• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.775-783
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• 2017

본 논문에서는 서로 다른 궤도상에 있는 두 우주비행체의 랑데부를 위한 최소 에너지 순간추력을 구하는 문제를 다룬다. 두 우주비행체의 궤도는 공면 궤도나 원 궤도 같이 특정 지어진 궤도가 아닌 일반적인 궤도이다. 이러한 최적화 문제를 다루기 위해 범용변수를 사용한 케플러 방정식과 두 우주비행체의 최종 위치 및 속도를 구속조건으로 사용하며, 전이 궤도의 정보를 얻기 위해 라그랑지 계수를 이용한다. 이 방법은 최소 에너지를 고려한 예시와 대기시간까지 고려한 예시를 통해 보여 지며, 최소 에너지 궤도로 알려진 호만 궤도와 비교함으로써 검증된다. 비록 닫힌 형태의 해를 얻을 수는 없었지만, 수치해석적 방식을 적용함으로써 다양한 궤도 전이 문제의 해를 구할 수 있음을 보여준다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권3호
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• pp.249-262
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• 2005

순간적인 속도변화에 의한 ECO(Earth-Crossing Object)의 케도변경을 최적화하는 알고리즘을 개발하였다. 이를 통해, ECO의 궤도변경을 위한 속도변위를 계산할 때, 기존연구에서 간과되었던 궤도평면에 수직인 방향의 속도 변화를 살펴보았다. 이러한 3차원의 최적화 문제를 풀기위해서 순간적인 속도변화를 계산하기 위한 순간추력 근사법이 적용되었으며, ECO의 지구 접근 시에는 지구중력 효과를 고려한 부분적 궤도근사법을 사용하였다. 지구와 충돌천체의 상대적인 위치와 속도에 따라 ECO의 궤도변경을 위한 최적해가 달라지며, 그러한 최적해는 순간추력시간에 대한 최적속도변화나 최적비행각으로 표현될 수 있다. 순간추력시간이 작을 때, 궤도평면에 수직인 방향의 속도 변화를 무시할 수 없는 경우도 발견되었다. ECO의 궤도가 지구의 궤도와 비슷할수록 더 많은 최적속도변화가 필요로 하였으며, 순간추력시간이 충돌 순간에 가까워질수록 궤도변경에 필요한 최적속도변화의 크기가 지수함수적으로 증가하였다. 이러한 연구결과는 실제 ECO의 우주임무를 설계하는데 중요한 지침이 될 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.692-698
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• 2015

본 논문에서는 원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용하여 지구-달 또는 행성간의 궤적을 설계하고 해석하는 기법을 소개한다. 2체 문제를 조합하는 고전적인 방식 대신에 원형 제한 3체 문제에 대한 운동방정식, 궤적의 동적 특성, 평형점 주변의 리아프누프 궤도와 불변위상공간의 특성을 기술한다. 원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용했을 때, 지구-달 시스템의 궤적설계 방식과 태양-목성 시스템의 경계면에서의 초기조건에 따른 궤적 특성을 수치 시뮬레이션을 통해 확인한다. 본 논문에서 제안한 원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용한 궤적설계 기법은 저추력 또는 저에너지를 이용한 달탐사 또는 행성탐사 임무 등에 활용 가능할 것이다.