• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.53-59
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• 2003

다목적실용위성(KOMPASA) 태양전지판을 전개하기 위해 사용되는 Strain Energy Hinge(SEH)는 신뢰성 있는 전개를 보장하지만, 태양전지판이 완전 전개되는 순간, 큰 좌굴충격력을 유발하여 위성의 구조적 안정성이나 자세제어에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 전개장치의 설계단계에서부터 동역학적인 평가가 필요하다. 더욱이 위성의 임무가 다양해짐에 따라 태양전지판의 면적이 커지면서 보다 실제적이고 정확한 해석을 위해서는 태양전지판의 탄성변형 효과도 고려되어야 한다. 본 연구에서는 SE H를 이용하여 탄성효과가 큰 태양전지판을 전개할 때 발생하는 동적 특성들을 예측할 수 있도록 동력학 해석절차를 제시하였으며 다목적실용위성 2호의 태양전지판 전개시험을 통하여 해석결과의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권10호
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• pp.875-887
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• 2015

최적 배치 설계는 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 우주분야인 위성 플랫폼에서도 제한된 공간 내에서 기계적, 열적, 전기적 인터페이스를 고려한 구성품 배치가 가능하도록 최적 배치 설계가 요구된다. 최적 배치 설계를 통해 합리적인 수준에서 최소화된 위성 플랫폼의 관성모멘트는 위성의 효율적인 자세제어 및 신속한 기동을 가능하게 하며, 위성의 임무성능을 향상시키는데 도움을 준다. 이를 위해 본 논문에서는 육면체 구조의 위성 플랫폼을 기반으로 내부 구성품들이 서로 간섭이 없는 상태에서 위성의 관성모멘트와 구성품 간 발열로 인한 영향을 최소로 하는 3D 최적 배치 설계를 제안한다. 본 연구에서는 3D 최적 배치 설계를 위해 새로운 유전 알고리즘을 제안한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권9호
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• pp.779-788
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• 2014

저궤도 위성이 제한된 전력 내에서 임무를 성공적으로 수행하기 위해서는 효율적인 전력생산이 중요하다. 이를 위해 저궤도 소형위성의 전력계에서는 주로 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 방식을 사용하여 태양전지에서 생산되는 전력을 조절한다. 본 연구에서는 소형 큐브위성(KAUSAT-5)에 적용될 퍼지 로직 기반의 MPPT 알고리즘을 제안하며, 제안된 방법의 유용성을 확인하기 위해 MATLAB/Simulink와 STK (Systems Tool Kit)를 연동하여 시뮬레이션을 수행하였다. Simulink와 STK를 이용하여 위성 궤도와 자세에 따른 태양 광량과 운용모드에 따라 변하는 부하용량에 대해 KAUSAT-5의 두 가지 지향모드에서 EBA(Energy Balance Analysis)를 수행하였고, 이를 통해 제안된 퍼지 로직 기반의 MPPT 알고리즘의 성능을 확인하였다. 제안된 퍼지 로직 기반의 MPPT는 가장 일반적인 방법의 하나인 P&O (Perturbation & Observation)와 성능을 비교하여 유용성을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권5호
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• pp.8-15
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• 2018

발사체로부터 분리된 정지궤도위성은 천이궤도로 진입한 후에 액체원지점엔진을 사용하여 충분한 속도증분을 얻음으로써 정지궤도로 진입하게 된다. 이때 우주공간으로 배출되는 액체원지점엔진의 배기가스 중 일부는 고진공 환경에서 팽창하는 동안 위성체 방향으로 역류하는 후방유동으로 발달하게 된다. 이러한 후방유동은 위성체에 충돌하면서 자세제어 교란, 표면 오염, 열전달 등의 영향을 끼치게 되므로 정지궤도위성 임무성능의 저하를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 정지궤도위성에 사용되는 400 N급 액체원지점엔진에서 배출되는 배기가스의 거동을 해석하였다. 이를 위해 볼츠만방정식에 기반을 둔 직접모사법(DSMC)을 사용하였다. 해석결과로 액체원지점엔진에서 배출된 배기가스의 온도 및 수밀도와 같은 열유동 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권6호
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• pp.455-466
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• 2020

본 연구에서는 다수의 우주 환경 관측용 탑재체를 장착한 6U급 초소형위성에 대한 열모델을 구축하여 이를 기반으로 수행된 열설계에 대해 기술하였으며, 궤도 열해석을 통해 적용된 열설계의 유효성을 입증하였다. 초소형위성의 특성을 고려하여 표면 처리 및 절연체, 열전도체 등의 수동 열제어 기법 위주로 열설계를 진행하였지만, 배터리 및 추력기 등과 같이 작동 온도의 범위가 좁고 궤도 열환경에 직접적으로 노출되는 부품들에 대해서는 능동 열제어 기법 중 하나인 히터를 적용하였다. 궤도 열해석 조건은 기본적으로 위성의 궤도 조건을 바탕으로 하며, 임무 시나리오에 따른 발열량 및 위성의 자세에 따라 임무 모드, 초기 운용 모드, 비상운용 모드, 편대 비행 모드로 분류하여 궤도 열해석을 수행하였다. 각 모드 별 해석 결과를 통해 모든 부품들이 작동 온도 조건을 만족하는 것을 확인하였고, 비상운용 모드의 해석 결과를 통해 배터리 및 추력기의 히터 용량과 작동 주기를 산출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.784-793
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• 2017

관측위성에 탑재되는 2축 짐벌식 X-band 안테나는 위성의 자세 및 궤도 운동과는 무관하게 지상국을 지향하여 광학 탑재체로부터 획득한 대용량의 영상정보를 지상으로 송신하는 임무를 수행한다. 하지만, 상기 X-band 안테나는 지상 안테나로 지향을 위한 모터 구동시 미소진동을 유발하며, 이와 같은 미소진동은 고해상도 관측위성의 영상품질을 저하시키는 주된 요인으로 작용한다. 따라서 관측위성의 임무수행동안 목적하는 영상정보 획득을 위하여, 안테나의 모터 구동에 따라 수반되는 미소진동 절연이 요구된다. 본 논문에서는 상기 안테나의 미소진동 문제를 극복하기 위해 2축 짐벌식 X-band 안테나의 방위각 단에 장착되는 초탄성 SMA 블레이드 기어를 제안하였다. 본 논문에서 제안한 SMA블레이드 기어의 차세대중형위성 X-band 안테나 적용 가능성 검토를 위해 회전방향 정하중시험을 통해 기본특성을 확인하였으며, 가속수명시험 및 온도특성시험을 수행하였다. 또한 미소 진동측정시험을 수행하여 상기 SMA 기어의 미소진동 절연성능 및 기어의 설계 유효성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.695-701
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• 2016

우주비행체 추진기관은 로켓엔진의 일종으로 인공위성, 우주탐사선 등의 임무수행을 위해 사용되며 인공위성 자세제어 및 궤도조정을 위한 수요에 따라 1950년대 말부터 개발되기 시작하였다. 우주비행체에 사용되는 추진시스템은 발사체와 달리 상대적으로 긴 기간의 임무수행이 요구되며, 이에 따라 추진제의 안정성 및 추진시스템의 내구성이 설계에 매우 중요한 요소가 된다. 최근에 우주추진 분야에서 주목받는 기술은 이온성 액체를 이용한 친환경 추진과 전기추진만으로 추진시스템을 구성하는 기술로 국내에서도 체계적인 연구개발이 필요하다. 본 논문에서는 우주추진기관의 국내외 현황 및 주목받는 기술들을 나열하고 이에 따른 개발 전망을 간략히 소개하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권1호
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• pp.18-26
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• 2007

마이크로위성의 임무능력 향상을 위한 과산화수소 단일추진제 마이크로 추력기를 개발하였다. 단일 추진제 추력기의 핵심 요소인 촉매를 모노리스 지지체에 담지/제작하였으며 특성속도 효율, 반응지연 시간 측정을 통해 추력기 성능평가를 수행하였다. 실험결과 정상상태 설계 유량에서 96.0%의 높은 특성속도 효율을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.192.2-192.2
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• 2016

전기추력기는 화학식 추력기에 비해 비추력이 높아 인공위성의 자세제어, 궤도수정, 궤도천이를 포함한 행성 탐사활동 및 우주 임무수행을 위한 우주선의 엔진 등으로 다양하게 활용된다. 홀 추력기는 전기추력기 중 하나로 고리형 방전공간을 가진 고리형 추력기와 원통형 방전영역을 가진 원통형 추력기가 있으며, 원통형 추력기는 고리형에 비하여 넓은 방전공간으로 저전력 방전에 적합한 추력기이다. 또한, 저전력 추력기는 큐브셋(cubesat) 및 마이크로 위성(microsatellite)의 증가하는 수요에 따라 필요성이 증가하고 있으며, 활용도가 높아 다양하게 연구 및 개발되고 있다. 홀 추력기는 자기장과 전기장을 서로 수직되게 인가하여, 자화된 전자는 플라즈마 방전을 유지시키고 자화되지 않은 이온은 전기장 방향으로 가속되어 이온빔을 발생시킨다. 하지만, 저전력 소형 추력기는 작은 소모전력과 방전채널로 인한 성능 저하 및 자기장 구조 설계 등 많은 어려움들을 가지고 있다. 본 연구에서는, 약 50 W급의 소모전력을 바탕으로 영구자석을 이용한 저전력 플라즈마 추력기를 개발하였다. 방전 채널은 지름 15 mm, 길이 16 mm, 무게는 약 0.6 kg으로 원통형 구조의 채널로 제작되었으며, 약 1500-2000 G의 자기장 세기를 갖도록 설계하였다. 방전 기체는 제논을 사용하여 1-5 sccm영역에서 방전 특성을 살펴보았으며, 방전 전류는 0.02-0.4 A로 나타났다. 100-550 V영역에서 방전을 시도하였고, 채널길이를 16-24 mm 에서 약 1mN 급의 추력특성을 보였다. 본 발표에서, 홀 추력기의 제작 특성과 성능 및 플라즈마 특성에 대한 더 자세한 연구결과가 발표될 예정이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1399-1404
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• 2012

인공위성은 우주궤도에서의 임무수행 및 작동 특성을 가지고 있기 때문에 수리 불가능한 특성을 지니고 있다. 따라서 인공위성에 사용되는 탑재체들이 정상적인 기능을 발휘하기 위해서는 정확한 조립 및 설치가 되어야 한다. 또한 극심한 발사환경과 우주환경에서 변화와 이상이 발생하지 않아야 하므로 발사환경시험, 우주환경시험 전 후로 정렬 측정이 수행되어 부품 및 시스템 레벨에서의 변화에 대한 측정이 요구되어지는 실정이다. 최근 중 대형 산업품에 대한 비접촉식 3차원 정밀 측정 장비가 개발되고 있다. 이러한 장비 중 하나인 데오도라이트 측정 시스템이 항공우주산업에 널리 활용되고 있다. 따라서 본 논문에서는 다목적실용위성의 자세제어에 사용되는 이중 추력기 모듈의 각도를 데오도라이트를 이용하여 정렬 측정 및 이에 대한 신뢰도 분석을 수행하였다.