용융시추로봇의 용융팁 형상에 따른 열전달 및 미세액막의 동적 거동 특성

Abstract

극저 빙저호는 기온이 낮은 지역에서 나타나며호수 위에 빙하가 뒤덮고 있는 지형이다. 지구 대기와 분리된 이 지형을 탐사하여 미생물, 기후 변화에 관한 정보를 얻을 수 있다.(1) 극저 빙저호를 탐사하는 과정에서 극지방 오염과 샘플의 데이터 훼손을 최소화하는 것이 중요하다. 용융시추로봇은 용융 팁의 온도에 의해 얼음을 녹여 자중에 의해 탐사하여 부동액 등의 사용에 의한 오염을 최소화할 수 있다.(2) 하지만, 용융시추로봇의 실험적, 수치적 연구는 매우 부족한 상황이다. 또한, 용융시추로봇의 하강 속도를 예측하기 위해서 용융 팁 주위에 형성된 미세액막을 고려해야 하며, 실험을 통해서 미세액막의 거동을 가시화하는 것은 불가능하다. 따라서, 본 연구는 수치해석을 통해 용융 팁 주위에 형성된 미세액막의 동적 거동을 분석하였으며, 용융 팁의 형상 변화에 따른 시추로봇의 하강 속도를 비교하였다.