3. 원천기술별 세부 계획
3.2. 지능형 해양환경 상시 관측기술 (관측플랫폼)
○ 해양관측소 설치, 보수, 유지관리 표준화
- 자동 수직프로파일러의 설치, 회수, 보수, 유지 관리하기 위한 기술 확보 - 해양관측소 설치, 보수, 유지관리를 위한 표준운영지침(SOPs)를 개발 - 개별 측정센서별, 장비별, 모델별 유지관리 표준운영지침 개발
3.2.2. 웨이브 글라이더 가) 목표
○ 웨이브 글라이더를 활용하여 자동항법으로 실증단지 표층 해역 탐사
나) 추진 방향 및 내용
○ Liquid Robotics사의 웨이브 글라이더를 도입하여 관측센서를 장착
○ 웨이브 글라이더의 자체 동력을 활용하여 수중 시료를 채집, 농축할 수 있는 채수장치 개발
○ 웨이브 글라이더를 활용해 자동 항법으로 해역에서 이동 관측 실시
3.2.3. 벤틱랜더 가) 목표
○ 수중에서 해저 퇴적물로 유입되는 유기물의 유입량, 퇴적물 표면에서 재광물화 과정을 거치는 유기물의 양, 수층과 교환되는 영양염, 그리고 퇴적물로 매몰되는 유기물의 양의 전체적인 수지(mass budget)을 추정
나) 추진 방향 및 내용
○ 가두리 어류 양식장에서 먹이로 공급되는 유기물중 어류의 성장에 이용 되지 않고 저층으로 유입되는 잉여 유기물로 인한 해양환경영향을 정량 화하기 위해 해저 퇴적물로 유입되는 입자성 물질의 플럭스를 추정
- 과잉 공급 유기물로 인한 저층의 산소 소비 및 분해된 유기물에서 나온 질 소와 인 등의 영양염류에 의한 수층의 식물플랑크톤 성장 기여도 파악 - 어류 양식장 및 수하식 패류 양식장에서 양식생물로부터 배출되는 분변,
debris (biodeposit)등으로 인해 및 퇴적환경 영향 규명
○ 입자포획기(sediment trap)를 이용, 수중에서 침강하는 입자물질을 채집
[그림 3-2] 입자포획기
○ 유기물의 분해 및 물질의 공급량 측정을 위해 현장 배양기기인 benthic chamber를 설치 운용
- 퇴적물 표면에 면적과 챔버의 높이를 알고 있는 용기를 삽입한 후 일정 시 간동안 챔버내에 용존산소 및 영양염의 변화량을 측정
- 코아 배양보다 넓은 면적을 배양할 수 있고, 현장의 수온 및 압력을 반영할 수 있어 참값 측정 가능
[그림 3-3] Unisense사의 연안용 benthic chamber
○ 퇴적물 단면 촬영장비(sediment profile imaging camera)를 활용하여 저 서동물에 의한 퇴적물 내부 및 수층에서의 퇴적물 교란(bioturbation)을 측정
- 퇴적물의 교란활동은 퇴적물 내부의 산화-환원의 특성을 변화시키고, 퇴적 물-해수 경계면에서 교환되는 용존 물질의 플럭스를 증가시킴
- 퇴적물 내부를 촬영하여 저서동물의 교란영향, 퇴적물의 산화-환원의 상태, 퇴적물의 유기물 오염상태 파악
- 촬영시 윈도우에 특정물질과 반응하는 형광물질을 코팅한 평면광센서를 장 착하여 산소, 암모늄, 이산화탄소, 용존 망간 및 철을 측정
[그림 3-4] 현장용 퇴적물 단면 촬영 장비(sediment profile imaging camera)
3.2.4. 헬리카이트 / 드론 가) 목표
○ 원격탐사장비를 활용하여 해수표면에서 공간 분포 측정
나) 추진 방향 및 내용
□ 헬리카이트
○ 헬리카이트는 전 세계에 적용되는 디자인 특허를 보유한 헬륨풍선과 연 의 비행원리가 결합된 비행기구로 헬륨가스를 주입하여 공기보다 가볍 고, 바람에 의해 밀려 올라가는 공기역학적인 원리를 이용해 어떤 악천 후에서도 안정된 고도를 유지할 수 있음
○ 헬리카이트는 아주 안정되고 내구성이 강하여 다른 무인비행기구에 비해 관측장비 등의 탑재 성능이 탁월함. 조작하기 간편하여 육상이나 해상에 서 기상상태 등의 영향을 받지 않고 신속하고 안전하게 설치할 수 있음
○ 해양과학기술원 해양위성센터에서는 통영 해상과학기지에 360°카메라, 광학카메라, 열화상카메라를 탑재한 헬리카이트를 설치하여 해수환경변 화를 모니터링하는 연구를 수행함
항목 헬리카이트
길이 3.5m
폭 2.5m
페이로드 500 Kg max
운용 반경 고도에 따라 다름
비고
[표 3-2] 해양위성센터에서 운영 중인 헬리카이트 사양
구성도 시스템 사진
[그림 3-5] 헬리카이트 시스템구성도
□ 드론
○ 해양과학기술원 해양위성센터에서는 2017년에 고고도 비행기 가능하고 장기체공이 가능하고 안정성이 높은 중형 무인항공기를 도입 예정 - 도입 예정인 REMO-H는 중형 무인항공기로 가솔린 연료를 사용하여 체공
시간 50분 이내에 운용될 수 있기 때문에 기존의 초소형(micro) 무인항공기
보다 넓은 영역에 대한 정밀 감시 가능
- 탑재 허용 중량이 10 kg으로 해양환경모니터링을 위한 미션 센서 탑재가 가 능하고, 해양사고 발생 시 비상용 구조물품의 운송이 가능
○ KIOST에서 도입 예정인 중형 무인항공기 비행체의 주요 사양
- 기체크기 : 1990 * 4.4 * 621mm (전장*전폭*전고)
- 메인로터 직경 : 2306mm, 비행고도 : 500m, 운용거리 : 5km, 체공시간 : 50분 - 이륙중량 : 40kg, 임무중량 : 10kg
- 사용연료 : 가솔린
- 비행모드 : way point pre-flight
- 통신두절 시 안전귀환 및 자동착륙 가능 - 자동항법기능 보유/GPS 기반 자동비행 가능
속도/고도/방향 제어 가능 자동 호버링
조종사 반자동 비행 가능
항목 Aisa EAGLE II
Spectral range 400 -1000 nm Spectral band 최대 488 band
Spatial pixels 1024 pixel
Swath Width 1,024m (운항고도 1,500m) 2,048m (운항고도 3,000m)
Ground Resolution 1m (운항고도 1,500m), 2m (운항고도 3,000m) Data Interface 12bit Cameralink
[표 3-3] 중형무인항공기에 탑재 예정인 초다분광 센서 사양