• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.162.1-162.1
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• 2012

한국형 달 착륙선의 안전하고 효율적인 달 착륙을 위해 임무 시나리오 시뮬레이션을 수행하였다. 달 착륙은 보통 두 가지 방법이 사용되는데, 지구에서 출발하여 달에 도착한 후 달착륙지에 직접 착륙하는 방법과 달의 주차궤도를 돌다가 달 착륙지에 착륙하는 방법이 있다. 미국의 Surveyor호는 직접 착륙 방법을 사용하였고 아폴로 시리즈는 달 궤도를 공전하다가 착륙하는 방법을 사용하였다. 본 연구에서는 두 가지 방법을 모두 사용하여 착륙 임무 시나리오를 시뮬레이션을 수행한 후 장단점을 비교분석하였다. 달 주차궤도를 이용한 착륙은 달고도 100km에서 공전을 하다가 고도 15km까지 하강한 후 Powered descent 단계를 통해 착륙지에 착륙하는데 Powered descent 단계는 다시 감속단계, 접근 단계, 최종 하강 단계로 나뉘어진다. 달 착륙선은 나로우주센터에서 KSLV-2에 실려 2025년에 발사되며, 달 착륙지는 달의 과학적 임무를 고려하여 달 남극 근처로 가정하였다. 달 착륙 시뮬레이션을 통해 달 착륙선의 비행 궤적과 필요한 연료량 계산 등의 정보를 통해 직접 착륙 방법과 달 주차궤도를 이용하는 방법의 장단점을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권4호
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• pp.284-290
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• 2014

성공적으로 달 탐사를 수행하기 위해서는 달착륙선의 안전한 착륙이 보장되어야 한다. 그러므로 안전한 착륙을 저해하는 착륙 시 충격하중을 감소시키기 위해서는 효율적인 달착륙선 충격흡수장치를 설계해야 한다. 또한 더욱 현실적인 달착륙선 설계를 위해서는 달 토양의 특성을 고려하는 것이 중요하다. 이에 본 논문에서는 달 토양의 특성을 반영한 달착륙선 착륙 해석 모델을 구축하고, 효율적인 충격력 감소를 위해 달착륙선의 충격흡수장치에 대한 최적설계를 수행하였다. 최적설계는 메타모델 기반의 순차적 근사 최적설계기법을 이용하여 수행하였으며, 최적설계 결과로 부터 본 연구에서 사용된 최적화 방법을 통해 달착륙선에 가해지는 충격력을 효과적으로 저감시킬 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제8권1호
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• pp.62-76
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• 2010

본 논문에서는 최근에 다른 나라에서 진행된 무인 달 착륙선의 설계에 대한 사례 조사를 수행하고 이를 통하여 무인 달 착륙선의 설계 동향을 파악하였다. 무인 달 착륙선으로는 일본의 SELENE-2, 유럽의 LEDA와 MoonNEXT, 미국의 모듈형 소형 우주선을 이용한 달 탐사, 그리고 미국이 제안한 국제 달 탐사 네트워크의 미국 노드인 Anchor Nodes의 임무 수행을 위하여 설계된 달 착륙선 등을 조사의 대상으로 하였다. 각 조사 대상의 착륙선에 대하여 임무 요구 조건을 확인하고, 임무 설계의 내용을 조사하였다. 또한 달 표면에 안전하게 착륙하기 위한 유도제어의 방법, 센서의 구성, 임무 요구 사양을 만족하기 위하여 선정한 센서 및 구동기의 성능 사양 등을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.1037-1044
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• 2014

연구에서는 달환경을 고려한 달착륙선 충격흡수장치의 시험장치 구성 및 시험을 수행하였다. 달착륙선은 착륙 시 충격 완화를 위하여 토양이 있는 지역을 착륙지점으로 선정한다. 착륙 시 발생하는 달착륙선의 가속도는 착지면의 특성의 영향을 받아 결정된다. 달착륙선의 충격흡수장치의 시험에서 달 토양을 직접 사용할 수 없기 때문에, 복제토를 사용하여 착륙시험을 수행해야 한다. 본 연구에서는 NASA의 달탐사 프로젝트를 통해 획득된 달 토양의 정보를 기반으로 달 토양과 기계적 성질이 유사한 달 복제토 KAUMLS를 개발하여 달착륙선 충격흡수장치의 낙하시험을 수행하였으며, 지면특성에 따른 충격특성 분석을 위하여 단단한 철판과 건조된 모래위에서의 낙하시험을 수행하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제9권1호
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• pp.119-129
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• 2011

달착륙선이 주어진 임무를 수행하기 위해서는 달궤도 진입 후 성공적인 착륙이 보장되어야 한다. 착륙환경에서 발생되는 높은 충격하중 하에서 착륙선 본체 및 탑재체의 파손을 막기 위해서는 높은 충격흡수율 및 자세 안정성이 요구된다. 따라서 착륙 시 발생하는 충격을 효과적으로 흡수하면서 기체의 전복 및 쓰러짐을 막을 수 있는 착륙장치는 달착륙선의 핵심 구성요소이다. 본 논문에서는 현재까지 달착륙에 성공한 달착륙선과 현재 개발단계에 있는 달착륙선을 대상으로 다양한 착륙장치 설계안들을 검토 및 비교하였으며, 현재 진행되고 있는 한국형 달탐사선 예비설계요구조건에 부합하는 착륙장치의 요구조건 및 이를 충족시킬 수 있는 착륙장치 설계에 대한 예를 제시하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.124-132
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• 2018

본 논문에서는 다양한 착륙환경변수를 고려한 달착륙선의 착륙안정성 평가를 수행하였다. 달착륙선의 착륙안정성에 대한 판단 기준을 안정착륙, 미끄러짐(Sliding)으로 인한 조건부 안정착륙, 전복(Tip-over)으로 인한 불안정착륙으로 3가지로 분류하였다. 특히 달착륙선 전복 각도 예측을 위해 달착륙선이 착륙할 때 무게중심이 낮아지고, 착륙장치의 풋패드 간격이 늘어나는 현상을 고려하는 변수를 사용하여 준정적 전복해석식을 정리하였다. 이 결과를 상용유한요소 구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 달착륙선의 유한요소 모델해석을 통해 얻은 결과와 비교하여 타당성 및 정확성을 검증하였다. 검증된 유한요소모델을 착륙자세, 횡방향속도, 지면의 각도, 마찰계수 등 다양한 환경변수에 따른 해석을 실시하고 그 경향성에 관해 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권4호
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• pp.324-331
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• 2018

달 탐사를 위한 착륙선이 운용되는 열환경은 태양에 대한 달의 자전주기가 약 28일인 것에 기인하여 낮 시간과 밤 시간이 지구에 비하여 매우 장기간 지속 되는 등 지표나 지구 저궤도 환경에 비해 더욱 극단적이다. 달 착륙선의 초기 설계 단계에서는 착륙지 선정을 위해 각각의 후보 지역에서의 착륙선으로의 열 유입량 분석이 중요하다. 본 논문에서는 달 착륙선의 후보 착륙지에 따른 열적특성을 분석하고자 달의 표면온도를 모사할 수 있는 표토층의 열모델을 구축하였다. 그리고 상기 표토층에 착륙선을 적용하여 착륙지가 달의 적도, 중위도, 극지방에 위치한 경우, 바다 및 고지대에 위치한 조건에서의 열 유입량을 분석하였다. 또한 언덕의 경사진 지형조건이 착륙선의 열 유입량에 미치는 영향성 분석을 수행하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.213-220
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• 2013

국가우주개발계획에 따라 2020년 이후 한국형 달탐사선이 발사될 예정이다. 달탐사선은 무인 경량화모델로 달궤도선과 달착륙선 2종을 개발할 계획이다. 달탐사선의 구조체는 발사 및 궤도하중, 착륙하중을 견딜 수 있는 구조적 안정성과 탑재장비의 장착공간을 제공할 뿐만 아니라 발사체의 탑재능력을 고려하여 가볍게 설계되어야 한다. 이를 위해 달탐사선 구조체의 개발과 관련된 핵심기술의 선행개발이 요구된다. 특히, 달착륙선의 경우 착륙선이 달 지면에 안전하게 착륙할 수 있게 해주는 착륙장치의 개발기술이 필수적이다. 본 논문에서는 달착륙선 지상시험모델 구조체의 설계, 제작, 시험을 포함한 개발내용을 다룬다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.196.2-196.2
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• 2012

본 논문은 달착륙선의 개념설계를 위하여 고려한 전력시스템의 설계와 달착륙선의 지상시험모델용 추력기 밸브구동 전원장치 개발에 대해 기술하였다. 달착륙선의 임무특성을 고려하여 전력시스템의 구조를 검토하고, 극한의 온도환경에서 달착륙선의 임무수행을 위하여 필요한 전력에너지를 충분히 공급할 수 있도록 태양전지 배열기와 배터리의 용량, 그리고 전장품의 용량을 설계하였다. 특히 경량의 달착륙선 개발을 위하여 고효율의 태양전지를 이용한 태양전지 배열기와 리튬-이온 배터리를 검토하였다. 극한의 우주환경에서 태양전지배열기의 동작특성을 검토하고 생성될 수 있는 최대 전력을 분석하여 최적의 태양전지 배열기의 면적을 분석하고, 장시간의 월식을 고려하여 배터리의 방전특성에 따른 배터리의 전압특성을 검토하였다. 그리고 달착륙선의 전력시스템 개념설계의 타당성 검토를 위하여 유럽에서 개념설계 중인 달착륙선의 전력시스템 사양과 용량에 대해 비교검토를 수행하였다. 현재 개발중인 지상검증모델용 달착륙선의 전력시스템 설계와 추력기 밸브구동 전원장치의 개발에 관해 기술하였다. 지상검증용 전력시스템은 태양전지배열기의 장착 없이 배터리의 전력만을 사용하여 지상검증모델용 달착륙선의 부하에 전력을 공급할 수 있도록 설계되었다. 달착륙선 지상시험모델의 비행시간과 임무에 따른 부하특성을 고려하여 상용 리튬-이온 배터리의 용량을 선정하였으며, 부하의 전력을 고려하여 간단한 보호회로를 설계하였다. 그리고 지상검증용 전원시스템은 추력기의 밸브구동을 위한 추력기 밸브구동 전원장치, DC/DC 컨버터 전원 모듈, 모니터링 모듈, 그리고 위급상황에서 전원을 차단하기 위한 "Emergency STOP" 모듈로 구성되어 있다.

• 우주기술과 응용
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• 제1권3호
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• pp.375-395
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• 2021

우리나라는 2022년 8월 시험용 달 궤도선을 처음으로 달에 보낼 계획이다. 그리고 제3차 우주개발 진흥 기본계획을 통해서 밝힌 바에 따르면 이후 2030년 이전까지는 달 착륙선을 달에 보낸다는 계획이다. 달 착륙지역 선정에는 착륙선의 임무에 따라 적합한 착륙 지역이 달라질 수 있으며, 따라서 성공적인 달 탐사임무 설계를 위해서는 달 착륙지역에 대한 사전 연구가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 2018년 NASA 워크숍에서 제안한 주요 달 착륙 후보지역에 대한 자료를 바탕으로 NASA의 MoonTrek을 이용하여 14개 제안 지역중 주요 지역의 특성을 분석하였다. 그리고 이런 지역이 향후 어떠한 달 착륙 임무에 적합한지 알아보았다. 또한 최근 달 착륙 국가들의 달 착륙 지역과 아르테미스(Artemis) 계획을 통해 달 남극의 중요성에 대해서도 알아 보았다.