달 토양을 고려한 달 탐사 로버의 열환경 분석

초록

아폴로 탐사 이후 달 자원의 존재 및 달 기지 건설에 대한 국제적 관심이 증가함에 따라 달 탐사 의 가치와 중요성이 부각되고 있다. 이동 임무를 수행할 수 있는 탐사 로버는 달 표면 정보 수집을 위한 핵심 요소로, 달 표면에 착륙하여 토양 샘플을 채취하고 지질학적 특성을 분석하는 임무를 수 행한다. 달은 약 28일 주기의 동주기 자전을 하는 천체로서, 지구에 비해 낮과 밤이 장기간 지속된 다. 우주 자원 탐사용 로버가 운용되는 달 환경은 낮과 밤의 긴 주기로 인하여 낮 기간 동안 달의 표면 온도는 약 400 K까지 상승할 수 있으며, 밤 기간 동안에는 100 K 이하로 급격히 떨어진다. 이러한 극단적인 온도 변화는 달 탐사 로버의 열적 환경에서 생존성을 저하시키는 원인이 되므로 달 환경에서 로버의 생존성을 보장하기 위해서는 달 토양의 특성을 고려한 열환경 분석이 필수적 이다. 본 연구에서는 달의 지형적 특징과 열적 물성을 반영하여 달 표면 온도 거동과 유사한 달 토 양 모델링을 구축하였다. 열해석 프로그램인 Thermal Desktop을 활용하여 달의 열환경을 구현하였 으며, 기존 연구에서 제시된 방법론을 기반으로 본 연구에 적합한 달 토양 열해석 모델을 구성하였 다. 이를 실제 측정된 달 표면 온도 데이터와 비교함으로써 달 토양 모델링의 효용성을 고찰하였 다. 또한, 구축한 달 토양 모델에 달 탐사 로버 모델을 배치하여 열환경 분석을 수행하였다.