• 천문학회보
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• 제46권1호
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• pp.38.3-38.3
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• 2021

We are developing an optomechanical design of infrared telescope for the CubeSat and Unmanned Aerial Vehicle (UAV) which adapts the Linear Astigmatism Free- Three Mirror System in the confocal off-axis condition. The small entrance pupil (diameter of 40 mm) and the fast telescope (f-number of 1.9) can survey large areas. The telescope structure consists of three mirror modules and a sensor module, which are assembled on the base frame. The mirror structure has duplex layers to minimize a surface deformation and physical size of a mirror mount. All the optomechanical parts and three freeform mirrors are made from the same material, i.e., aluminum 6061-T6. The Coefficient of Thermal Expansion matching single material structure makes the imaging performance to be independent of the thermal expansion. We investigated structural characteristics against external loads through Finite Element Analysis. We confirmed the mirror surface distortion by the gravity and screw tightening, and the overall contraction/expansion following the external temperature environment change (from -30℃ to +30℃).

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.81-88
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• 2021

일반적으로 큐브위성용 전개형 태양전지판을 수납 및 전개시키기 위해 사용되는 구속분리장치는 비폭발식 나일론선 절단방식이 적용된다. 그러나 상기 방식은 태양전지판 수납 상태에서 큐브위성의 배터리 충전, PCB 및 탑재체의 전기적 점검 및 시험 등을 위한 접근 포트 연결 시 분리장치의 구속해제 및 재채결 작업이 반복적으로 요구된다. 따라서, 기존의 구속분리장치는 위성체 내부 접근을 위해서는 작업자의 번거로움 및 일관된 나일론선 체결작업 공정 유지의 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 나일론 선 절단 없이 구속 핀 분리만으로 자유롭게 태양전지판 전개 및 수납이 가능한 Pin-puller형 태양전지판 구속분리장치를 제안하였으며, 기능 및 성능검증을 위한 분리장치의 전개시험 및 최대 분리하중 측정 시험을 통해 분리장치 설계의 유효성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권5호
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• pp.432-439
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• 2015

MEMS 고체 추력기 모듈은 MEMS 고체 추력기와 MEMS 추력기 제어보드로 구성된다. MEMS 고체 추력기는 학문적 연구개발 목적으로 개발되었기 때문에 발사환경을 고려한 설계 및 시험이 이루어지지 않아 이를 큐브위성에 탑재 및 궤도검증을 위해서는 설계 시 추력기 모듈로의 발사 하중이 최소화 되도록 하는 위성체 시스템 레벨에서의 설계노력이 요구된다. 본 논문에서는 MEMS 고체 추력기의 조립 및 시험과정에서의 탈장착 용이성 및 발사환경에서의 구조건전성 확보를 위해 브래킷을 이용한 구조설계를 제안하였으며, 준정적해석과 랜덤해석 및 진동시험을 통해 설계의 유효성을 검증하였다. 또한, 본 논문에서 제안한 스프링 핀을 이용한 MEMS 추력기와의 전기적 체결방식은 발사 진동에서의 구조건전성 확보에 유효함을 입증하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권1호
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• pp.33-40
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• 2012

Triplet Ionospheric Observatory (TRIO) CubeSatforIon, Neutral, Electron MAgneticfields (CINEMA) is a CubeSat with the weight 3 kg that will be operated in the orbit conditions of about 800 km altitude and $90^{\circ}$ inclination angle, using the S-band and ultra-high frequency (UHF)-band communication frequencies. Regarding the communication antenna loaded on the satellite, the two patch antennas has the downlink function in the S-band, whereas the two whip antennas has the function to receive the command sent by the ground station to the satellite in the UHF-band. The uplink ground station that communicates through the UHF-band with the CINEMA satellite was established at Kyung Hee University. The system is mainly composed of a terminal node controller, a transceiver, and a helical antenna. The gain of the helical antenna established at the Kyung Hee University ground station was 9.8 dBi. The output of the transceiver was set to be 5 W (6.9 dB) for the communication test. Through the far-field test of the established system, it was verified that the Roman characters, figures and symbols were converted into packets and transmitted to the satellite receiver in the communication speed of 9,600 bps.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.104-109
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• 2023

큐브위성 경연대회는 2023년 현재까지 6회 개최되어 총 21팀이 선정되었고 이 중 5회 대회까지 선정된 큐브위성 15기는 모두 성공적으로 발사되어 지구 저궤도에 진입하였다. 2022년 6회 경연대회에서 선정된 큐브위성 6기는 상세설계를 진행중이며 한국형 발사체에 탑재되어 2025년에 발사될 예정이다. 본 연구에서는 2012년, 2013년, 2015년, 2017년, 2019년 5회 대회까지 큐브위성 경연대회 선정팀이 제출한 초기운영 보고서를 기반으로 큐브위성 15기의 발사 후 임무수행 결과와 임무실패 원인을 분석하였고, 이를 바탕으로 향후 개발될 큐브위성의 발사 후 임무성공 향상 방안을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권8호
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• pp.686-696
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• 2017

본 연구에서는 3U 큐브위성의 표준 플랫폼을 기반으로 한누리 5호 위성을 개발하고 이를 검증하였다. 표준 플랫폼의 기계시스템 설계에서는 초소형 부품 및 서브시스템 기능/성능을 초소형 PCB에 집적 및 소형화하도록 하고, 다양한 탑재체를 수용하도록 전기적 능력을 극대화한다. 한누리 5호는 지구저궤도(LEO)에서 운용하는 3U 크기의 큐브위성으로 적외선 카메라를 이용한 지구관측임무와 가이거뮬러 튜브로 우주방사선 측정을 하는 과학임무를 수행한다. 또한, 자체 개발한 소형 가변속제어모멘트자이로(VSCMG)와 퍼지로직 기반의 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 등의 부품(장치)들에 대한 기술검증도 포함한다. 한누리 5호의 검증을 위해 한누리 5호 위성체계의 ETB 시험, 기능시험 및 인증(Qualification)과 인수(Acceptance) 수준의 환경시험을 수행하였고 이들 시험결과를 제시하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권2호
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• pp.145-149
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• 2015

A newly designed Tissue Equivalent Proportional Counter (TEPC) has been developed for the CubeSat mission, SIGMA (Scientific cubesat with Instruments for Global Magnetic field and rAdiation) to investigate space radiation. In order to test the performance of the TEPC, we have performed heavy ion beam experiments with the Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC), Japan. In space, human cells can be exposed to complex radiation sources, such as X-ray, Gamma ray, energetic electrons, protons, neutrons and heavy charged particles in a huge range of energies. These generate much a larger range of Linear Energy Transfer (LET) than on the ground and cause unexpected effects on human cells. In order to measure a large range of LET, from 0.3 to $1,000keV/{\mu}m$, we developed a compact TEPC which measures ionized particles produced by collisions between radiation sources and tissue equivalent materials in the detector. By measuring LET spectra, we can easily derive the equivalent dose from the complicated space radiation field. In this HIMAC experiment, we successfully obtained the linearity response for the TEPC with Fe 500 MeV/u and C 290 MeV/u beams and demonstrated the performance of the active radiation detector.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권3호
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• pp.51-59
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• 2020

초소형 위성인 큐브위성의 경우 위성체의 제한적인 중량 및 부피를 고려하여 경량화 및 전기적 회로설계 측면에서 유리한 PCB 기반의 전개형 태양전지판이 폭넓게 적용되고 있으나, PCB의 낮은 두께 방향 열전도율로 인해 태양전지셀의 방열이 어려운 점이 있다. 본 논문에서 제안한 6U 큐브위성용 태양전지판은 PCB 기반의 태양전지판으로 제작되고, 판넬 외곽에 장착된 알루미늄 보강재 접속부에 열전도 패드가 적용된다. 따라서 판넬 전면부의 태양전지셀에서 방열면인 판넬 후면으로 열전달이 원활하도록 하여 PCB 적용에 따른 장점을 유지하면서도 방열성능을 극대화함으로서 태양전지셀 온도 하강에 따른 전력생성효율 향상이 가능한 장점을 갖는다. 본 연구에서 제안된 열전도 패드가 적용된 태양전지판의 열제어 측면에서의 유효성 입증을 위해 궤도 열해석을 통해 기존 PCB 태양전지판과 비교 분석을 실시하였다.

• 천문학회지
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• 제54권1호
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• pp.9-16
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• 2021

The Ozone Dynamics Investigation Nano-Satellite (ODIN) is a CubeSat design proposed by Chungnam National University as contribution to the CubeSat Competition 2019 sponsored by the Korean Aerospace Research Institute (KARI). The main objectives of ODIN are (1) to observe the polar ozone column density (latitude range of 60° to 80° in both hemispheres) and (2) to investigate the chemical dynamics between stratospheric ozone and ozone depleting substances (ODSs) through spectroscopy of the terrestrial atmosphere. For the operation of ODIN, a highly efficient power system designed for the specific orbit is required. We present the conceptual structural design of ODIN and an analysis of power generation in a sun synchronous orbit (SSO) using two different configurations of 3U solar panels (a deployed model and a non-deployed model). The deployed solar panel model generates 189.7 W through one day which consists of 14 orbit cycles, while the non-deployed solar panel model generates 152.6 W. Both models generate enough power for ODIN and the calculation suggests that the deployed solar panel model can generate slightly more power than the non-deployed solar panel model in a single orbit cycle. We eventually selected the non-deployed solar panel model for our design because of its robustness against vibration during the launch sequence and the capability of stable power generation through a whole day cycle.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.1027-1035
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• 2021

본 논문에서는 한반도 주변의 미세먼지 관측 임무를 위한 3U 큐브위성인 MIMAN 설계안을 제시하였다. MIMAN의 주요 임무 목표는 높은 공간 해상도로 한반도 주변의 미세먼지를 관측하는 것이다. 이를 통해 천리안위성 2B호 데이터에서 구름을 제거할 수 있는 보조 자료를 제공하는 것이 최종 목표이다. 본 연구에서는 임무를 정의하고 임무 요구조건 및 제한 조건을 도출하였다. 운용 개념을 정의하였으며, 안정적인 운용을 위해 통신 안정성을 고려하였다. 위성에 문제가 생겼을 경우, 이를 지상에서 해결할 수 있도록 모든 운용 모드에서 UHF 통신이 가능하도록 설계하였다. 임무와 운용 개념 설계 결과를 바탕으로 시스템 설계안을 도출하였다. 시스템 요구조건을 만족시킬 수 있는 시스템 설계안 및 인터페이스를 제시하였다. 시스템 인터페이스의 경우 각 하드웨어의 데이터 특성을 고려하여 설계하였다. 시스템 버짓 분석을 수행하였으며, 이를 통해 시스템 안정성을 확인하였다.