Standard Specification for Lunar Regolith Simulant Oxide Composition and Particle Size Distribution

Abstract

세계 선진 우주국에서는 2020에서 2030년경을 목표로 다양한 유/무인 달 탐사 임무들이 계획되어 있다. 이를 위해 다양한 기술개발 사업들이 수행되고 있거나 수행될 예정이다. 이러한 기술들은 달 탐사 임무 목적지의 토양에서 기술 검증이 필요함에 이와 유사한 성질을 가진 지구상의 토양을 이용한 달 복제토가 필수이다. 그러나 달과 지구의 환경은 매우 다르기에 다양한 달 토양의 특성을 지구상의 물질로 유사하게 만든다는 것은 상당히 어려움이 있다. 그러므로 기술 시험 및 검증을 위한 달 복제토 표준이 요구되는 시점이며 이를 이용한 복제토 평가방법 또한 요구된다. 따라서 본 연구는 달 복제토의 가장 근본적인 두 가지 물성인 산화물 조성과 입도분포에 대한 표준을 제안하고 이를 이용한 달 복제토 평가방법을 제시하고자 한다. 본 연구는 아폴로 달 토양 샘플의 물성들과 기존 달 복제토를 문헌조사하여 그 데이터를 취합 분석하였다. 이를 바탕으로 달 토양의 특성을 평가하고 이의 영향인자를 분석하여 향후 달 복제토 개발에 참고할 표준 규격을 제시하였다. 제안한 규격을 바탕으로 달 복제토 개발에 참고할 평가방법을 제안하며 이를 이용한 사례연구를 하였다. 본 연구 결과는 향후 달 복제토 개발 표준의 기초가 될 것이며 이를 바탕으로 향후 임무들에서 수집되는 달 토양 특성 데이터의 업데이트가 가능하다.; From now to 2020 and 2030s numerous manned/unmanned lunar exploration missions are planned. For these missions, various critical technology development is ongoing and planned. These technologies require validation of system which interact or utilize soil or regolith of the target location. Thus, there is an increase demand of planetary regolith simulant which mimic the properties of the target location material with Earth material. However, developing a lunar regolith simulant is difficult and tricky as there are lot of properties to simulate in different categories. Therefore, there is a need of establishment of traceable standards for lunar regolith simulant which is important for comparative testing and technology qualification. Standard or method to evaluate the various simulants is also required. Thus, the study focuses on establishing a standard to assess two fundamental properties to develop lunar regolith simulant 1) chemical composition, especially oxide composition, and 2) particle size distribution. The research reviews the lunar regolith formation and the lunar sample studies to understand the regolith itself and its properties. And overview lunar regolith simulant studies to understand what were the evidence they follow to develop and if they were reasonable. Data of the past lunar sample chemical composition and particle size distribution are collected and analyzed to understand the nature of the lunar regolith and a model is provided as an index for a reference to develop lunar regolith simulant. An evaluation method for lunar regolith simulant quantitative assessment will be established based on the index of the result of the data analysis of the lunar samples, and examples using the method to compare previous lunar regolith simulants will be provided. The study contributes to the development of foundation for lunar regolith simulant standard, reference for lunar regolith information future updates, and reduce difficulty of lunar regolith simulant production