• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.114.2-114.2
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• 2013

위성체가 임무를 수행하는 우주환경은 지상 환경과 달리 고진공, 고온 및 극저온의 가혹한 환경 이다. 이에 $10^{-5}$ Torr 이하의 고진공과 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 및 고온의 환경조건을 지상에서 모사하기 위해서는 열진공챔버와 같은 우주환경모사장비가 사용된다. 위성체를 열진공챔버에 설치하고 우주환경모사 시험의 월할한 진행을 위하여 열진공챔버 내 레일을 설치하여 열진공시험 준비 및 열진공시험이 수행되어진다. 현재 위성체 연구개발의 발전으로 다양한 기능 및 장비의 추가로 인하여 위성체가 대형화 되어지고 있다. 이에 보다 안전한 시험 준비 및 수행을 위하여 현재 운용되어지고 있는 열진공챔버의 개선이 필요하다. 이에 본 연구에서는 상용유한요소해석 프로그램 MSC.PATRAN/NASTRAN을 사용하여 대형 위성체의 우주환경모사 시험을 위한 열진공챔버 내 레일에 대한 구조 안선성을 평가 하고자 한다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.59-59
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• 2003

과학위성 1호는 고도 685 km 태양동기궤도에서 운용되는 소형인공위성으로 지구 그림자에 의한 주기적인 온도변화, 태양과 지구로부터의 자외선복사, 진공환경과 같은 가혹한 우주환경에서 정상적으로 임무를 수행해야 한다. 이러한 가혹한 우주환경에서 위성 각 시스템의 온도를 허용범위 내에서 조절하고 구조적인 열변형을 최소화하기 위하여 열제어 시스템이 필요하며, 위성개발과정에서 상세한 열설계 요구조건을 도출하고 반영하여 과학위성 1호의 열제어 시스템을 설계하였다. 열제어 시스템은 위성의 내\ulcorner외부에서 위성외부로부터의 열유입을 최소화하고 위성내부에서 발생한 열을 효과적으로 방출하는 역할을 한다. 열제어 시스템의 성능을 검증하기 위하여 다양한 임무와 궤도를 고려한 궤도열해석이 수행되었으며, 주기적인 온도변화와 진공환경을 모사하는 열진공시험을 통하여 예상되는 우주환경에서 위성 각 시스템의 정상동작 여부가 검증되었다. 본 연구는 과학위성 1호의 열설계 결과와 효과적인 열설계를 위한 궤도열해석 과정 그리고 위성 시스템의 신뢰성 검증을 위한 열진공시험결과를 다룬다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.114.1-114.1
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• 2013

우주궤도환경은 고진공 환경이며, 태양복사열에 의한 고온환경 및 극저온환경이 반복되는 가혹한 환경이다. 위성체의 성공적인 임무 수행을 위해 지상에서 철저한 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 $10^{-6}$ Torr 이하의 고진공 및 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 모사가 가능한 열진공챔버와 같은 우주환경모사장비가 반드시 필요하다. 한국항공우주연구원에서는 다양한 크기의 열진공챔버를 보유, 가동 주이며, 챔버 내부의 진공도를 측정하기 위한 진공게이지의 교정을 매년 실시하고 있다. 또한 교정기관을 통한 교정 이외, 보유하고 있는 표준챔버를 이용한 자체 교정을 실시하여, 진공도의 신뢰성 점검 및 보증을 하고 있다. 본 논문에서는 표준챔버를 이용한 고진공게이지 교정 방법을 소개하며, 다년간의 교정결과를 검토하여 교정주기에 대한 견해를 기술하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.524-524
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• 2012

Thermal Barrier Coating (TBC)은 미사일, 로켓발사체와 같이 고온에 노출되는 장비를 열로부터 보호하기 위한 코팅이다. 일반적인 Thermal Barrier Coating (TBC)은 모재와 코팅층간의 낮은 접합력과 높은 열충격으로 인한 박리가 많이 나타난다. 그래서 접합력을 높이고, 열충격을 줄이기 위해 모재와 코팅층 사이에 본드코팅층을 만든 Duplex - Thermal Barrier Coating (Duplex-TBC)이 개발되었다. 그러나 Duplex - Thermal Barrier Coating (Duplex-TBC)은 금속재료인 본드코팅층과 세라믹재료인 탑코팅층 사이에서 박리가 많이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 두 가지 분말을 동시에 코팅하여 본드코팅과 탑코팅의 경계가 없는 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)의 열충격 특성에 미치는 진공 플라즈마 용사 조건의 영향을 조사하였다. Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)는 진공 플라즈마 용사장치를 사용하여 Cu-Cr 합금위에 코팅하였다. 거리, Carrier gas flow, 그리고 챔버 내부의 압력을 달리하여 제조하였다. 사용한 분말은 본드코팅용으로 Amdry 962와 내열 세라믹코팅을 위해 204NS를 사용하였고, 각각 분말 공급조건을 조절하여 두 분말의 비율을 달리하였다. 제조한 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC) 코팅은 전기로에서 50분간 가열한 후, 수조에서 10분간 냉각하는 열충격 실험을 통해 열차폐 성능을 평가 하였다. 이러한 과정에서 진공 플라즈마 용사 조건 및 FGM 조성과 비율이 내열충격 특성에 미치는 영향을 미세조직학적 관점에서 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.354-354
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• 2011

인공위성이 임무를 수행하는 우주환경은 지상 환경과 달리 고진공 및 극저온의 극한환경으로 지상에서는 제대로 작동하는 것으로 관찰되더라도 우주환경에서는 예상하지 못한 기능장애를 일으켜 위성의 성능에 치명적인 영향을 미치기도 한다. 이에 10e-5 torr 이하의 고진공과 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 환경을지상에서 모사하여 위성체의 안정성 및 신뢰성을 시험한다. 시험에는 열진공챔버라고 불리는 장비들이 사용이되며, 기본적으로 챔버 내부 진공형성이 중요하다. 열진공챔버들 가운데는 직경 9m, 길이 10m의 대형 진공용기도 포함이 되며, 배기를 위한 저진공 및 고진공의 펌프들이 사용된다. 한국항공우주연구원에서 보유한 각종 우주환경모사용 챔버 및 진공펌프들은 설치 후 10년 이상 가동한 노후 장비들로 제 기능을 발휘하기 위해서는 적정 유지 보수 및 관리가 필요하다. 본 논문에서는 대형 진공시스템의 원활한 사용을 위한 유지보수 및 관리 방안에 대해 설명한다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.46.4-47
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• 2009

인공위성은 지상에서 설계 제작된 후에 발사체에 탑재되어 궤도에 진입되어 위성에 부여된 고유임무를 수행하게 된다. 위성체가 임무를 수행하는 우주공간은 고진공 환경과 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어진다. 때때로 위성체는 이러한 가혹한 우주환경의 영향으로 인해 주요 부품의 기능장애가 초래되기도 하며 이는 결국 임무의 실패로 이어지도 한다. 따라서 고진공과 극저온 환경으로 일컬어지는 우주환경을 지상에서 모사하여 위성체의 안정성 및 신뢰성을 시험하기 위해서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 한국항공우주연구원에서는 인공위성의 탑재체인 광학카메라의 국산화 개발을 위하여 우주공간의 고진공과 극저온 상태를 모사할 수 있는 $\varphi4m\timesL10m$ 규모의 광학탑재체 전용 열진공챔버를 국산화 제작하였다. 관측 위성용 광학카메라는 초고정밀 장비로서, 이를 테스트하기 위한 광학탑재체용 진공챔버는 특히 진동환경에 매우 민감한 하여 10-7 grms 이하의 진동레벨을 허용하고 있다. 그러나 진공용기는 지진 및 외부 환경으로부터의 시스템외부진동과 진공펌프 및 기타 장비들로부터의 내부 진동환경에 항상 노출되어 있으며, 가진 주파수가 구조물 자체의 고유진동수와 일치될 경우 공진이 발생하여 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 외부 진동 및 챔버 자체 진동이 광학계에 전달되지 않도록 진동차단장치가 필요하다. 이 논문에서는 광학탑재체 궤도환경시험용 챔버에 대한 진동차단장치의 개발 및 활용 예를 논의하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.361-364
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• 2009

Vacuum facility is required for high altitude space environment test to develop small thruster to be applied for micro-satellite. After selecting vacuum equipment and integrating the chamber to simulate 100-120km attitude with max, $10^{-5}\;torr$. We tested the performance of high vacuum chamber. We designed, fabricated the knudsen pump and analyzed pressure gradient efficiency of membrane according to Knudsen number under vacuum conditions. We described the upgrade plan to a thermal vacuum chamber.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.170.2-170.2
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• 2012

위성의 열진공 환경 시험은 고진공 극저온의 우주 환경을 모사하여 열제어 기능 및 임무 수행 능력을 검증하는 시험이다. 이 시험에서는 위성 주위에 부착한 방열판으로 위성 외각 온도를 변화 시켜 위성의 태양 지향 자세 또는 심우주 지향 자세를 모사하며, 이에 따른 위성의 온도 변화에 따라 지상 시험 장비로 위성의 히터 설정, 유닛 전원 형상의 변경 등을 해야한다. 또한 극고온 또는 극저온의 환경에 장시간 연속적으로 노출된 상태에서 위성의 기본적인 기능부터 영상 미션까지 검토하는 CPT 시험을 수행하며, 이 CPT 시험은 극한의 위성 상태의 시험이기 때문에 온도를 고려한 전자 시험 설계 및 24시간 위성 모니터링 시스템, 위험상황 발생 시 대처 방안 등에 대한 준비가 필요하다. 본 논문에서는 열진공 시험 시의 전자시험의 형상과 설계에 대해서 설명하고, 시험 결과에 대해서 정리하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2007.02a
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• pp.54-54
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• 2007

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.41 no.10
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• pp.833-839
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• 2013

Thermal vacuum test should be performed prior to launch to verify satellites' functionality in a harsh space environment which is represented by extremely cold temperatures and vacuum conditions. A thermal vacuum chamber which consists of a vacuum vessel, a pumping system, and a thermal control system are used to perform thermal vacuum tests of a satellite system and its components. A cryogenic blower is a core component of the closed loop thermal control system for thermal vacuum chambers. This paper describes the fan design of the cryogenic blower, the design of the thermal protection interface between the driving part and the fluid part, which were verified by thermal and structural analyses. The performance of the cryogenic blower is confirmed by similarity test on the test bench.