한반도 상공의 고층대기 중간 자외선 대기광 측정을 위한 KSR-III 대기광도계 제작

Abstract

한반도 상공의 중간 자외선 대기광을 측정하기 위해 3단형 과학로켓(KSR-III)에 탑재될 대기광도계(Airglow Photometer, AGP)가 제작되었다. 대기광도계 비행 모형(FM)은 4-channel로 이루어져 100km~300km 구간의 중간 자외선 영역의 OI 2972<TEX>${\AA}$</TEX>, <TEX>$N_2$</TEX> VK(0,6) 2780<TEX>${\AA}$</TEX>, <TEX>$N_2$</TEX> 2PG 3150<TEX>${\AA}$</TEX> 대기광과 배경으로 3070<TEX>${\AA}$</TEX>을 지평선 방향으로 측정하게 된다. 대기광도계는 광도계 본체, 차폐경(Baffle), 전자제어부, 전원공급기로 구성되어 있다. 광도계 본체는 협대역 간섭 필터를 통해 선택된 파장의 대기광을 직경 2.5cm 렌즈로 초점면에 설치된 실틈(slit)을 통해 자외선 감지용 광전증배관으로 진입시키는 구조로 되어있다. 비행중 영점 측정을 위해 초점면 실틈 뒤편의 회전판에 영점광원을 설치하였다. 차폐경은 저충대기로부터 산란되는 태양광이 광도계로 진입하지 못하도록 성능을 최적화하여 설계 제작되었다. 대기광도계 비행모형의 지상 테스트로서 각광도계의 성능 테스트 및 감응도, 영점 측정 등을 실시하였다. 대기광도개가 미약한 빛을 감응하도록 제작되었기 때문에 국내에서 신뢰도를 갖고 절대 감응도를 결정할 수 없었다. 그러나 대기광도계 각 channel 간 상대 감응도 측정값은 안정되게 측정되었기 때문에, 추후 로켓 비행시 측정한 자료를 신뢰성있게 분석할 수 있을 것으로 기대된다. We have constructed two flight models of airglow photometer system (AGP) to be onboard Korea Sounding Rocket-III (KSR-III) for detection of MUV dayglow above the Korean peninsular. The AGP system is designed to detect dayglow emissions of OI 2972<TEX>${\AA}$</TEX>, <TEX>$N_2$</TEX> VK(0,6) 2780<TEX>${\AA}$</TEX>, <TEX>$N_2$</TEX> 2PG 3150<TEX>${\AA}$</TEX> and background 3070<TEX>${\AA}$</TEX> toward the horizon at altitudes between 100 km and 300 km. The AGP system consists of a photometer body, a baffle an electronic control unit and a battery unit. The MUV dayglow emissions enter through a narrow band interference filter and focusing lens of the photometer, which contains an ultraviolet sensitive photomultiplier tube. The photometer is equipped with an in-flight calibration light source on a circular plane that will rotate at the rocket's apogee. A bane tube is installed at the entry of the photometer in order to block strong scattering lights from the lower atmosphere. We have carried out laboratory measurements of sensitivity and in-flight calibration light source for the AGP flight models. Although absolute sensitivities of the AGP flight models could not be determined in the country, relative sensitivities among channels are well measured so that observation data during rocket flight in the future can be analyzed with confidence.