies of CME-driven shocks and their associated DH type II radio bursts using multi-spacecraft data

- 정민섭 (17년 2월, 우주탐사학과, 지도교수 김성수) : 논문제목: 달 표면 편광관측을 통한 표토 특성연구 (월면 전반적 특성과 세부지형 특성)

- 최성환 (17년 2월, 우주과학과, 지도교수 문용재) : 논문제목: Development of Space Weather Data System and the Application of SVM to CME Geo-effectiveness

2. 연구 및 학술 활동

BK21플러스 사업

우주탐사학과가 주도하는 ‘달-지구 우주탐사’사업 (연 구책임자: 문용재 회원)이 교육부에서 시행하는 BK(두뇌

한국)21플러스 사업 글로벌 인재양성형에 선정되어 2013 년 9월 이후부터 2020년 8년 8월 31일까지 매년 9.1 억 원, 총 약 60억 원의 연구비 지원을 받고 있다. 2009학 년도 2학기에 우주탐사학과가 대학원에 신설되어 현재 총 39명(박사과정 11명, 석박통합 20명, 석사과정 8명)의 대학원생(재학/수료)이 BK21 플러스 사업에 참여 하고 있다. BK21 플러스 사업의 수행을 위해 현재 Sanjay Kumar, Navin Chandra Joshi, 홍석범박사가 학술연구 교수로, 홍진희, 나고운, 최윤희 박사가 연구박사로 재직 하고 있다.

과거 ‘달궤도 우주탐사’ WCU 사업을 통해 수행된 연 구들을 이어 받아, 본 BK21플러스 사업단에서 수행하는 연구는 천문우주 연구뿐만 아니라 달 및 근지구 공간에 서 우리가 개발한 초소형 위성을 이용하여 우주탐사에 활용 하는 계획을 가지고 있다. 초소형인공위성으로 달 표면에 충돌하기까지 달 표면의 자기장 이상 지역 (특히 국소 자기장이 강한 지역)을 처음으로 근접 측정하여 그 구조 및 원인을 규명하려는 구체적인 과학목적을 가지고 있다. 또한 한국형 달탐사 시험용 궤도선 사업에 달 과 학 탑재체 2개 과제를 수행하고 있다. 본 사업에서 추진 하는 달 탐사 임무는 과학기술적 측면에서 획기적인 의 미와 결과가 기대되며 이러한 활동이 학문적 발전뿐만 아니라 대한민국 우주개발에서 모범적인 연구 개발 사례 로 남게 될 것으로 기대 한다.

태양물리연구실

김갑성 회원이 이끌고 있는 태양물리 연구실은 크게 태양물리, 천체역학, 태양관측 시스템 그리고 우주기상예 보 분야의 연구를 수행하고 있다. 태양물리 부분에서는 이진이, 김일훈, 이청우 회원이 태양활동 영역의 구조, 진화에 대한 이론적 연구 및 관측으로부터 얻어진 자료 의 분석을 통한 연구를 진행하고 있다. 본 연구실의 김 일훈 회원은 SDO(Solar Dynamic Observatory)의 AIA 데이터를 이용하여 EUV 코로나젯의 형태에 따른 물리적 특징을 분석하고 있으며 이청우 회원은 Big Bear 관측 소의 Hα 관측 데이터를 이용하여 필라멘트 형성에 대한 연구를 수행하고 있다. 김현남 회원은 Hinode SOT로 관 측된 흑점의 물리량을 Spectropolarimery라는 도구를 이용하여 자기장 구조와 속도분포를 연구하고 있다.

태양관측시스템 연구를 위해 교내에 태양 H-alpha 관 측 시스템과 태양 분광관측 시스템을 운영하고 있으며 이 관측 시스템은 네트워크를 통한 원격 관측이 가능하 도록 구축되어 있다. 또한 Heliostat과 grating을 이용하 여 분광 관측 시스템을 구축하여 관측을 수행하고 있다.

본 태양 관측 시스템은 학부생들의 태양 관측 실습에 활 용되고 있다. 마지막으로 우주기상예보 연구에서는 국내 외의 우주환경 사이트의 관련 데이터를 수집하고 모니터

하기 위한 근 실시간 모니터링 시스템을 구축하였다. 본 연구에서는 SDIP(Solar Data Image Processing) 소프 트웨어를 자체적으로 개발하여 운영하고 있다. SDIP 소 프트웨어는 Borland C++를 이용해서 개발 되었으며, 모 니터링 시스템은 SDIP를 이용해서 각각의 FTP 사이트 에서 근실시간으로 태양 데이터를 획득하고, 모니터링하 기 위한 것이다.

행성천문연구실

김상준 회원이 지도하고 있는 행성천문연구실은 Keck, Gemini Observatory등의 분광 관측 자료와 Cassini, JUNO 탐사선의 관측 자료를 분석하여 목성, 토 성, 타이탄 등의 대기 및 혜성 등의 각종 라디칼 및 분 자선의 생성, 그리고 이들 천체의 대기조성과 광화학적 반응에 관한 모델연구를 수행하고 있다.

김상준, 심채경 회원은 Gemini관측소의 고분산 분광 자료를 사용하여 목성 극지방 고층대기에서 나오는 3-마 이크론 메탄 emission을 분석한 결과 아주 고온 (500-800K) 임을 발견하고 그 결과를 Icarus에 2015년 발표하였다. 또한 김상준 회원은 수십 년 동안 목성 북 극 지방에서 움직이지 않고 빛나는 10-마이크론 거대반 점의 원인을 일시적이지만 초고에너지 오로라일 가능성 을 제의한 논문을 Icarus에 2016년 발표하였다. 현재 김 상준 회원은 파리천문대 Courtin 박사와 Leicester 대학 Stallard 박사와 공동연구로 Cassini데이터를 사용한 토 성 극지방 적외선 오로라와 연무의 진화과정을 연구하고 있다.

한편 이동욱, 김상준 회원은 Monte-Carlo시뮬레이션 을 이용한 달 대기모델을 계속 업그레이드 하고 있다.

이와 병행하여 NASA Goddard 센터의 Killen 박사와 공 동연구로 애리조나에 있는 Robotic 달 coronagraph을 사용하여 많은 데이터를 중장기적으로 입수하고 있다.

이 coronagraph는 현재 달 주위를 돌면서 관측하고 있 는 LADEE 탐사를 지원하기 위해 최근 설립된 기기로서 LADEE에서 관측 되는 국지적 관측 결과와 이 coronagraph에서 관측되는 달 전체의 대기 현상을 융합 하여 일관된 과학적 결과를 도출해 내는 것을 그 주된 목적으로 하고 있다.

천체물리연구실

김성수 회원이 이끄는 천체물리연구실에서는 은하 중 심부에서의 별 생성, 은하중심부로의 개스 물질 유입, 우 주론 시뮬레이션을 이용한 구상성단계 및 왜소위성은하 계의 생성 및 진화 연구 등의 분야에서 다양한 연구를 진행 중에 있다. 김성수 회원은 2013년 7월부터는 다파 장 편광관측을 통한 달 표토층 입자의 크기와 성질을 연

구하는 과제를 수행 중에 있으며, 2014년 12월부터는 우 주론 시뮬레이션을 이용한 은하형성 기본단위의 생성과 정을 연구하는 과제도 수행 중에 있다. 이지원 회원은 천문연구원의 손봉원 회원과 이상성 회원의 지도 아래 KVN을 이용한 연구에 참여하고 있다. 김은빈 회원은 SDSS 자료를 이용하여 은하 중심팽대부의 비축대칭적 모양과 은하핵에서의 별탄생 사이의 관계를 통계학적으 로 연구하고 있다. 천경원 회원은 고등과학원의 신지혜, 김주한 회원과 함께 우주거대구조 진화 수치실험으로부 터 은하형성 기본단위를 생성하는 수치실험 기법을 개발 하였고 이를 이용하여 왜소위성은하들의 특성을 연하고 있다. 김민배 회원은 최윤영 회원의 지도 아래 SDSS 자료를 이용하여 별탄생 은하와 활동성은하핵의 특성에 대한 통계적 연구를 수행 중에 있다. 이주원 회원은 우 리은하 중앙팽대부에 있는 HI 원반을 유체역학 수치실험 을 통해 연구하고 있으며, 박소명 회원은 영국 Sheffield 대학의 Simon Goodwin 교수와 함께 프랙탈 구조의 초 기 분포를 이용하여 성단의 생성 및 초기 진화를 연구하 고 있다. Hannah Morgan 회원은 우리 은하 중심부의 200pc 영역에서 5pc 영역으로 개스 물질이 떨어지는 현 상을 수치적으로 연구하고 있으며, 김일훈, 백길호, 김진 규 회원은 달 표면의 편광 특성과 충돌분화구의 특성에 대해 연구하고 있다. 연구교수인 심채경 박사는 우주 풍 화가 달 표면 성숙도에 미치는 영향을 연구 중에 있으

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