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'자기장'통합검색 결과 입니다. (5건)

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땅속 암반에서 100m 자기장 무선 통신 세계 첫 성공

국내 연구진이 지하 암반 100m까지 무선으로 음성 데이터를 송수신하는데 성공했다. 100m는 세계 처음이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 1m 크기 송신 안테나와 3~5cm 크기의 자기장 수신 센서를 이용해 광산 내 갱도 100m 거리에서 음성신호 송·수신이 가능한 '자기장 지중 통신 원천기술'을 세계 처음 개발했다고 13일 밝혔다. 연구진은 지중 통신이 사실상 불가능하다고 알려진 단양지역 석회암 암반 환경을 가진 광산에서 음성 데이터를 주고 받는데 성공했다. 시험에는 에드모텍과 두잇이 참여했다. 휴대폰이나 무전기는 통신 전파가 전기장이기 때문에 중계기가 없는 건물에만 들어가도 신호 손실을 막아주는 유전체 손실로 자주 끊긴다. 그러나 통신에 자기장을 쓴다면 건물 내부는 물론 땅속 암반에서도 통신이 가능하다. 자기장은 특히, 지중 매질에서 데이터를 안정적으로 전달하는 특성이 있다. 연구진이 이용한 주파수는 LTE 등 직진성만 좋은 기가급이 아니라 전파 손실이 상대적으로 적은 저주파 대역인 15kbps 주파수 대역에서 음성 전송이 가능한 2~4 kbps 통신속도로 구현했다. ETRI는 이와 관련 송수신기·안테나·저주파 모뎀·대역폭 확장 기술 등 핵심 요소에 대해 국제특허 8건을 출원했다. SCI(과학인용색인) 논문 12편 기고와 국제학술대회 발표 2건, 기술이전 성과가 있다. ETRI는 향후 스마트폰 등 개인 단말과 연계한 기술 확장을 추진할 계획이다. 연구결과는 통신 분야 국제 학술지(IEEE IoT Journal)에 게재됐다. 조인귀 전파원천연구실 책임연구원은 “생활 무전기도 닿지 않는 지하에서 통신에 성공한 만큼, 광산 사고 시 구조 활동의 통신 단절 가능성을 크게 줄일 수 있을 것"이라며 "우주 통신이 있듯, 땅속이나 물속 통신 영역을 새로 개척하는 것"이라고 의미를 부여했다. 박승근 전파연구본부장은 “광산뿐 아니라 터널, 지하시설, 해양 굴착, 국방 등 극한 환경에 필요한 혁신 기술"이라며 "신뢰성 높은 통신 수단으로 다양한 산업 분야에 활용될 것"으로 기대했다. 연구성과는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)의 ETRI 연구개발지원사업인 '[전문연구실] 10pT급 미소자계 기반 중장거리 자기장 통신기술' 과제의 일환으로 만들어졌다.

2025.11.13 14:31박희범

태양 자기장, 가까이서 봤더니..."자기장 비밀 벗긴다"

유럽우주국(ESA)과 미국 항공우주국(NASA)이 공동 운영 중인 태양 탐사선이 태양 남극 근처 자기장을 근접 촬영해 공개했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 10일(현지시간) 보도했다. 해당 연구 결과는 지난 5일 국제학술지 '천체물리학 저널 레터스'에 발표됐다. 공개된 사진은 지난 3월 태양 궤도선이 8일간 촬영한 관측 자료를 합성한 것으로, 밝은 호들이 태양의 극지방을 휘감으며 이동하는 모습을 보여준다. 이는 자기 구조가 예상보다 빠른 속도로 태양 가장자리 방향으로 이동하면서 남긴 빛의 흔적으로, 태양 자기장이 과학자들의 예측보다 훨씬 빠르게 극지방을 향해 이동하고 있음을 보여준다. 해당 논문의 공동 저자 독일 막스플랑크 천문연구소 사미 솔란키 소장은 "태양의 자기장 주기를 이해하기 위해 우리는 아직 태양 극지방에서 무슨 일이 일어나는지 충분히 알지 못한다"며, "솔라 오비터가 그 퍼즐의 잃어버린 조각을 채워줄 수 있게 됐다”고 밝혔다. 태양의 자기장은 11년 주기로 변화한다. 이 주기 동안 자기장은 뒤틀리고, 뒤집히고, 다시 구성된다. 이런 변화는 태양 흑점과 태양 플레어, 지구에 영향을 미치는 태양 폭풍까지 모든 것을 움직인다. 이 주기의 핵심에는 느리게 움직이는 플라즈마 전류의 '자기 컨베이어 벨트'가 자리 잡고 있다. 이 전류는 표면 근처에서 적도에서 극으로, 내부 깊은 곳에서는 다시 극에서 적도로 자기장을 이동시킨다. 하지만, 이 과정에서 극 지방이 핵심 역할을 하지만 오랫동안 미스터리로 남아 있었다. 이유는 지구에서 태양의 극을 직접 연구하는 것은 거의 불가능하기 때문이다. 천문학자들은 태양의 극을 측면에서 간접적으로만 볼 수 있고, 지금까지 대부분의 탐사선은 태양 적도면을 따라 공전했기 때문이다. 하지만 지난 3월 솔라 오비터가 궤도를 17도 기울여 탐사하면서 과학자들은 태양의 남극을 직접 관측할 수 있게 됐다. 솔란키 소장이 이끄는 팀은 솔라 오비터의 핵심 장비인 '편광 및 태양진동 영상 장치(PHI)'와 '극자외선 영상기(EUI)'의 데이터를 분석했다. 이 장비들은 고온의 플라즈마와 자기장이 태양 표면을 따라 어떻게 이동하는지 보여준다. 연구 결과, 지구의 2~3배에 달하는 거대한 플라즈마 거품이 시속 32~72km의 속도로 자기장을 극지방으로 휩쓸고 지나가는 것으로 나타났다. 연구진은 이 속도가 적도 근처에서 발생하는 흐름과 거의 비슷할 정도로 빠르며, 기존 모델 예측보다 훨씬 빠르다고 설명했다. 이번 연구를 이끈 락슈미 프라딥 치타 막스플랑크 연구소 연구원은 “극지방의 플라즈마 거품은 일종의 '추적자' 역할을 한다”며, “이 덕분에 태양의 11년 자기 순환 과정 중 극지방의 움직임이 사상 처음으로 시각적으로 드러나게 되었다”고 밝혔다.

2025.11.11 15:51이정현

다누리, 달 남·북극 물추정 지도 완성…"2027년까지 철·알루미늄 등 달표면 자원 탐색"

우리나라 최초의 달 궤도선 다누리가 지난 3년간 물이 있을 것으로 추정되는 달 극지방 지도를 완성했다. 다누리는 그간 임무를 두 차례 연장, 오는 2027년까지 관측이 가능할 전망됐다. 우주항공청은 다누리 발사 3주년을 맞아 그동안의 관측 성과를 공개하는 자리를 마련했다. 이 행사에는 한국항공우주연구원, 한국천문연구원, 한국지질자원연구원, 경희대학교 연구자가 참석했다. 다누리는 지난 2022년 8월 5일 발사됐다. 두 차례의 임무 연장을 통해, 오는 2027년까지 관측을 수행할 예정이다. 올해 2월 19일에는 고도를 60km까지 낮추어 달 표면에 근접한 관측을 수행했다. 오는 9월 24일에는 별도 연료 소비 없이 장기간 궤도 유지가 가능한 '동결궤도'로 바꿔 관측 임무를 이어간다. 다누리에 탑재된 고해상도카메라(LUTI)는 2032년 발사될 우리나라 달 착륙선 착륙 후보 지역인 라이너 감마, 새클턴 크레이터 인근 등의 영상을 확보했다. 광시야 편광카메라(PolCam)는 달 전체 지도를 완성하고, 달 표면 편광지도를 제작 중이다. 감마선 분광기(KGRS)는 달 표면 전체에 대한 자연방사성원소(우라늄, 토륨, 칼륨) 지도와 중성자 지도, 극지방 물 추정 지도를 작성했다. 달 표면 주요 구성성분인 산소, 철, 알루미늄, 칼슘 등 주요 원소 및 자원 지도는 제작 중이다. 자기장측정기(KMAG)는 달 표면 자기장이 강하게 나타나는 특이지역인 라이너 감마 지역 등에 대한 세계적 수준의 정밀 자기장 지도를 완성했다. 현재는우주환경, 다이나모(달 내부에서 연유된 자기장 생성 이론) 형성과 진화, 달 내부구조 연구를 수행 중이다. 한편 NASA(미항공우주국) 섀도캠(ShadowCam)은 얼음 존재 가능성이 높은 달 남·북극 영구음영지역에 대한 이미지 관측을 세계 최초로 성공했다. 다누리 관측 자료는 한국항공우주연구원 과학데이터 관리 및 공개시스템인 KPDS(KARI Planetary Data system)를 통해 공개 중이다. 강경인 우주항공청 우주탐사부문장은 “다누리를 통해 확보한 관측 데이터를 활용하여 달 착륙선의 착륙지 선정, 달 환경에 대한 이해, 그리고 국제 공동 연구 기반 마련 등 국내 연구자들의 역할이 더 커질 것"으로 기대하며 "다누리 임무 연장을 통해 확보한 과학적 성과를 활용, 우주탐사 영역을 더욱 확장해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

2025.08.05 12:00박희범

SK키파운드리, 3차원 속도·방향 측정 '3D 홀 효과 센서' 기술 출시

SK키파운드리는 3차원의 자기장 감지를 통해 속도와 방향을 측정할 수 있는 새로운 '3D 홀 효과 센서(Hall-effect Sensor)' 기술을 제공한다고 6일 밝혔다. 홀 효과 센서는 도체나 반도체가 자기장을 통과하는 과정에서 발생하는 전압 차를 인지하는 홀 효과를 이용해 자기장 강도를 측정하는 센서다. 이렇게 측정된 자기장을 통해 소자의 위치, 속도, 회전, 방향, 전류 등을 활용하는 산업에 활용된다. SK키파운드리는 기존 1D(1차원), 2D(2차원) 홀 효과 센서를 사용한 다양한 제품 군을 제공해왔으며, 이번 3D 홀 효과 센서는 수직 및 평면 홀 효과 센서를 하나의 칩에 통합하고 기존 2D제품 이상의 감도 제공을 통해, 3차원의 미세한 방향 및 속도 변화를 빠른 응답 속도로 실시간 측정할 수 있도록 지원하는 것이 특징이다. SK키파운드리가 제공하는 이번 3D 홀 효과 센서의 또다른 중요한 특징은 기존 공정에 마스크를 추가해 고객 제품에 쉽게 통합되도록 설계 가능하다는 점이다. 또한 3D 홀 효과 센서 통합이 전기적 특성을 그대로 유지하면서도 0.13~0.18μm 범위의 여러 노드에 제공된다. 이번 3D 홀 효과 센서는 다양한 분야에서의 활용이 기대된다. 특히 최근 주목 받고 있는 자동차 분야의 안전운전 보조 및 자율 주행 시스템, 가전제품 분야의 스마트 가전 및 게임 콘솔, 산업 자동화 분야의 로봇 제어 및 드론, 가상현실(VR), 증강현실(AR), 웨어러블 기기 등에 활용이 가능하다. 이동재 SK키파운드리 대표는 "이번에 출시된 3D 홀 효과 센서 기술은 민감한 감도와 미세한 3차원 움직임까지 감지할 수 있는 성능을 통해, 가전, 자동차, 로봇, 드론 등을 포함한 다양한 산업 분야 제품 설계에 활용 가능 할 것으로 기대된다”며 “향후 지속적인 기술 개발을 통해, SK키파운드리 고객이 보다 다양한 기능을 하나의 반도체에 통합 설계할 수 있도록 지원해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

2025.03.06 09:46장경윤

KSTAR 초전도자석 16년간 3만4천회 가동 "이상무"…40년 유지가 목표

우리나라 인공태양 KSTAR의 초전도자석 성능 검증 결과 16년 동안 안정화 상태를 지속 유지하고 있는 것으로 나타났다. 핵융합 연구계에서는 이 결과가 향후 40년 이상 가동 계획으로 돼 있는 핵융합로의 핵심부품 사용연수를 일부 확인한 것으로 보고 있다. 한국핵융합에너지연구원(핵융합연, 원장 오영국)은 초전도핵융합연구장치 KSTAR의 장기간 운전이 초전도자석에 미치는 영향을 평가하기 위해 초전도자석 성능 검증 시험을 수행한 결과, 최대 성능이 유지되는 것을 확인했다고 24일 밝혔다. 초전도자석은 핵융합 반응이 일어나는 핵융합로에서 초고온 플라즈마를 가두고 제어할 자기장을 생성하는 핵심 부품이다. KSTAR는 세계 최초로 나이오븀-틴(Nb3Sn, 나이오븀-주석) 소재의 초전도자석을 적용했다. 이현정 토카막운전기술본부 초전도시스템연구그룹장은 "초전도라고 해서 상온에서 열이 전혀 없는 것은 아니다"며 "가동시 열량이 100에서 현재 50상태를 유지하는 것으로 이해하면 된다"고 말했다. 이 그룹장은 "현재 지속적으로 열량이 줄며 안정화 상태를 보이고 있다"며 "지금까지 16년 간 아무 문제없이 초전도 자석을 지속 사용한 전례도 없다"고 설명했다. KSTAR의 초전도자석은 지난 2008년 운전을 시작한 후부터 매년 대전류와 고자장 등 극한 핵융합 환경에 반복적으로 노출되어 왔다. 연구진은 초전도자석의 성능저하 여부를 검사하기 위하여 매년 약 15kA 전류에서 교류 손실(AC loss)을 측정한다. 올해는 특별히 초전도자석의 성능을 직접 평가하고자 펄스 방식(pulse mode)으로 운전하는 중심 솔레노이드 자석(Central Solenoid)에 15kA부터 정격 전류인 25kA까지 단계적으로 전류를 높이는 실험을 수행했다. 펄스방식 운전은 장치를 일정 시간 동안 가동한 후 멈췄다 다시 가동하는 주기적인 운전 방법이다. 이때 초전도자석의 초전도 상태가 깨지거나 열부하가 커질 경우, 초전도자석의 성능이 저하된 것으로 판단한다. 이 실험 결과, 25kA 전류 인가 시에도 초전도자석의 상태를 나타내는 데이터가 모두 안정적인 수치를 기록했다고 연구진은 설명했다. 초전도 선재 240다발. 구리선재 120다발 반복 시험 핵융합연은 KSTAR의 초전도자석을 16년간 약 3만 4천 회 이상 펄스방식으로 반복 운전해 왔다. 이 초전도자석은 0.8㎜짜리 초전도 선재 240다발, 구리선재 120다발로 이루어져 있다., 각각의 선재는 2㎛ 두께로 크롬 코팅돼 있다. 이현정 그룹장은 “KSTAR는 전 세계에서 유일하게 나이오븀틴으로 초전도자석을 제작한 핵융합 장치”라며, “KSTAR 운전 과정에서 확보하는 초전도자석 데이터는 향후 ITER 초전도자석 운전 및 핵융합 실증로 초전도자석 제작을 위한 중요 자산이 될 것”이라고 말했다. 이번 실험 결과는 오는 28일까지 서울 올림픽 파크텔에서 열리는 국제 핵융합 및 플라즈마 컨퍼런스(iFPC 2024)에서 공개한다.

2024.06.24 11:57박희범

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