项目来源

韩国国家科技基金

项目主持人

박상후

项目受资助机构

한국과학기술원

财政年度

2025,2024

立项时间

未公开

项目编号

未公开

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

476754000.00韩元

学科

未公开

学科代码

未公开

基金类别

개인기초연구(과기정통부)(R&D)

关键词

未公开

参与者

未公开

参与机构

未公开

项目标书摘要：연구내용본 연구과제에서는 화성 대기에서 작동하는 플라즈마 이온풍 펌프 기술의 실현 가능성을 평가하고자 한다.세계적으로 화상 탐사를 위해 여러 목적의 플라즈마 기술들이 제안되고 있으며,화성 대기 환경에서 작동 가능한 이온풍 펌프는 기계적인 움직임 없어 복잡한 화성 대기 환경에 대한 요소 기술로써 활용 가치가 매우 높다.이를 위해,(i)화성의 대기 환경(온도와 기압이 낮은 CO2 환경)에서 플라즈마(rf,dc)방전 특성 해석을 통해 비대칭,고밀도 플라즈마 발생 전략을 수립,이온풍 펌프 성능 평가 플랫폼을 구축하고,(ii)화성 대기 조건에서 유체 모형 해석 및 특성 데이터베이스화를 통해 화성용 이온풍 펌프의 핵심 요인과 설계안을 도출한다.(iii)최종적으로 화성의 기온편차,대기 먼지에 대한 플라즈마 특성 안정화 기술을 제안하여 이온풍 펌프 기술의 가용성 향상을 목표로 한다.본 연구의 결과물은 화성 탐사용 무인 비행체,CO2 개질 및 산소 발생용 플라즈마 시스템 등에 적용되어 화성 탐사용 플라즈마 기술 확산을 기대한다.1차년도(2024)화성 대기 맞춤형 플라즈마 이온풍 펌프 기초 조사 및 평가 기반 마련▶ 지구 대기용 이온풍 펌프 선행연구 및 화성 탐사용 연구 사례 조사,기술 기본 사양 도출 및 개념 설계▶ 화성 대기 환경 모사 설비 구축,플라즈마 진단 및 이온풍 펌프 성능 평가 플랫폼 구축▶ 화성 대기 플라즈마 모델링 및 유체 시뮬레이션 연구 → 시뮬레이터 개발 및 차년도 활용2차년도(2025)화성 대기 조건에서 플라즈마 유체 모형 해석 및 이온풍 펌프 최적 설계안 도출▶ 화성 대기 환경에서 플라즈마 방전 특성 해석 및 이온풍 펌프 구조 연구(모델링+실험)▶ 플라즈마 유체 모형 해석 및 실험적 검증(실험)▶ 이온풍 펌프 성능을 위한 최적화 연구 및 시스템 설계3차년도(2026)화성 대기 적응형 플라즈마 이온풍 펌프 기술 연구 및 응용 기술 탐색▶ 실제 변하는 화성 대기 조건에서 성능 안정성 평가를 위한 설비 구축▶ 유용 데이터 기반의 플라즈마+이온풍 자동 안정화 기술 연구▶ 화성 지표면 기준 플라즈마 이온풍 펌프 시스템의 시작품 제작1)연구과제의 활용방안 ① 연구개발 예상성과 ▶ Electroaerodymanic 펌프 기술의 현상론적인 해석에 의한 한계 극복→ 세계 최초 화성 대기 플라즈마 이온풍 펌프 원천기술 확보,유용성 확인 및 응용 분야에 확대 적용▶ 화성 대기 환경(저압,저온)에 최적의 플라즈마 유형,구조 특성 연구 및 기초자료 요구 해소→ 기술 실현이 가능한 플라즈마 발생원 설계 핵심기술 확보 및 다양한 응용 가능성 기대→ 2045년 대한민국 화성탐사 계획에 요소 기술로 발전하길 기대▶ 독창성 높은 융합 연구논문 게재(※분야 상위10%이내,연차별 1편)및 원천 기술 특허 등록 기대→ 관련 연구분야의 세계 선도 그룹으로 위상 확보 ② 활용 분야 및 응용 방안 ▶ 플라즈마 추진 기술로 활용→ 화성 대기를 연료로 하는 탐사용 무인 비행체 추진 기술→ 화성 착륙선 자세제어▶ 화성 대기 이온풍 펌프 기술의 응용→ Dust Shield:태양광 패널,카메라 렌즈,바이저(visors),우주복,열 방사기(thermal radiators)[그림 17]→ CO2-O2 변환 플라즈마 장치→ 탐사용 무인 항공기:날개(blade)표면의 더스트 오염 및 유체 분리 감소 → 양력 증가로 발전 성능 향상 기대→ 화성 대기 조성 및 지표 성분 분석을 위한 플라즈마 기술2)연구과제의 기대효과 ① 학문/기술적 측면 ▶ 플라즈마 기반 이온풍 펌프 기술의 기초이론 확립 → 다양한 분야에 대한 기술 파생 기대▶ 해당 분야의 원천기술 확보 및 세계 선도,국내·외 논문 발표 및 지식재산권 등록▶ 플라즈마 기초 기술의 항공/우주 산업으로 파급효과 기대▶ 화성 대기 환경에 적합한 플라즈마 발생 방식,구조,한계를 제시하고 과학기술 발전에 기여 ② 경제/산업/사회적 측면 ▶ 플라즈마 기반의 항공우주 추진 기술에 대한 국내외 저변 확대→ 관련 플라즈마 연구 및 항공우주 응용분야 발전의 가속화→ 미국은 세계 최초의 동력 비행기 Wright Flyer를 개발,세계 최초로 지구 외 천체의 하늘을 비행하였음 → Ingenuity로 비행 가능성을 확인함과 동시에 기존 rotor 방식의 단점 인지.→ 화성의 지표면 구동을 목적으로 하는 EAD 플라즈마 추진 기술은 세계 최초로 제안하고 확인한 기술로써 연료의 걱정이 없고,기계적인 움직임 없어 복잡한 화성 대기 환경에 대해 탐사선의 추진 기술로 미래 화성 탐사 요소 기술로 파급력이 매우 큼.▶ 화성 탐사 요소 기술의 관련 신산업 분야 개척→ 화성 대기 이온풍 펌프 최적 설계에 필요한 재료,장비,부품 산업의 성장→ 플라즈마 발생 성능 안정화 기술은 플라즈마 관련 여러 분야에 활용 가능성이 매우 큼→ 또한,미래 지향적인 기술로서 여러 분야의 차세대 무소음/무진동 유체 제어 기술 수요에 대응