탄도형 단 전이 궤도를 이용하면 태양, 지구, 달의 중력장들을 적절하게 이용하므로 시간은 오래 걸리는 반면 연료를 25%까지 아낄 수 있다고 한다.  이런 중력장을 이용하며 효율적인 궤도를 계산하는 방법이 궁금해졌다.

8. 우주탐사에 비용이 많이 드는 이유 중 대부분은 연료 때문이다. 인고위성의 경우 로켓 전체 무게 중 80%가 연료이다. 따라서 비용을 줄이려면 2가지 방법 정도를 고려 할 수 있는데  첫번쨰는 로켓을 회수해서 재사용하는 것이고 두번째는 추진연료를 적게 사용하는 것이다. 미국의 스페이스엑스라는 회사에서 최초로 화물을 우주에 배달하고 로켓의 일부를 안전하게 지상에 착륙시키는것을 성공시켰다. 또한 우리나라의 달 탐사선 다누리호는 최초로 탄도형 달 전이 궤도를 사용하여 연료를 최대 25%아끼며 탐사선을 발사하였다. 

탄도형 달 전이 궤도에서 사용되는 케플러 법칙은 탄도학의 기본 법칙 중 하나로, 행성이나 위성의 궤도에 대한 운동을 설명하는 법칙이다. 이 법칙은 17세기 독일의 천문학자 조한네스 케플러에 의해 발견되었다.

케플러 법칙에 따르면, 행성이나 위성의 타원형 궤도에서 움직이는 속도는 궤도의 위치에 따라 달라지며, 특히 궤도의 근접점에서는 속도가 가장 빠르다. 또한, 궤도의 반지름이 작을수록 궤도 주기는 짧아지고, 반대로 궤도 반지름이 클수록 궤도 주기는 길어진다.

탄도형 달 전이 궤도에서도 케플러 법칙이 적용된다. 이 궤도에서 우주선이 달로 이동할 때, 우주선은 궤도의 근접점에서 가장 빠른 속도로 움직이며, 궤도 반지름이 작을수록 달에 도달하는 시간이 더 짧아진다. 이를 이용하여, 우주선이 달까지 도달하는 데 필요한 연료와 비용을 최소화할 수 있다.

9. 케플러 방정식: 위성의 운동에서 진근점이각(e), 평균근점이각(μ), 이심근점이각(E) 사이에는 다음과 같은 식이 성립하는데 이를 케플러 방정식이라고 한다. μ＝E-e sin E

행성처럼 타원궤도를 움직이는 천체가 근일점으로부터 떨어진 각도를 근점이각이라 하는데, 태양을 꼭짓점으로 근일점과 기준되는 행성의 위치 사이각을 나타낸다. 행성의 위치를 보는 방식에 따라 진근점이각, 이심근점이각, 평균근점이각이 있다. 

10. 케플러 방정식에서 사용되는 대학수학의 개념에 대해 더 잘 이해하고 싶다.(극좌표,근사 등)

날개의 꼬리 와류의 가시화 현상

에어쇼라던가 비오는날 비행기가 착륙할때 날개끝에 하얀 연기같은것이 보이는 경우가 있다. 또는 항공기가 선회하거나 고기동시 자주 보인다. 이것은 날개의 꼬리와류때문에 생기는 현상이다.
양력이 커지면 꼬리 와류의 속도도 커진다. 베르누이 방정식에 의해 속도가 커지면 압력은 낮아지고 작은 압력에 의해 온도가 낮아진다. 즉, 낮은 온도에 의해 공기중의 수증기가 응축하여 보이는 현상이다.
 꼬리 와류가 중요한 이유가 있는데, 이 꼬리와류는 날개 뒤에서, 공기를 아래로 흐르게 하는 내리흐름(DOWN WASH)을 생성한다. 이는 날개의 뒤에서만 아니라 앞으로 다가오는 공기에 영향을 끼친다. 그로 인해 유효받음각의 감소로 인한 양력 감소와 유도항력이 발생하게 된다. 즉 이 유도항력이라는것은 날개의 양력에 의해 꼬리 와류가 생기고 이 꼬리와류는 내림현상으로 만들어 유도항력을 만든다. 유도항력은 양력에 의해 생기는 어쩔수 없는 현상이지만 윙렛이나 가로세로비 날개의 뒤틀림 테이퍼등에 의해 어느정도 줄일 수가 있다.
9. 이번에 제트류에 대해 조사를 하며, 제트류에도 여러가지 종류가 있으며, 제트류는 겨울이 여름보다 더 강하다는 사실을 알게 되었다. 또한 제트류가 항공기 운항 외에도 여러가지 경우에 많은 영향을 끼친다는 사실도 알게 되었다.
10. http://www.kookje.co.kr/news2011/asp/newsbody.asp?code=0300&key=20160614.22003200523
심화탐구주제) 유도항력을 줄이기 위한 윙렛의 원리
유도항력이 발생하게 되면 연료 또한 많이 소비 되는데, 이러한 유도항력을 줄이기 위해선 날개 끝 와류를 줄여야 한다. 항공기는 날개 끝 와류로 발생하는 영향을 최소화하기 위해, 날개 끝 구조를 위로 구부린 형태로 설계되어 있다. 날개 끝을 위로 구부리게 됨으로 써, 날개 끝 와류로 인한 영향이 작아지고, 이로 인해 유도항력 자체도 작아지게 된다. 이렇게 날개 끝을 위로 구부리게 하는 것을 윙렛이라고 부른다. 이렇게 윙렛을 통해 항공사는 연료를 절감할 수 있다. 그래서 많은 항공사들이 윙렛을 다는 걸 선호한다.
11. 나는 지구과학2를 공부할 때, 내가 정말 좋아하는 항공 분야랑 많이 엮었다. 기상학 부분을 공부할 때, 나는 종종 항공기 레이더 앱을 통해 날아가는 항공기를 보는걸 좋아하는데, 이 레이더를 보면 화산활동이 발생하여 지진재로 인해 항공기가 날아다니지 못하는 구역들이 표시되어 지진재가 어느 방향으로 날아가는지 대기 순환을 통해 무역풍 편서풍 극동풍 어디의 영향을 받는지도 파악을 하기도 하였고, 항공기가 활주로에 착륙 할 때, 역풍을 받으며 착륙하는게 가장 좋은데, 이를 위하여 현재 공항에 푸는 풍향은 어딘지도 파악을 하였으며, 이외에도 여러가지 파트를 공부할때 항공과도 여러가지를 엮었다. 그외에도 지구과학을 근본적으로 공부할 때, 먼저 개념을 이해하는걸 가장 우선시여기고, 그 후에 개념을 외우고 마지막으로 문제를 풀었다. 그리고 만약 문제를 틀린 것을 왜 틀렸는지 분석하고 틀린 문제에 쓰인 개념을 다시 한번 복습하였다.

6.우리 은하,은하핵, 중앙 팽대부,은하 원반,헤일로
7. 우리가 사는 우리 은하가 어떤 식으로 생겼고, 우리가 살고 있는 은하가 어떤 식으로 형성되는 알고 싶어서고 우리 은하 구조는 
태양은 얇은 원반에 소속되어 있으며 우리 은하 중심을 약 2억 3000만 년의 주기로 공전하고 있다. 수직 방향으로도 6000만 년의 주기로 진동하고 있다. 3000만 년에 한 번씩 은하 원반을 통과한다는 것. 공전방향과 궤도는 현 위치를 기준으로 거문고자리 1등성 배가쪽으로 은하중심을 수평으로 두었을때 은하중심으로 부터 60도의 각도로 공전을 진행하고 있다. 하였는데 이러 특징말고도 어떠한 특징이 있는지 궁금해서 이런 내용을 고르게되었습니다.

8. 천문학자들은 시간이 빅뱅과 함께 시작되었다고 생각한다. 이것은 일종의 신화이지만 지금까지 우리가 우주를 관측하고 물리학을 이해한 결과다. 우주는 크기는 무한하지만 나이는 유한한 것으로 보인다. 우주는 무한하지만 우리는 우주 전체를 볼 수 없다. 빛이 유한한 속도로 움직이기 때문이다. 우리가 지금 볼 수 있는 가장 먼 물질에서 온 빛은 우리를 향해 138억 년 동안 날아온 빛이므로 계속 팽창하는 우주를 가로질러 138억 광년 거리밖에 날아오지 않은 것이다. 하지만 우리가 보는 것은 그 빛이 원래 있던 곳에서의 과거의 모습이다. 그곳이 지금은 어디 있을까? 그동안 우주가 팽창했기 때문에 그 물질은(지금은 은하로 만들어진) 지금은 450억 광년 거리에 있다. 이것이 현재의 관측 가능한 우주의 경계다.우리가 관측 가능한 우주의 모양을 현재까지 측정한 것과 현재의 우주론 모형을 믿는다면 관측 가능한 우주의 경계 밖에는 무한한 우주가 있다. 이것을 과학에서 가장 큰 유추라고 생각할 수 있다.

9.은하는 빅뱅 직후의 양자요동으로 인해 생겨난 극소량의 밀도 불균일성을 씨앗으로 시작했다. 주변보다 밀도가 약간 높은 구역은 시간이 지남에 따라 중력에 의해 더 많은 질량을 끌어모을 수 있었고, 이 차이가 증대되면서 이후 초기 은하가 형성될 암흑 헤일로가 생겨났다. 중력에 이끌려온 가스는 복사열을 방출하며 냉각되어 암흑 헤일로의 포텐셜 우물 밑바닥에 쌓여 갔고 이 중심부에서 별 탄생이 시작되면서 최초의 은하가 생겨났다.초기 우주의 환경은 사방에서 물질이 쏟아져 내려오는 혼돈스러운 상황이었기 때문에 원시 은하는 현재의 대칭적인 형태 대신 폭발적으로 별을 형성하는 거대 성단들이 불규칙하게 흩어져 있는 형태를 취했다. 별 생성속도나 은하 간의 병합 속도도 매우 높았으며 이 과정에서 방출되는 고에너지 복사에 의해 우주전체가 플라즈마화되었다.시간이 지나 우주가 어느 정도 정리된 이후부터는 은하 병합 속도나 가스 유입량이 줄어들어 은하들도 안정을 되찾기 시작했다. 외부로부터의 간섭이 적어지자 은하 내에 남아있는 가스는 점차 각운동량 방향으로 정렬되어 원반을 형성하기도 하였고 이들 중 가스가 풍부한 은하들은 나선 은하로 진화했다. 병합이나 항성 탄생을 많이 겪은 은하의 경우 주로 늙은 별들로 이루어진 거대 타원 은하로 진화했다.
대부분의 은하들은 암흑물질로 이루어진 거대한 헤일로에 둘러싸여 있으며 그 질량은 은하가 가진 별과 가스의 질량의 수 배에서 수십 배 (질량이 작은 은하의 경우, 수백 배도 있음) 에 달한다. 이 암흑 해일로의 중력은 은하의 형태를 유지하고 새로운 물질을 끌어들이는 데 중요한 역할을 한다. 즉, 암흑 헤일로의 규모가 클 수록 더 많은 물질을 끌어들일 수 있게 되며 그 내부에 잉태되는 은하의 규모 또한 거대해진다. 은하단과 같은 거대한 암흑 헤일로의 질량은 태양의 1000조 배를 넘어가는 경우도 있으며, 그 중심에는 수 조 개 이상의 항성을 포함하고 있는 거대 타원 은하가 높은 확률로 발견된다.표준 우주 모형에서 가정하는 암흑물질은 중력 이외의 방법으로는 다른 물질과 상호작용하지 않으며 복사 에너지도 방출하지 않는다. 따라서 수축하는 암흑 헤일로에 붙잡힌 암흑물질 입자는 위치 에너지를 방출할 방법이 없어 넓은 범위인 구 혹은 타원체 형태의 분포를 보이게 된다. 암흑 헤일로의 크기는 은하의 반경보다 수 배에서 수십 배 더 넓은 영역에 퍼져 있을 것으로 예측된다. 즉, 은하의 중심부는 별과 가스가 밀집되어 있기 때문에 일반물질의 비율이 높지만 외곽 부분으로 나아갈수록 배경밀도에서 차지하는 암흑물질의 비율이 증가하게 된다.
10.우리 은하의 구조나 형성이 대해 알아보았는데 우리도 알듯이 우리 은하는 막대 모양의 은하이다, 그러므로 나는 막대 모양의 은하의 형성 말고도 다른 모양의 은하의 형성 및 구조도 알고싶다.
11. 전부터 과학에서 천채학의 관한 내용애 대해 관심이 있어서 그와 관련된 내용을 책을 읽음으로써 그 천체에 대한 기본지식을 쌓았고, 그 천체가 어떻게 생겼는지에 대한 사진을 찾아서 어떻게 생겼는지를 관찰하였다.

 11. 지구과학 책으로 기본적으로 공부를 하면서 모르는 내용은 따로 인터넷 검색을 통해 알아보고 그외 에는 따로 문제집을 사서 공부하고 있습니다.


(아래 있는 거는 시간을 잘못 확인하는 바람에 할 시간이 없어 포기했습니다 죄송합니다.)

https://www.dnews.co.kr/uhtml/view.jsp?idxno=202307190952241020137

2. 학번이름 적기

30222 이호재

3. 발표 제목

지반공학의 중요성과 지반 탐구 과정에서의 사용되는 4차 산업혁명 기술

4. 지구과학 목차

3-1 지질 조사와 지질도

5. 도서명 – 저자

땅과 문명의 어울림, 지반공학 – 한국지반공학회

6. 교과 내용 핵심 키워드

지질 조사, 지반

7. 알고 싶은 것

지반 조반 조사의 중요성과 그런 지반을 조사하기 위해 사용되는 4차 산업혁명 기술들이 궁금했다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명

지반공학에 대한 개념적 설명과 지반공학에서 다루는 내용, 다양한 자연재해와 그에 대한 대처들, 지반을 탐구할 수 있는 다양한 방법들에 대해 배운다.

9. 새롭게 알게 된 것

매슬로의 욕구 위계 이론에서 2단계로 안전 욕구가 있다. 이런 인간의 기본적 욕구인 안전을 위해서는 안정적 주거가 필요하다. 그러한 안정적 주거를 위해서 지반 공학이 필요한 것이다. 지반조사는 구조물을 세우기에 앞서 구조물 설계와 시공에 이용하기 위해서 시행된다. 또한, 기존의 구조물이 손상되거나, 주변의 환경변화로 구조물의 문제가 예상될 때도 원인을 밝히고 대책을 세우기 위해 필요하다. 자연재해를 예측, 대비, 피해를 최소화하기 위해서도 필요하다. 과거에는 흙, 암석 지반에 대한 공학적 지식이 충분하지 않아서 실패 사례가 많았다. 피사의 사탑은 12세기에 건설되었는데 이 탑을 지지하는 기초의 모래, 점토지반이 단단하지 않아서 지반 침하가 발생했다. 이탈리아 베네치아 지방은 연약지반에 나무 말뚝을 설치하고 그 위에 구조물을 지었는데 말뚝의 길이, 간격, 개수를 잘못 계산해 무너지는 구조물이 많았다.

이러한 안정성 판단을 측정기를 통해 진행했다. 기존에는 변형률계, 토압계, 하중계와 같은 측정기를 이용해서 대상 구조물의 변형 또는 대상 구조물이 받고 있는 힘을 측정했다. 하지만 이런 시스템에서는 설치된 계측기가 파손되거나 대상 구조물을 모두 관측할 수 없다는 단점이 있다. 변형률계와 같은 계측기는 구조물의 작은 면적에서의 거동만을 측정할 수 있기 때문에, 수십 개 또는 수백 개의 변형률계가 있어도 대상 구조물을 모두 계측할 수 없다. 이로 인해 넓은 구간을 모니터링해야 하는 경우 물리적 어려움을 겪게 된다. 이런 기존의 모니털이 시스템을 보완한 계측 방식이 SMART 모니터링 시스템이라고 할 수 있다. 이런 SMART 모니터링의 특징은 영구적, 광범위적, 빅데이터 활용, 실시간 통합 등이 있다.

1) 광섬유 센서(영구적 모니터링)

광섬유는 유리섬유이기 때문에 산화나 물에 의한 영향을 받지 않는다. 그래서 한 번 설치하면 장기적으로 사용할 수 있기 때문에 이러한 개념을 센서에 도입해 광섬유 센서를 개발했다. 광섬유가 변형을 받게 되면 기존에 전반사를 통해 전달되던 신호에 변화가 생겨 변형이 생심을 알 수 있다.

2) 레이저 스캐닝, 3차원 카메라(광범위적 모니터링)

기존의 계측기는 넓은 범위를 모니터링하기 위해서는 수많은 계량기를 필요로 한다. 하지만 SMART 모니터링에서 광범위한 모니터링은 기존의 단점을 보완하기 위해 레이저 스캐닝이나 3차원 카메라를 통해 대상 구조물의 전체 형상을 담을 수 있다. 레이저 스캐닝 기법에서 스캐너는 수십만 개의 레이저를 대상 구조물에 쏜 후 돌아온 레이저의 점들을 모두 합쳐 대상 구조물을 3차원으로 표현한다. 이와 유사하게 카메라 사용과 드론을 이용한 대상 구조물의 3차원 이미지 습득 등의 방법이 있다. 3차원 이미지를 이용한 모니터링 방식은 직접 대상구조물과 접촉할 필요가 없어 구조물에 어떠한 손상도 가하지 않으므로 비파괴 모니터링이라고도 부른다.

3) 빅데이터를 활용한 모니터링

빅데이터를 활용한 모니터링은 기존의 많은 징조를 모아서 분석하는 것을 말한다. 가장 효과적이고 가장 많은 지역을 모니터링 할 수 있는 방법이다. 

   

9. 추가 학습하고 싶은 내용

모니터링 뿐만 아니라 건설공사에서 전체적으로 사용되는 4차 산업혁명 기술에는 어떠한 것이 있을지 궁금했다. 

   

계획 조사 과정에서는 아까 모니터링 때도 사용되었던 레어저스캔, 비파괴 조사장비, 센서, 드론 기반 지형, 지반 정보 모델링 기술이 있었다.

설계 과정에서는 디지털 설계를 통한 3차원 설계가 있었다. 

BIM이란 건물을 효율적으로 관리할 수 있도록 건물에 대한 3D 모델을 제공하는 기술을 말한다. BIM을 통해 여러 전문가들이 같은 그림을 통해 건물을 관리할 수 있다. 수십개의 공정들을 마찰없이 조화롭게 진행할 수 있다는 것이다.

시공 과정에서는 자동화 시공이, 운영관제기술, 건설공정기술이 있다. 3D 프린팅을 통해 건설장비를 자동화하고 토공, 굴착기 등 건설기계에 탑재한 센서, 제어기, GPS를 통해 시공을 정밀하게 제어할 수 있다. 운영관제 기술에는 건설현장 내 건설기계를 실시간으로 통합적 관리, 운영을 하고 AI를 활용해서 최적의 공사계획을 수립할 수 있다.

안전관리의 과정에서 스마트 착용 장비, 센서를 통해 취득한 정보를 통해 장비, 작업자, 자재 등의 상태, 위치 등을 분석 할 수 있다. 

10. 지구과학2 학습을 하면서 자신만의 노력과 학습방법을 구체적으로 적어주세요.

자료를 중심으로 어떤 현상에 대한 설명을 자료에 대입해보면서 알아보려고 했다. 어떤 현상에 대한 이유를 생각하면서 공부하려고 했다.

   

순수 알루미늄은 강도가 약해 구리, 아연, 마그네슘 등 다른 금속과 합쳐 합금으로 만들어 사용한다. 알루미늄 합금은 종류가 수십 가지나 될 정도로 매우 다양해 주요 합금 원소에 따라 1000~8000 번호대로 나뉘어 번호가 붙는다. 

예를 들어 1000 번호대는 약 99%의 알루미늄 함량을 갖는 순수 알루미늄, 2000 번호대는 주요 합금 원소가 구리인 합금, 3000은 망간, 4000은 규소 등이다. 항공우주 분야에는 구리를 활용한 2000 시리즈와 아연을 활용한 7000 시리즈가 주로 사용되는데, 이 알루미늄 합금은 가벼우면서도 단단해 항공용 소재로 안성맞춤인 재료이다.

2) 타이타늄(티타늄)
타이타늄(티타늄)은 단단하면서 가볍고, 금이나 백금에 버금가는 내식성(부식에 대한 저항력)까지 지녀 최적의 항공 소재로 평가받는 금속으로 타이타늄 합금은 알루미늄 합금보다 60%정도 무겁지만 2배정도 강하다. 하지만 타이타늄은 제련과 가공이 어렵기에 소량으로만 생산되어 가격도 상당히 높은 편이기에 항공 소재로는 민항기보다 군용기를 중심으로 적용되기 시작했다.​

록히드의 SR-71 '블랙버드' 군용 정찰기는 동체 대부분에 타이타늄이 적용된 최초의 항공기이다. 이전까지는 타이타늄이 항공기 내에서 극도로 뜨거운 온도에 노출되는 일부 부품에만 소량 사용되었는데 SR-71은 구조의 85%에 타이타늄 합금이 사용되었다.

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현재는 민항기에서도 타이타늄 합금 사용 비중이 높아지고 있는데, 특히 뛰어난 내열성 덕에 제트엔진의 터빈 블레이드나 브라켓, 구조 부품 등에 주로 사용된다. 국내에서도 2021년 8월, 타이타늄 합금 블레이드 제조 기술 국산화에 성공해 가스터빈 성능 향상에 기여할 것으로 예측된다.

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3) 니켈

니켈은 1천℃ 이상의 초고온에서도 견딜 수 있는 초내열합금의 재료로 사용된다. 초내열합금은 니켈계, 철계, 코발트계 합금의 세 그룹으로 분류되는데, 현재 니켈 기반의 내열합금이 가장 많이 사용된다. 내열성은 물론 우수한 경도, 내마모성 및 내식성을 지녀 터빈 블레이드, 디스크 등 제트 엔진의 핵심 소재라고 할 수 있다.

니켈 합금이 사용되기 이전에는 가스터빈 엔진의 수명이 짧고 쉽게 고장났다고 한다. 가스터빈 엔진의 고온이 강철 합금을 빠르게 부식시켰기 때문인데, 니켈 합금이 적용된 후에는 가스터빈의 최고 온도를 더 높일 수 있게 되면서 엔진 수명과 출력이 크게 향상되었다. 현재 니켈 합금은 항공기 엔진과 로켓 엔진 고온부에 가장 많이 사용되는 재료로, 첨단 항공기 엔진 중량의 약 50%를 차지한다.

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<항공기 경량화를 위한신소재 & 복합소재>

1950년대부터 항공 산업은 합성소재 개발에도 눈을 돌리기 시작했다. 알루미늄과 타이타늄 등의 합금이 가볍고 단단한 소재이기는 하지만, 이는 금속 소재 중에서 상대적으로 가볍다는 것이지 정말로 깃털처럼 가볍다는 의미는 아니기 때문. 금속인 만큼 기본적으로 상당한 무게가 나가고, 항공기 성능 향상을 위해서는 더 가볍고 강한 소재를 찾아야 했다.

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그때 새로운 대안으로 떠오른 것이 바로 탄소섬유이다. 탄소섬유는 1879년 토마스 에디슨이 대나무 섬유를 탄화해 전구의 필라멘트에 사용하면서 알려지게 되었는데, 탄소섬유는 원사 안에 탄소를 92% 이상 함유한 섬유로 높은 강도와 강성, 내식성, 내화성을 지니면서 화학적으로도 안정된 특성을 띈다. 다이아몬드도 순수한 탄소 결정체라는 점을 생각하면 탄소섬유가 얼마나 강한 소재인지 쉽게 이해할 수 있다.

이러한 탄소섬유에 고분자 수지를 혼합해 만든 것이 바로 탄소섬유강화폴리머이다. 무게는 강철의 1/4 수준이면서 강도는 10배 강하며, 일종의 플라스틱이기 때문에 성형이 쉽다는 장점도 있다.

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GE의 항공 엔진 GE90은 최초로 팬 블레이드에 탄소섬유강화폴리머 소재를 적용했는데, 덕분에 GE90엔진의 팬 직경은 128인치로 이전 모델보다 커졌음에도 불구하고 무게는 400파운드(약 181kg)가 줄어들었다. 이후 후속기인 GEnx 터보팬 엔진에는 팬 블레이드와 전면 팬 케이스까지 탄소섬유강화폴리머 소재를 확장했다.

엔진뿐 아니라 기체소재에도 탄소섬유강화폴리머를 적용하려는 시도가 늘고 있는데, 보잉787 드림라이너와 에어버스 A350 XWB는 기체의 50% 이상 탄소섬유강화폴리머를 사용했다. 탄소섬유강화폴리머는 중량 대비 강도가 높아 초소형 항공기에도 널리 사용된다고 하는데, 특히 연료절감과 경량화가 필수인 UAM 주요 소재로 주목받고 있다.​

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'세라믹'이라고 하면 깨지기 쉬운 도자기를 생각하기 쉽지만, 세라믹 섬유, 세라믹 수지 등이 결합한 세라믹 매트릭스 복합재료(Ceramic Matrix Composite)는 금속만큼 강하고 유리처럼 가벼우면서 섭씨 1,300℃에서도 견딜 수 있는 신소재이다. 

위에서 언급했던 니켈 합금처럼, 세라믹 매트릭스 복합재료는 항공기의 고온부에 적용해 엔진의 출력 향상 효과를 기대할 수 있다. 대표적으로 CFM 인터내셔널(미국 GE와 프랑스 사프란 에어크래프트의 합작 엔진 제조 회사)의 LEAP 엔진은 냉각용 공기 흐름을 유도하는 터빈 슈라우드에 세라믹 매트릭스 복합재료를 적용해 연료 소비를 16% 감소할 수 있을 것으로 예상하기도 했다.

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이처럼 해외에서는 미국의 GE가 세라믹 매트릭스 복합소재의 트렌드를 선도하고 있는데, 영국의 Rolls-Royce, 독일의 Siemens 및 일본의 IHI 또한 세라믹 매트릭스 복합소재의 상용화를 위한 활발한 연구와 투자를 진행 중이다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성 또는 신문기사, 도서 내용 추가)
- 비행기에 쓰이는 금속 재료의 조건
비행기의 기체를 구성하고 있는 재료는 그 종류가 매우 많음. 철 합금, 비철 합금, 비금속 재료 등 각 부분에 많은 금속들이 골고루 사용되고 있는데, 이와 같은 재료가 기체의 재료로 사용되기 위해서는 강성(물체에 외부에서 힘을 가하면 그 힘에 저항하는 정도)이 커야 하고, 탄성(외부에서 가해진 힘에 의해 변형된 물체가 힘이 사라졌을 때 원상태로 돌아가려는 성질)이 있어야 함. 게다가 주위 온도에 성질이 변하지 않아야 하고, 피로 파괴(물체에 힘이 반복적으로 가해지면 시간이 경과한 후에 그 물체가 파괴되는 현상) 등에 강해야 한다. 또 경도, 전성, 연성, 인성, 밀도, 취성, 가용성, 전도성, 수축 및 팽창 등에 적합한 금속만이 비행기 제작에 사용된다.

6.  북태평양 환류, 북대서양 환류, 남태평양 환류, 남대서양 환류, 조석, 무역풍
7. 이전부터 꾸준히 접하고있는 환경문제로 바다쓰레기들이 환류에 의해 모여 섬을 이루면서 해양생물들이 쓰레기에 걸려 이동의 장애를 겪거나 먹이로 착각해 먹고 이런 쓰레기를 먹은 물고기들이 잡혀 다시 인류에게 돌아오는 등 현재의 문제에 그치지 않고 미래에 피해가 심화되어가는 문제의 기초적인 형성 과정 그리고 추가적으로 이런 해양 쓰레기를 어떻게 해결할 수 있는지 알아보았습니다.
8. 바다는 '해양 컨베이어 벨트(The Global Ocean Conveyor Belt)'라고 불리는 거대한 바닷물 흐름에 따라 순환하는데, 이 순환을 가능케 하는 것이 바로 환류다. 환류는 느리게 순환하는 소용돌이인데, 환류를 따라 대양의 특정한 지역에서 해류가 돈다. 지구의 바다에는 5개의 주요 환류가 있다. 바로 북대서양 환류, 남대서양 환류, 북태평양 환류, 남태평양 환류 및 인도양 환류다. 이 환류는 바닷물 의 순환이 일어나는 데 중요한 영향을 미친다.
환류의 중앙은 매우 조용하고 안정적이다. 그래서 육지로부터 바다 로 흘러들어온 플라스틱 쓰레기가 환류 중앙에 실려 들어가면 나오지 못하고 갇히게 된다. 여기서 플라스틱은 수면 아래에 떠 있는 채로 아주 천천히 잘게 부스러지는데 초기에는 가벼워서 수면 위에 떠 있지만, 시간이 지나 녹조류 같은 유기물이 흡착되기 시작하면서 무게가 늘어나 수면에서 바로 몇 센티미터 아래부터 수 미터 아래까지 잠긴 채 부유한다. 이 상태로 자외선과 물결을 맞으며 점차 부서져 미세 플라스틱이 된다.
9. 큰 바다에 한 가운데 한반도의 5배에 이르는 플라스틱 쓰레기 섬이 있다고 알려져 있으며 저 또한 그런 줄 알았으나 하지만 실제로는 쓰레기만으로 이뤄진 섬은 없다는 것을 알게되었고 자세한 내막을 도서에서 알게되니 미세 플라스틱이 되어 가라앉는다면 더욱 문제가 심화될 것 같습니다.
10. 현재 해양 쓰레기를 청소하고 있는 방법들로는 네덜란드의 비영리 환경단체인 '오션 클린업'(The Ocean Cleanup)이 해양 쓰레기 청소를 하고 있다. 2012년  창립한 이 단체는 400억의 후원금을 모아서 기술 연구 끝에 시스템001을 개발해서 2019년부터 태평양의 해양 쓰레기를 수거하는 시범 사업을 진행하였으나 시스템001은 쓰레기와 물고기를 구분하지 못하고 같이 뭉뚱그려 수거하면서 오히려 해양 생태계를 파괴한다는 비난을 들었다. 그리고 2021년 개량된 시스템002 모델부터는 이런 문제점을 개선하여 이후 연간 수 만 톤의 쓰레기를 지속적으로 수거하고 있다. ESG 문제에 대한 관심이 높아지면서 여러 글로벌 기업들이 오션클린업에 지원을 하고 있다. 그리고 독일 막스플랑크연구소 연구원 팀은 해파리 모양의 로봇 젤리피쉬봇을 개발했다. 해파리의 촉수와 같은 형태로 원동기를 이어 붙여 부피를 줄이고 전력 효율을 높여 실험 결과 젤리피쉬봇은 유사한 크기의 다른 해양쓰레기 청소용 로봇보다 높은 효율을 보였다.다. 해양 쓰레기의 70%는 해저로 가라앉는다. 깊은 바다 밑으로 가라앉는 쓰레기의 60% 이상은 플라스틱인데 분해되기까지는 수백 년이 걸린다. 사람이 작업하기 어려운 해저에서 쓰레기를 처리하는데 활약할 것이다. 젤리피쉬봇은 초 당 최대 6.1cm를 이동하며 10밀리와트의 전력으로 움직였다. 해당 전력 공급 문제가 해결된다면 젤리피쉬봇은 가까운 시일 내에 해양 쓰레기 청소부로 활약할 수 있을 것으로 기대된다.
(젤리피쉬봇:https://www.youtube.com/shorts/YDFG1viOJZY)
11. 진로가 지구과학과 관련은 없으나 진로 자체보다는 관심사인 환경과 관련된 주제를 중점으로 교과 및 환경에 관한 다양한 매체를 활용해 학습해보며 시각적인 자료를 통해 복잡한 개념을 쉽게 이해할 수 있어서 재미를 느끼면서 탐구할 수 있었습니다. 이를 앞으로 학습하는데 참고하며 학습하도록 노력해보면 좋을 것 같습니다.

2. 학번이름 : 30223전승안

3. 발표 제목 : 지진파의 종류와 그것이 인간의 건물에 미치는 영향
 
4. 지구과학 목차
1-1 ; 지구의 형성과 역장
 
5. 도서명-저자
모든 사람들을 위한 지진 이야기 -이기화

6. 교과 내용 핵심 키워드
지진파, 실체파, 진앙, 암영대, 불연속면

7. 알고 싶은 것
지진파에 대해 자세히 알고 싶다. 교과서에서는 p파와 s파의 움직임으로 어떻게 두 파장의 시간차이를 이용해 지구 내부구조를 알게 되었는지를 중점적으로 다루었는데, 인간세계에 피해를 주는 실체파가 나누어진 두가지 종류의 성질과 파괴력, 강도 등을 알고 싶다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명
지진에 대해 단순한 지식부터 어떻게 지진파를 통해 지구 내부구조를 알 수 있는지, 한반도는 지진에 어떻게 대비해야하는지 등 다양한 내용을 담고 있다. 

9. 새롭게 알게 된 것
지진파는 러브파와 레일리파로 나뉜다. 러브파는 횡파와 s파가 연결되어 발생하며, 지표면 아래로 내려갈수록 크게 감소한다. 레일리파는 일반적으로 지진파라고 할 때 볼 수 있는 파동으로, 지표면에서 파동이 반대방향으로 움직이는 역회전을 보인다. 파동은 마찬가지로 지표 내부로 갈수록 급격히 약해지는 경향을 보인다. 

10. 추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성 또는 신문기사, 도서 내용 추가)
지진파의 힘의 방향을 표현하는 것에 텐서라느 것이 사용된다는 것을 알게되었고 이에대해 찾아보는 과정이 생기게 되었다. 텐서란 학부과정 물리학에서 다루는 내용으로, 일반적인 정의로는 표현할 수 있는 모든 물리량을 나타내는 말이다. 텐서는 (m, n)로 표현되는데, m은 차원을 나타내므로 일반적으로 m = 3이다. 이때 n은 0, 1, 2, 3으로 나뉘고 n차 텐서라고 텐서를 지칭하게 된다. 하지만 0차, 1차 텐서는 각각 스칼라, 벡터라고 부릴는 것이 일반적이고, 3차텐서는 압전 효과 등의 에너지 변환을 다룰 때 사용되기에 지진에 대한 표현에서는 (3,2)텐서, 즉 2차 텐서를 사용하게 된다. 2차 텐서는 3*3 행렬로 표현되며
( aa ab ac )
( ba bb bc )
( ca cb cc )의 형태로 나타난다.

11. 마인드맵 형식으로 개념들을 연결해서 정리하고, 개념들이 현실에서도 벌어지는지 궁근하여 자연현상을 주의깊게 관찰한 경험이 있다. 예를 들어 암석의 형성과 특징에 대해 알아본 뒤 그런 돌멩이를 주운 뒤 비교해보았다.

저자는 독특한 관점으로 암흑 물질을 지구의 역사와 연결 짓는다. 암흑 물질 외에도 우주, 은하, 혜성, 소행성 등 여러 지구와 천체의 충돌에 관한 최신 발견들을 사실 여부가 확인된 것 뿐만 아니라 추측까지도 설명하면서 이를 대중문화 사회적 관점으로 접목시킵니다. 생명의 진화와 멸종에 관한 최신 발견도 소개하며 지구 운명이 우주의 조성과 긴밀하게 연결되어 있음 뿐만 아니라 더 나아가 우리를 둘러싼 모든 구조들과 관계의 놀라움과 아름다움을 깨닫게 해줍니다.

9. 우주에 존재하는 암흑 물질의 양과 형태에 따라서 앞으로의 우주의 진화 및 발전, 미래에 대한 결정을 내리는 요인이 될 수 있다. 그렇기에 우리는 정체를 밝혀내고 그 뒤를 좇으면서 현대 천문학의 발전에도 이바지 할 수 있는 등, 암흑 물질에 대한 정체를 밝히는 것이 어떠한 의의를 지니는 지 알게 되었다.

10. 암흑 물질이란 무엇인지에 대해 이미 충분한 정의가 내려져 있지만, 정확한 측정 방법은 별로 많지 않은 데다가, 확실하게 존재 여부를 측정하는 것도 어렵다. 이에 대하여 나는 암흑 물질이 실제로 존재하기는 한 건지에 대해 의문점이 들었고, 이에 대해 나와 비슷한 견해를 드러낸 학자들의 의견을 보고서, 암흑 물질이 실제로 존재하는 것이 맞는지 아닌지에 대해 자세히 조사해 보고 싶었다.
암흑 물질의 존재 여부를 우리는 단지 추측할 수 있을 뿐, 실제로 우리가 지각할 수 있는 범주가 아니기에, 우리가 암흑 물질이 존재한다고 생각하는 만큼 우리가 암흑 물질이라고 부르는 물질이 실제로는 처음부터 존재하지 않는다고 볼 수도 있다는 의미이다.
그렇기에 나는 암흑 물질의 존재에 대하여 의문점을 가지고, 과연 암흑 물질이 실존하고 있는 것인지 아닌지에 대하여 내가 생각하는 주장과 관련된 근거를 찾아보고 싶다.

[유레카] ‘암흑에너지는 없다’, K-천문학이 쏘아올린 대논쟁 / 손원제 : 칼럼 : 사설.칼럼 : 뉴스 : 한겨레 (hani.co.kr)
“암흑물질은 없다”…천체물리학계에 엄청난 파장 예측 – Sciencetimes

2. 30212 박정후

3. 지진파의 속도 공식

4. 지구물리학/윌리엄 로리

5. 파동의 사이언스

소리, 빛, 전파, X선, 지진파…의 근본 원리-일본 뉴턴프레스

6. p파, s파, 암영대, 모호로비치치 불연속면, 실체파

7. 지진파의 속도에 대한 공식을 찾아보고, 지진파와 매질에 관한 관계에 대한 이해를 높인다. 지진학에 대해서 알아본다.

8.  이 책은 지구에서 일어나는 물리 형상들에 대해서 다루고 있는데, 대표적으로 지진, 중력, 지열, 자기장 등을 다루고 있다. 그 중 내가 본 부분은 지진에 대한 내용인데, 이 부분에서는 교과서에 나온 개념인 실체파, 표면파에 대해서 자세하게 다루고,  이에 대한 반사, 굴절, 회절에 대해서도 다룬다. 이러한 지진파를 통해 알아낸 지구 내부 구조에 대해서 다루고 있으며, 지진의 규모, 진도에 대해서도 구체적인 에너지의 양을 폭탄에 비교해서 알려준다.

9. 
P파의 속도는 V= [{K +( 4/3)µ}/þ]^½ 이고, S파의 속도는 V = (µ/þ)^½ 이다. 여기에서 K는 체적탄성계수로, 어떤 물질이 압축에 저항하는 정도를 나타낸다. µ는 전단계수로, 재료가 전단력(크기가 같고 방향이 서로 반대되는 힘들이 어떤 물체에 대해서 동시에 서로 작용할 때 그 대상 물체 내에서 면(面)을 따라 평행하게 작용하는 힘)에 의한 변형에 저항하는 정도를 나타낸다. þ는 지층의 밀도이다. 공식을 보고 종합해보면 물질이 저항을 잘 할수록 변형이 작고 지진파의 속도가 빨라진다. 물질이 무르다면 쉽게 변형되고 지진파의 속도가 느려진다. 일반적으로 물질의 밀도가 증가하면 체적탄성계수와 전단계수는 증가하는데, 이에 따라 액체보다는 고체에서 지진파의 속도가 빠르다. 따라서 지구 내부의 고체 부분에서 지진파의 속도가 빠르다. 

지진은 지구의 응력과 변형 사이의 관계에 의존한다.
응력은 단위 넓이에 주어지는 힘으로 정의된다. 응력에 의해 생겨나는 상대적인 뒤틀림을 변형이라고 한다. 압축과 층밀림의 탄성 변형이 지구에서 지진파가 전달되는 방식을 결정한다. 

실체파는 지진계에 의해 탐지된다. 
P파는 압축 파동이라고도 불리는데, 땅을 이루는 물질 입자들이 지진파의 진행 방향에서 앞뒤로 운동하면서 생기는 압축과 팽창의 연속으로 이루어진다. 지각에서 약 6~7km/s이다. 지각에 도달한 P파는 대개 수직 운동을 일으킨다. 이것이 지진계에 기록되며 ,사람들이 감지하기도 하지만 대개 큰 피해를 주지는 않는다.
S파는 층밀림 파동이라고도 불리며, 층밀림 변형에 의해 일어난다. 이 파동은 진행 방향에 수직으로 일어나는 입자들의 진동에 의해 전달된다.  층밀림 파동은 수평면의 성분과 수직면의 성분으로 나뉘는데, 각각 SH파, SV파라고 한다. 이 파동의 속력은 층밀림 변형(탄성변형)에만 의지하기 때문에 P파의 58%정도의 속력으로 전달되고, 지각에서의 속도는 3.5~4km/s이다. 유체에서는 층밀림이 일어날 수 없으므로 S파는 고체에서만 전달된다. S파는 수평면과 수직면의 성분을 모두 가지므로, 수직과 수평운동을 모두 일으킨다.건물은 옆으로 흔들리는 운동에 더 취약해서 SH파는 구조물에 더 큰 피해를 준다.

10. P파와 S파의 속도에 대한 공식을 직접 유도해보고 싶다.

11. 개념들을 노트에 정리하고, 누군가에게 강의하는 것처럼 개념을 알려준다는 느낌으로 혼자 말하면서 공부하는 것이 효과적이었다.

8. https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1007171592&plink=ORI&cooper=NAVER

4. 지구과학 목차 5-4 바람의 종류
5. 도서명-저자 
6. 교과 내용 핵심 키워드  기후 예측, ai,딥러닝
7. 알고 싶은 것 
8. 교과 내용 연관 도서 설명 
9. 새롭게 알게 된 것 
10. 추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성 또는 신문기사, 도서 내용 추가) 11. 지구과학2 학습을 하면서 자신만의 노력과 학습방법을 구체적으로 적어주세요 꾸준한 복습을 통해 학습한 내용을 최대한 머리속에 저장하겠자

10. 옛날 우리나라에서 별을 관측했던 것은?

국보로 지정된 혼천의는 옛날 우리 선조들이 천체의 움직임과 그 위치를 확인하던 기구이다. 하늘의 시간을 측정하던 일종의 천문 시계 구실을 하였다. 중국에서 처음 만들었고, 우리나라에서는 삼국 시대 후기에 만들었을 것으로 생각되고 있다. 또 경주에 있는 첨성대는 별을 관측하던 천문대로, 신라 선덕여왕 때 만들어졌다. 국보이고, 동양에서 제일 오래된 천문대로 알려져 있다.
11.내 스스로 은하에 대해 배경 지식을 쌓고 시각 자료를 보고 재미를 느끼게 되었다.