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글

태양계 이야기 365 - 탑재 장비를 결정하는 중인 나사의 유로파 미션

(유로파 탐사선의 컨셉 이미지.  This artist's rendering shows a concept for a future NASA mission to Europa in which a spacecraft would make multiple close flybys of the icy Jovian moon, thought to contain a global subsurface ocean. Credits: NASA/JPL-Caltech ) ​ ​  목성의 4대 위성 가운데 유로파는 얼음 지각 내부의 거대한 바다의 존재가 유력시 되면서 과학적으로 매우 중요한 연구대상이 되고 있습니다. 만약 유로파의 바다에 아주 단순한 유기체라도 살고 있다면 우주와 생명에 대한 우리의 인식은 근본부터 변하게 될 것입니다. ​  현재까지 유로파를 가장 정밀하게 관측한 탐사선은 현재는 은퇴한 나사의 갈릴레오 우주선입니다. 나사는 그 후계자인 주노를 이미 발사해서 지금 한참 목성으로 향하는 중이지만, 유로파를 더 상세하게 관측할 차세대 탐사선을 계획하고 있습니다. ​  유로파 클리퍼라고 알려진 이 탐사선은 (최종적으로 결정된 명칭은 아님) 사상 최초로 유로파의 인공 위성이 되어 유로파의 표면과 내부 구조를 상세하게 관측할 예정입니다. ​  이전 포스트 :  ​   http://blog.naver.com/jjy0501/220281285486    앞서 소개한 것처럼 차세대 유로파 탐사선은 유로파에 근접해서 탐사를 진행할 것입니다. 그 거리는 25-2700km 정도까지 매우 낮은 고도가 될 수 있다고 합니다. 여기에 탑재될 관측 기기들은 여러 행성 과학자들이 제안한 기기들을 가운데 선택됩니다. 이렇게 제안을 받아 기기를 선택하는 것은 나사의 오랜 관행이라고 할 수 있습니다. ​  나사의 발표에 의하면 선택된 기기들은 다음과 같습니다....

나무로 만든 생분해 반도체?

​  ​오늘날 사용되는 실리콘 기반의 반도체는 20세기 후반에서 21세기 초반 세상을 바꿔놓은 주역입니다. 누구도 컴퓨터나 스마트폰이 우리 생활에 미친 영향을 부인할 수 없을 것입니다. 하지만 영원이 비슷한 소재, 비슷한 반도체만 사용할 수는 없는 일입니다. 인간의 채워지지 않은 욕구는 더 나은 프로세서를 만드려는 시도로 이어지게 되어 있습니다. ​  최근 위스콘신-메디슨 대학(University of Wisconsin-Madison )의 연구자들은 매우 독특한 방법으로 새로운 반도체 칩을 제조하는데 성공했습니다. 이들이 내놓은 것은 놀랍게도 거의 대부분 나무에서 추출한 성분으로 만든 칩입니다. ​  이 대학의 젠키앙 마 교수(UW-Madison electrical and computer engineering professor Zhenqiang "Jack" Ma)가 이끄는 연구팀은 CNF(cellulose nanofibril)라는 물질을 이용한 반도체를 개발했습니다. 일반적으로 나무에 존재하는 섬유질은 반도체의 기반 물질로 사용하기에는 너무 두껍고 다루기 어렵습니다. 그래서 이들은 셀룰로스를 매우 작은 단위의 섬유로 쪼개서 CNF 라는 대체 물질을 만들었습니다. ​  CNF는 매우 가볍고 투명하며 실리콘 결정과는 달리 쉽게 구부릴 수 있습니다. 여기에다 CNF는 기존의 전자 회로와는 달리 생분해가 가능합니다. 이는 매우 놀라운 특성으로 웨어러블 기기나 생체내에 삽입하는 형태의 기기를 개발할 때 아주 유용한 특징입니다. 물론 이외에도 더 많은 분야에서 응용이 가능할 수 있습니다. ​ ​ ​ (CNF 기반의 마이크로웨이브 디바이스를 나뭇잎 위에 올려놓은 것. A cellulose nanofibril (CNF) computer chip rests on a lea...

스스로 학습하며 배우는 딥 러닝 로봇 - 사람을 대체하는 로봇 가능할까?

​  로봇은 이미 인간을 대신해서 산업 현장에서 눈부신 활약을 하고 있습니다. 하지만 그렇다고 해서 사람이 하는 일을 모두 대신할 순 없습니다. 아주 획일적인 반복작업은 로봇이 대신할 수 있겠지만, 조금만 복잡한 일이 되더라도 사람을 대신하기 힘들기 때문입니다. ​  예를 들어 동일한 부위에 용접을 하거나 나사를 조이는 일은 산업용 로봇이 충실히 이행할 수 있는 일이지만, 레고 블럭 두개를 던저주고 알아서 조립하라고 하면 현재 이 일을 충실히 수행할 만한 로봇은 거의 찾아볼 수가 없습니다. ​  인간은 추상적인 사고가 가능하기 때문에 '이걸 이렇게 끼우면 되겠다' 라는 생각을 할 수 있지만 로봇은 할 수 없기 때문입니다. ​  하지만 이것 역시 과거 로봇은 할 수 없었다로 바뀔지도 모릅니다. 현재 전 세계적으로 큰 붐이 일고 있는 딥 러닝(deep learning)은 컴퓨터로 하여금 추상적인 사고를 가능하게 만들 잠재력을 지니고 있습니다.  ​  딥 러닝에 대해서 참고할 네이버 캐스트  :  ​   http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=122&contents_id=64183  딥 러닝은 아직 시작단계이지만 미래에는 우리의 삶과 산업 현장을 영구히 바꿀 수 있는 잠재력이 있습니다. UC 버클리(UC Berkeley)의 연구자들은 최근 신경 네트워크 기반 딥 러닝 기술을 응용한 로봇인 브렛(BRETT : Berkeley Robot for the Elimination of Tedious Tasks)를 공개했습니다. ​  이 로봇은 딥 러닝을 이용해서 스스로 배우면서 일을 해나갈 수 있습니다. 이 내용은 사실 말로 설명하는 것보다 동영상으로 보는 것이 더 이해가 빠를 것 같습니다.   (브렛과 UC 버클리의 연구자들....

달에서 채굴하기 - 나사 Resource Prospector

 미래를 소재로 한 SF 영화나 만화에서는 달 표면을 분주히 오가며 자원을 채취하는 로봇들이 등장합니다. 비록 현재까지는 지구 이외의 천체에서 자원을 채취하는 로봇은 존재하지 않지만, 가까운 미래에는 가능할지도 모릅니다. 나사가 이를 위한 자원 탐사 미션 Resource Prospector Mission (RPM)을 추진중에 있기 때문이죠.   이 미션은 글자 그대로 자원을 탐사하는 것이 중요한 임무입니다. 하지만 찾는 자원은 금이나 철광석 같은 광물이 아닙니다. 달이든 화성이든 간에 미래 인류이 유인 탐사와 정착에 반드시 필요한 물질인 물을 찾는 것이 이 임무의 가장 중요한 목표입니다. ​ ​ (자원 탐사 미션의 상상도. 달을 배경으로 한 모습.   In this concept image, a resource prospector carrying a RESOLVE payload roves on the lunar surface. Image Credit: NASA )  (동영상) ​  임무의 목표는 간단합니다. 작은 로버에는 달의 땅을 팔수 있는 드릴이 달려있습니다. 로버는 필요한 자원 (특히 얼음 상태의 물)이 있을 만한 곳을 탐사한 후 직접 땅을 파서 시료를 채취합니다. 그리고 내부에 있는 오븐 같은 장치로 이를 증발시켜 실제 어떤 물질이 존재하는지 분광기를 이용해서 검증하게 됩니다.  나사가 기대하는 물질은 물은 물론이고 수소, 헬륨, 메탄, 암모니아, 일산화탄소 등 다양합니다. ​  이 장치는  Regolith and Environment Science and Oxygen and Lunar Volatile Extraction (RESOLVE)라고 명명된 시스템으로 달 자원 탐사 미션의 핵심...

인류는 결국 해결책을 찾을 것인가? - 기후 변화를 막기 위한 21차 당사국 총회

(2014년 온도 이상 분포.  This color-coded map displays global temperature anomaly data from 2014.  Image Credit:  NASA's Goddard Space Flight Center )  지구의 기온은 산업 시대 이후 거의 섭씨 1도에 근접할 만큼 상승했습니다. 2014년 지구 평균 기온은 실측 사상 최고 수준을 기록했습니다. (  http://blog.naver.com/jjy0501/220242987755  참조) 대기 중 이산화탄소 농도는 직접적으로 측정한 빙핵 코어 데이터를 기준으로 100만 년만에 처음으로 300ppm도 넘어 400ppm에 도달했습니다. (아래 이전 포스트 참조)   http://jjy0501.blogspot.kr/2015/05/a-milion-years-old-icecore.html   http://jjy0501.blogspot.kr/2015/05/Monthly-global-CO2-reach-400ppm.html    과학자들은 그 원인이 인류의 활동, 특히 화석연료 소비 때문이라는데 매우 높은 수준의 합의를 본 상태입니다. 따라서 이를 막기 위한 국제적 노력이 필요하다는 주장이 이미 수십 년 전부터 있어왔지만, 최근까지도 실제 감축을 위한 노력은 정말 지지부진했습니다. ​   1992년에  브라질 리우데자네이루에서 열린   유엔환경개발회의( UNCED)에서 각국 대표들은 기후 변화를 막기위한 국제적 공조의 약속을 했고 이는 1995년 1차 UN 기후변화협약 당사국총회(UNFCCC COP1)가 독일 베를린에서 개최되는 결실을 맺었습니다. 그리고 1997년 교토에서 열린 3차 당사국총회에서 교토 의정서(Kyoto Protocol)이 ...

우주 이야기 334 - 우주에서 가장 밝은 은하

(은하  WISE J224607.57-052635.0 의 개념도. 출처: 나사    This artist's concept depicts the current record holder for the most luminous galaxy in the universe. The galaxy, named WISE J224607.57-052635.0, is erupting with light equal to more than 300 trillion suns. It was discovered by NASA's Wide-Field Infrared Survey Explorer, or WISE. The galaxy is smaller than the Milky Way, yet puts out 10,000 times more energy. Scientists think that a supermassive black hole at the center of this dusty galaxy is busily consuming gaseous material in a colossal growth spurt. As the gas is dragged toward the black hole, it heats up and blasts out visible, ultraviolet and X-ray light. The dust swaddling the galaxy absorbs this light and heats up, radiating longer-wavelength, infrared light. The dust also blocks our view of shorter, visible-light wavelengths, while letting longer-wavelengths through. This is similar to what happens when sunlight streams through our dusty atmosphere, produc...

FDA가 급성 방사선 증후군의 치료제를 승인하다

(필그라스팀의 구조. European Bioinformatics Institute and one more author -  www.ebi.ac.uk  )   미국 FDA와 메릴랜드 의대( University of Maryland School of Medicine (UM SOM) )가 공동 연구를 통해서 첫 번째로 FDA에서 승인된 급성 방사선 증후군( Acute radiation syndrome (ARS) )에 대한 치료제를 승인했습니다. 사실 치료제 자체는 완전 새로운 약이 아니라 이전부터 널리 사용되었던 약물입니다.   이 약물은 필그라스팀(상품명 뉴포겐)  Neupogen®(Filgrastim) 으로 지난 1991년 항암 치료 중 호중구감소증(neutropenia)을 치료하기 위한 목적으로 승인되었습니다. 이 물질의 약리기전은 골수에서 호중구 생산을 촉진하는 것으로 과립구 콜로니 자극인자 granulocyte colony stimulating factor (G-CSF)라고 불리는 물질이기도 합니다.   항암제의 가장 흔한 부작용 가운데 하나는 정상 세포도 같이 억제하는 것입니다. 이 중에서 골수는 흔히 억제 되는 장소가운데 하나로 골수가 억제되면 당장에는 큰 증상이 없지만 시간이 지난 후 우리몸에 반드시 필요한 백혈구 등 세포 성분이 줄어들어 감염에 취약해지는 문제가 생길 수 있습니다. 당장에는 혈액 속에 있는 백혈구가 있으니까 어떻게든 버티지만 시간이 지나면서 보충이 안되는 것이죠.   호중구는 사람 혈액에서 백혈구의 절반을 차지하는 매우 흔한 백혈구입니다. 체내에 침입한 세균을 격퇴하는데 매우 중요한 역할을 하기 때문에 호중구가 부족하면 감염에 취약해집니다. 이와 같은 일은 항암 치료에서만 생기는 것이 아닙니다. 강력한 방사선에 노출되는 경우 인체에서도 발생할 수 있습니다.   급성 방사선 ...