• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.2
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• pp.147-158
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• 2020

In this paper, we will review the thruster based reaction wheel momentum dumping method for low Earth orbit satellite. Thruster based momentum dumping is widely used in GEO satellites by performing momentum dumping and attitude control using thrusters at the specific time. LEO satellite should perform momentum dumping at any time, thus it is not appropriate to use GEO satellite's momentum dumping method. In this research, we will review the method for LEO satellite, which perform momentum dumping always and use reaction wheels for attitude control during dumping. To reduce thruster's valve on and off counts, we propose to use the maximum pulse width for thruster operation. To prevent attitude error increase by thrusters, we adjust the thruster operation interval. Through simulation, we verify the proposed method's effects.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.100-100
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• 2003

다목적실용위성 1호의 자세제어는 추력기를 이용한 방법과 반작용 휠을 이용한 방법으로 나눌 수 있다. 추력기를 이용한 방법은 위성이 안전모드에 진입하거나 궤도조정시 이용되며, 정상 운영모드에서 촬영임무를 수행할 때는 반작용 휠을 이용하여 위성의 자세를 제어하고 있다. 자세제어는 제로 모멘텀 바이어스(Zero Momentum Bias)를 이용하여 3축 제어방식을 사용하고 있다. 지구센서(CES, Conical Earth Sensor)와 자이로(Gyro)를 통하여 얻은 자세정보를 이용하여 위성의 탑재컴퓨터에서 제어로직을 수행하면 MDE(Motor Drive Electronic)를 통해 모멘텀을 입력받아 반작용 휠의 회전속도를 변화 시켜 자세제어를 수행한다. 본 논문은 위성의 임무기간 동안 반작용 휠을 이용하여 자세제어를 수행한 결과를 바탕으로 위성의 제로 모멘텀 바이어스를 통한 자세제어계의 변화를 분석하여 향후 연장 임무기간 동안 발생할 수 있는 운영상의 문제점을 확인하고, 이에 대한 조치 방법과 자세제어계의 운영 방안을 제시하고 한다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.171.2-171.2
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• 2012

위성 개발에서 추력기는 위성의 경사각 및 고도 등의 궤도 제어 용도 이외에 위성 동작 초기 혹은 비상 상황에서 안정적인 전력 공급을 위한 자세 제어용 구동기로 사용되어야 하므로 매우 높은 신뢰성을 필요로 한다. 국내의 실용위성을 위해 개발되어 사용되고 있는 출력기는 1 파운드의 작은 용량으로 위성 운영에 일부 제약을 주게 된다. 본 논문은 위성 운영에 있어 반드시 필요한 궤도 천이 절차와 관련하여 기존에 사용된 절차를 보완하기 위한 방법에 대해 기술한다. 기존에 개발된 위성에서는 궤도 조정을 위한 자세 변화에 추력기를 사용하였다. 그러나 위성의 무게가 커짐에 따라 자세 변환을 위한 시간이 오래 걸려 궤도 조정 효율이 떨어지는 요인이 되고 있다. 뿐만 아니라, 자세 변화 과정에서 벡터 방향의 추력으로 인해 원하지 않는 궤도 변화가 생기므로 정밀 궤도 결정에도 영향을 주게 된다. 최근에 개발된 위성의 경우, 위성의 기동 성능을 높이기 위해 고성능 반작용 휠을 사용하므로 이를 이용하여 궤도 천이 전에 자세 변화를 하도록 하고 있다. 이러한 방법을 적용한 결과, 정밀 궤도 결정에 도움이 될 뿐만 아니라 자세 변화로 인한 연료 소모를 줄이는 효과도 있어 위성의 수명 연장에 도움이 되는 것으로 확인되었다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2004.04a
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• pp.61-61
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• 2004

과학기술위성 1호(STSAT-1)는 위성의 자세를 제어하기 위하여 Reaction Wheel Assembly(RWA)를 적용하였으며, 위성의 무게중심에 Wheel의 회전수에 비례하는 관성모멘트를 발생시켜 자세를 제어하였다. 과학기술위성 2호(STSAT-2)는 과학기술위성 1호에 적용하였던 반작용휠(RWA)과 펄스형태로 동작시켜 위성의 자세 및 궤도제어를 위하여 요구하는 추력을 얻을 수 있는 펄스형 전기 추진시스템(Pulsed Plasma Thruster: PPT)이 탑재된다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.9
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• pp.72-79
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• 2004

A method for thruster fault diagnosis for launch vehicle upper stage was developed. In order to protect the launch vehicle against the occurrence of faults, it is necessary to detect and identify the fault, as well as to reconfigure the controller of the vehicle. Considering the upper stage launch vehicle using reaction control system, an analytical method was adopted in order to detect the fault occurred in thruster. The fault detection scheme can be applied to the system regardless of the form of thruster fault occurred - leakage or lock-out. Results from processor-in-the-loop simulation are provided to demonstrate the validity of this fault detection and isolation scheme for the upper stage launch vehicle.

• ICROS
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• v.3 no.3
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• pp.29-35
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• 1997

본 논문에서는 인공위성의 자세를 측정하는 장치로서 태양센서, 지구수평센서, 자이로스코프, 별센서, 자장계 등의 자세감지장치와 궤도조정 및 자세제어를 하기 위한 모멘텀 휠, 반작용 휠, 가스 제트 추력기 등 각종 구동장치의 기술적 특성에 대해서 검토하고자 한다. 본 논문의 주목적은 최근 국내에서 활발히 추진되고 있는 인공위성 개발 사업 관련 위성체와 관련된 일반의 관심을 증대시키고 관련 실무 지식을 소개하고자 하는데 있다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.47 no.3
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• pp.19-27
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• 2010

KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-I is designed as a launch vehicle to enter a 100 kg-class satellite to the LEO(Low-Earth Orbit). Attitude angles of the upper-stage, including roll, pitch and yaw are controlled by cold gas thruster system using nitrogen gas. The thruster for the KSLV-I is the main pneumatic valve in the RCS(Reaction Control System). In this paper, the design, function tests, and environment tests of the thruster for KSLV-I are described. The developed thrusters are experimentally evaluated and successfully passed the required qualification and acceptance tests.

• Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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• v.19 no.4
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• pp.37-43
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• 2011

Lunar exploration program has been prepared with the aim of launch in the 2020's. As part of it, a lunar lander demonstrator has been developed which is the model for verifying all the system, such as structure, propulsion and control system before launch to deep space. After verifying all the system, the demonstrator will be evaluated by flight test. This paper deals with path tracking controller based on thrusters for the demonstrator. For this, first we derive equations of motion according to the allocation of thrusters and design the path tracking controller. The signal generated from the controller is continuous so PWPF(Pulse-Width Pulse-Frequency) modulator is adopted for generating on/off signal. Finally MATLAB simulation is performed for evaluating the path tracking ability and the final landing velocity.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.8 no.2
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• pp.122-126
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• 2009

KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-I is designed as a launch vehicle to enter a 100 kg-class satellite to the LEO(Low-Earth Orbit). Attitude angles of the upper-stage, including roll, pitch and yaw are controlled by cold gas thruster system using nitrogen gas. To verify the flow rate of the gas charging system and to prepare a nitrogen gas charging scenario, the development of a gas charging simulator for RCS(Reaction Control System) is required. This paper describes the orifice design, development, and test of the gas charging simulator for RCS of KSLV-I.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.166.2-166.2
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• 2012

국내에서 개발한 고기동 저궤도 위성이 일본 다네가시마 우주센터에서 2012년 5월 18일 발사되었다. 자세제어계는 위성의 임무수행을 완수할 수 있도록 발사 후부터 위성 수명 기간 동안 자세명령을 생성하고 제어 및 결정을 하며, 궤도 조정과 모멘텀 덤핑등의 임무를 수행한다. 이러한 임무 수행을 가능하게 하기 위해 자세제어계는 적절한 센서와 구동기 조합을 사용하여 추력기 기반 안전모드, 궤도 조정을 위한 Del-V Burn 기동 모드, 태양지향 서브모드 및 목표지향 서브모드 등을 설계했다. 고기동 위성의 초기 운용 중 자세제어계는 자세제어계 하드웨어의 초기 구동 및 점검을 수행하고 설계한 각 모드의 기능과 성능 확인을 수행하게 된다. 본 연구는 성공적으로 완료한 자세제어계 하드웨어의 초기 점검 결과를 소개하는 것이 목적이다. 초기 운용은 위성이 발사된 직후 탑재컴퓨터가 깨어나면서부터 시작되는데, 발사 후 최초 접속시 추력기 기반 안전모드에서 태양 획득 성능 및 제어 성능을 확인한 후 정상 상태 모드인 태양지향 자세로 전환하기 위해 자세제어계 하드웨어인 별 추적기, 자기토커, 반작용휠의 초기 구동 및 점검을 수행하였다. 본 연구에서는 각 하드웨어의 초기 구동 점검과 성능 및 기능 요구조건 만족에 대한 성능 분석 결과를 정리하였다.