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천체우주분야

디지털 대전환 시대 국가 과학기술혁신을 위한 초고성능 국가 데이터 네트워크, KREONET

ASTRONOMY & SPACE OBSERVATION

우주 관측장비와 해외 관측장소에서의 천문자료의 특성은 관측 시간에 따라 지속적으로 증가하는 대용량의 데이터입니다. 이러한 관측데이터를 실시간으로 안정적이게 송수신할 수 있는 환경구축은 천체우주연구에서 매우 중요합니다.
KREONET과 GLORIAD를 통한 실시간 관측데이터의 전송과 안정적 관측장비 공유환경은 천체우주연구의 범위와 정밀성의 제고에 기여합니다.

  • 국내외 협업기관

    천문연구원, KISTI, 연세대학교, 이화여자대학교

    IAP, Hull 대학

    • 1.3

      전송량(연간)PB

    • 8

      참여연구원

    • 2

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 세계 최대의 우주론 은하형성 시뮬레이션 분석
    • 초기 우주에서의 은하 형성과 모양에 대한 연구
    • 초거대질량블랙홀 쌍의 융합을 통한 중력파 연구
    • 은하단 자유별들의 공간적, 역학적 성질 연구

    연구망 활용

    • Horizon Run 5, CUBE-HR, LAE-HR 의 결과를 첨단망을 이용하여 고등과학원으로 전송
    • 세계 최고 유체역학 우주론 시뮬레이션 결과 전송
    • 총 1.3 페타바이트 정도의 시뮬레이션 데이터를 10Gbps 첨단망을 통해 전송

    연구망 활용 성과

    • 10Gbps 급의 첨단망을 이용하여 거대 시뮬레이션 데이터를 전송할 수 있었으며, 첨단망 지원없이는 시뮬레이션 결과 분석과 저장을 수행할 수 없었을 것으로 판단
    • 첨단연구망은 국가적인 거대 과학계산 수행을 위한 필수요소로 판단함
    • 초고성능 네트워크를 통해 여러 국가기관의 컴퓨팅 장비를 효율적으로 사용할 수 있었으며, 이는 국가 초고성능 컴퓨팅 활용에 있어서 매우 중요한 지표임
    • 미국과 유럽의 최대 시뮬레이션 보다 10배 이상의 규모를 수행하였으며 우리나라의 연구 수준을 증명함
    • IBS 기초과학연구원 주최 공모전 동상 수상
    • 근우주의 은하 생성 및 진화 연구를 위한 세계최대급의 우주론적 수치모의실험 과제 수행
    • 라이만 알파 방출 천체와 원시 은하단의 생성 수치모의실험과 협역필터 관측에의 응용 과제 유발
    • 유체 수치실험을 이용한 원시 은하단 탐색과 은하단 환경에서 은하의 진화 이해 과제 유발
    은하형성과 진화이론을 재현한 세계최대규모 실험 언론보도
    세계 최대 시뮬레이션(LAE-HR, CUBE-HR) 결과
    중성미자 지하검출시설 구축 및 중성미자검출기
  • 국내외 협업기관

    공군기상단

    스탠포드 대학

    • 1,500

      전송량(일간)GB

      45

      전송량(월간)TB

      500

      전송량(연간)TB

    • 19

      참여연구원

    • 4

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 우주환경 연구 빅데이터 네트워크 구축 및 운영
    • 한국 SDO 데이터센터 운영
    • 우주환경 연구 데이터 시스템 운영

    연구망 활용

    • 한국 SDO 데이터 센터를 운영하여 SDO 위성 데이터 전송
    • 우주환경 연구데이터시스템을 통해 공군기상단에 우주환경 데이터 전송
    • 공군 계룡대의 전리권 관측기인 VHF 레이더의 데이터를 실시간으로 전송받는 시스템 구축
    • 미국 스탠퍼드 대학과 NASA로부터 연구용 SDO 데이터와 일반 웹서비스 데이터를 전송

    연구망 활용 성과

    • 한국천문연에서 공군기상전대에 태양 및 우주환경 데이터를 제공하고 있으며, 기존 상용망에서는 대역폭한계로 데이터를 충분히 주고 받을 수 없었음
    • 우주환경 관측 데이터의 빅데이터화가 뚜렷해지고 있으며, 데이터 용량뿐 아니라 관리 및 처리를 고려할 때 첨단연구망 서비스는 필수적인 인프라로 활용 중
    • 딥러닝 기반 태양 이벤트 자동 검출 연구 수행
    • 고용량의 SDO 위성데이터를 안정적으로 전송받아 태양 연구에 활용 가능
    • 공군에서 활용하는 우주환경 데이터(태양 및 근지구 우주환경 데이터)를 안정적으로 제공하여 유관연구 활성화
    중성미자 지하검출시설 구축 및 중성미자검출기
  • 국내외 협업기관

    항공우주연구원

    • 100

      전송량(일간)GB

      3

      전송량(월간)TB

      40

      전송량(연간)TB

    연구 목적/내용

    • 고정밀 국토위성정보 생산을 위한 수집기술 개발연구
    • 국토관측위성 관측데이터 직수신을 통한 위성정보 기반기술 개발
    • 고정밀 국토위성정보의 효율적인 활용을 위한 기초 및 응용 기술 개발
    • 국토위성발사에 따른 시범운영
    • 국토위성센터 본격 운영에 따른 전지구 공간정보 구축

    연구망 활용

    • 국토위성 관측데이터 송수신
    • 국토위성발사 이후 국토위성센터 지상국 시스템 Full-chain test용 150GB 국토영상정보 수신 및 촬영 계획 파일 송신
    • 국토위성센터 본격운영 이후 전지구 공간정보 구축을 위해 약 1.5TB의 국토위성정보 수신 및 국토위성 촬영계획 파일 송신
    • 한국항공우주연구원으로 수신된 대용량 관측데이터 실시간 전송

    연구망 활용 성과

    • 국토관측위성 영상자료의 신속한 처리 및 분석
    • 위성영상 기반의 융복합 기술 극대화
    • 국토위성정보 수집 및 활용기술 개발 R&D 연구사업 유발
    • 국토위성센터와 한국항공우주연구원 간 위성정보 전송경비 절감
    • 준실시간 위성정보 직수신을 통한 업무의 효율성 및 안정성 향상
    • 신속한 데이터 전송 및 처리를 통한 위성정보 활용 효율 극대화
    • 위성정보 관련 기반 및 응용기술의 발전과 위성정보 관련 전문인력 양성 및 학술활동 역량강화
    • 안정적이고 신속한 국토위성정보 송수신을 통해 위성기반 전지구 공간정보 구축 업무 효율성 극대화
    • 위성정보 활용 기술개발을 통한 융복한 산업 및 고부가가치 신산업 창출 기여
    국토위성 지상국 운영체계
    국토위성 영상처리 방법
    국토위성 영상처리 전/후 비교
  • 국내외 협업기관

    국토지리정보원, 연세대학교, 울산대학교, 서울대학교 등 9개 기관

    JIVE 상관센터, ASC, 막스플랑크전파연구소 등 32개 기관

    • 3,500

      전송량(일간)GB

      1,060

      전송량(월간)TB

      10.6

      전송량(연간)PB

    • 36

      참여연구원

    • 21

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • KVN 핵심 과학연구 및 legacy 프로그램
    • 활동성은하핵의 감마선 기원 및 플라즈마 물리 연구
    • 민기형 별의 4주파수 대역 메이저원 모니터링 연구
    • 국내 측지 VLBI 연구
    • 한일/동아시아 국제 공동 VLBI 관측연구
    • 유럽, 국제 mm-VLBI 관측 및 러시아 우주 VLBI 연구

    연구망 활용

    • KVN 관측 데이터 e-shipping/e-VLBI 활성화
    • gridftp 및 m5copy를 이용한 KVN VLBI 관측자료 전송
    • 유럽 및 국제 VLBI 네트워크(EVN, GMVA, RA 등) 공동관측 자료 전송
    • EHT 및 EAVN hi 국제공동연구협력 관측 데이터 전송

    연구망 활용 성과

    • 첨단망을 이용한 과학연구분야 확장
    • 실시간 e-VLBI 활성화를 통한 rapid response science 기반 준비
    • 첨단망을 이용한 광대역/고감도 VLBI 관측연구 선도
    • 국제 공동관측 및 Extended-KVN 관측 확대
    • 사상 최초 EHT 블랙홀 다파장 관측
    • 초소형 3채널 우주전파 수신기 개발 및 이탈리아 수출
    • 초대질량블랙홀을 이용한 우주의 새로운 표준촛불 후보 발견
    • 광대역 VLBI 기반 시공간 측정 정밀도 한계극복을 위한 선행연구 유발
    활동은하핵 3C 84를 포함하고 있는 은하 NGC 1275
    EHT M87 블랙홀 다파장 관측
    초거대블랙홀 열점 연구
  • 국내외 협업기관

    국토지리원, 환경위성센터, 해양위성센터, 과기정통부 등

    KSAT, DLR, NOAA, CONIDA, CONAE 등

    • 500

      전송량(일간)PB

      14.65

      전송량(월간)TB

      5.22

      전송량(연간)PB

    연구 목적/내용

    • 다중위성의 안정적인 임무운영과 활용
    • 근접 우주물체 충동 감시 및 24시간 위험 분석
    • 국가우주자산을 이용한 지속적인 위성정보서비스 제공
    • 차세대 연구망을 활용한 국가위성 지상 네트워크 구축

    연구망 활용

    • 위성의 관측성능 향상 및 위성영상의 처리, 분석기술 제공
    • 국토개발, 도시계획, 재난재해관리, 자원탐사 등 다양한 분야에 위성영상 제공
    • 세계 주요 지상기지를 활용한 국가 위성정보의 수신량 확보 및 적시 공급
    • 첨단연구망, 범용연구망, 글로벌협업망을 활용한 국가위성 지상 네트워크 구성
    • 다중위성 통합운영체계를 통한 재난 관리 활용
    • 동일 지역의 긴급영상 획득 시 최적 촬영계획 기반의 위성정보 획득

    연구망 활용 성과

    • 국가위성 지상 네트워크 인프라 구축
    • 첨단연구망을 활용한 위성영상 데이터 원격지 수신 및 전송체계 확보
    • 고해상도 위성영상의 고속 대용량 데이터전송이 가능한 연구환경 구현
    • 국가 주요 기관과의 위성영상 데이터를 공동활용할 수 있는 업무환경 구현
    • 국가 위성정보 보급 및 활용 전담기구로서의 역량 강화
    • 고해상도 위성영상과 다양항 위성센터 정보의 수요증가에 대해, 첨단연구망 기반의 직시 정보 제공 환경 구현
    • 다중위성시대를 대비하여 국가위성정보의 전략적인 통합적, 체계적 관리 및 활용 방안을 마련하여 미래성장동력 기반 확보
    • 국가위성 지상 네트워크 구축 및 차세대 연구망 기술적용 MoU 체결
    • 위성임무관제사업, 국가위성통합운영시스템 개발사업 및 위성정보활용협의체 영상정보 서비스 제공사업수행
    국가 우주자산의 운영체계 고도화
    우주단계별 국가발전계획
  • 국내외 협업기관

    CTIO, SSO, SAAO

    • 690

      전송량(일간)GB

      208.3

      전송량(연간)TB

    • 6

      참여연구원

    • 45

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • KMTnet 광시야 관측시스템 운영
    • 외계행성 발견 등 과학연구 활용

    연구망 활용

    • 남반구 3개 관측소(호주, 남아공, 칠레)의 KMTNet 광시야 관측시스템 구축
    • 24시간 연속 관측 자료를 첨단망을 통해 실시간 전송
    • 관측자료에 대한 실시간 측광파이프라인 처리
    • 총 208.3TB 크기의 관측자료 실시간 전송 및 실시간 자료처리
    • 2021년 칠레 CTIO와 총 57.1TB 데이터 송수신(평균 전송속도 78.2Mbps)
    • 2021년 호주 SSO와 총 34.8TB 데이터 송수신(평균 전송속도 384.28Mbps)
    • 2021년 남아공 SAAO와 총 41.6TB 데이터 송수신(평균 전송속도 40.29Mbps)

    연구망 활용 성과

    • 첨단망을 이용한 실시간 초고속 자료전송을 기반으로, 외계행성 탐색연구의 원활한 수행 가능
    • 대용량의 관측자료의 실시간 전송이 가능해짐에 따라, 관측소가 아닌 연구소에서 직접 관리 및 보관
    • 전산자원의 연구소 설치에 따른 집중관리 가능
    • 관측자의 장비 관리 부담 경감
    • 미시중력렌즈 방법을 통하여 비용 절감
    나홀로 행성 발견 언론보도
    중력렌즈 사건의 실시간 검출
  • 국내외 협업기관

    국토지리정보원, 한국천문연구원

    • dark fiber 활용

      전송량

    • 5

      참여연구원

    연구 목적/내용

    • VLBI를 이용한 광시계 비교를 위한 기초연구 수행
    • 원자시계로부터 생성된 주파수를 이용한 한반도 VLBI 측정 및 평가

    연구망 활용

    • 광섬유 이용 KRISS 수소메이저 신호를 세종우주측지센터로 잡음없이 전송
    • VLBI 관측을 위한 KRISS-KISTI-세종우주측지센터 총길이 50km 광섬유망 구축
    • 광섬유망을 통한 초정밀 원자시계 신호 저잡음 전송 달성
    • KRISS 원자시계로부터 생성된 안정된 기준신호를 신호의 품질저하 없이 전송

    연구망 활용 성과

    • 전송된 RF신호 이용 VLBI 관측용 시스템 구성
    • 세종의 수소메이저와 전송된 수소메이저를 이용하여 VLBI 관측 2회 달성
    • KVN-세종 고주파수 관측을 통해, 시간지연 잔차 25.2ps 달성
    • VLBI 측정의 성공적인 수행을 통한 광시계 비교 가능성 증명
    • 첨단연구망의 Dark fiber을 이용하여 원자시계의 안정적인 신호전송을 통해 정밀한 VLBI 측정 달성
    • 기존에는 알수없었던 세종우주측지센터 내 수소메이저 안정도 성능평가 달성
    • 저잡음 주파수 전송기술과 VLBI 측정기술을 접목하여 대륙간 초정밀 광시계비교 수행 및 초의 재정의 기여
    • 광대역 VLBI 기반 시공간 측정 정밀도 한계 극복을 위한 선행연구 과제 유발
    • 광시계 및 VLBI 안테나 간 광섬유망을 갖춘 이탈리아와 대륙간 광시계비교 가능성 타진
    • 한-이탈리아 공동 워크숍 개최
    광섬유 이용 RF 주파수 전송 개략도
    수소메이저 실험장비
    ICRF3 K-band 천체 분포
    KRISS-KISTI-세종 광섬유 연결
  • 국내외 협업기관

    우주측지관측센터, 한국천문연구원

    상하이천문대, 일본지리원 상관처리센터, 태즈매니아 대

    • 2

      전송량(일간)GB

      6

      전송량(월간)TB

      6

      전송량(연간)TB

    • 6

      참여연구원

    연구 목적/내용

    • VLBI 공동관측 데이터를 이용한 국내 VLBI 위치좌표 산출 연구
    • 국내 VLBI 관측을 통한 천체의 초미세구조 분석
    • 국제 공동관측 데이터를 이용한 VLBI 위치기준이 되는 VLBI 안테나의 mm급 정밀좌표 산출
    • 국제 VLBI 관측연구를 통한 지구회전운동 변화량 측정 연구
    • 국가 주요 연구 장비를 이용한 시공간 극한 정밀도 측정 관련 연구

    연구망 활용

    • 고성능 네트워크를 이용한 한국천문연구원 및 국제 데이터처리센터로 대용량 VLBI 관측데이터 준실시간송수신

    연구망 활용 성과

    • 국내외 VLBI 대용량 관측데이터 전송의 안정성 확보
    • 고성능 첨단연구망을 활용한 VLBI 활용 연구 효율 극대화
    • 국내외 VLBI 측지 천문연구 활용 극대화
    • 지구위치기준 및 지구물리 연구를 통한 수천 km 거리를 mm수준의 정밀도로 측정 달성
    • 국내 우주측지관측센터와 한국천문연구원간의 VLBI 공동관측데이터 전송 경비 절감
    • 중국, 일본, 호주 등 국제 VLBI 공동관측데이터 전송 경비 절감
    • 준실시간 관측데이터 확인을 통한 시스템 안정성 향상
    • 시공간 융합연구 협력을 위한 양해각서 체결
    VLBI 22m 안테나
    전파 수신 및 증폭장치
    KVN 공동관측데이터 프린지 검출
  • 국내외 협업기관

    KISTI 국가슈퍼컴퓨팅 센터

    파리천체물리연구소

    • 5

      전송량(일간)TB

    • 6

      참여연구원

    • 7

      SCIE논문

    연구 목적/내용

    • 천체물리학적 유체역학 코드 RAMSES를 활용한 우주론적 환경에서 은하의 탄생 및 진화과정 시뮬레이션
    • 현대 은하진화 이론 문제 연구

    연구망 활용

    • KISTI 슈퍼컴퓨터의 100TB 용량 시뮬레이션 데이터 수신
    • 3대의 서버와 KREONET을 연결하여 일반 회선의 10배 이상 속도로 실험 데이터 수신

    연구망 활용 성과

    • 일반 회선보다 약 10배 가량 빠른 첨단망을 활용하여, 약 1달에 걸리는 데이터 수신시간을 총 이틀내외로 절약하였으며 연구효율이 향상됨
    • 초고해상도 은하 진화 시뮬레이션인 NewHorizon을 성공적으로 마무리하여 다양한 연구에 활용
    • 연구망을 통해 슈퍼컴퓨터 누리온에 대한 접근성 향상
    • 높은 병렬 효율의 우주론적 은하진화 시뮬레이션 코드 개발 및 개선
    • 최신 천체물리학적 물리현상을 반영한 우주론적 시뮬레이션 진행
    • 파리천체물리연구소와의 협력 활성화
    • VelociRaptor 코드의 효율성 개선
    NewHorizon의 은하들을 활용한 시선속도분포의 가상관측이미지
    가시광선 대역 가상관측이미지
    시뮬레이션을 통해 계산된 은하간의 금속분포 이미지
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