• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제14권4호
• /
• pp.356-368
• /
• 2013

The Korea Aerospace Research Institute plans to launch a lunar module by 2025, and so is carrying out a preliminary study. Landing stability on the lunar surface is a key design factor of a lunar module. In this paper, a 1/6 scale model of a lunar module is investigated, for its landing stability on non-level surfaces. The lunar module has four tripod legs, with aluminum honeycomb shock absorbers in each leg strut. ADAMS$^{TM}$, the most widely used multi-body dynamics and motion analysis software, is used to simulate the module's lunar landing. Three types of dampers in the struts (rigid, viscous, and aluminum honeycomb dampers), and two types of lunar surfaces (rigid and elastic) are considered. The Sforce function is adopted, to model the aluminum honeycomb dampers. Details on the modeling and analysis of the landing stability of the 1/6 scale lunar module and the simulation results are provided in this paper.

• 한국항공운항학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.49-55
• /
• 2015

This paper deals with dynamic modeling and controller design of a future Korean lunar module planned to be launched 2020's in Korea. For dynamic modeling of the lunar module, we first assume the lunar module as a rigid body. And we derive equations of motion for the lunar module by considering allocation of main thrusters and reaction thrusters. With the equation of motion, we design the controller based on the quaternion. A Pulse Width Pulse Frequency modulator(PWPFM) is selected for generating on/off signal. Finally, we construct a 2-phase descent mode including initial guidance mode, terminal guidance mode. The MATLAB simulation is performed for evaluating the descent ability and final landing velocity. The dynamic modeling and descent simulation of the lunar module in this paper could be applied for developing the future work of the Korean lunar exploration program.

• 한국항공운항학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.30-37
• /
• 2010

This paper deals with attitude determination and parameter estimation problems for a lunar module. For this we first derive equations of motion for the lunar module by considering allocation locations (configurations) of reaction thruster and a reaction wheel assembly. The lunar module is assumed as a rigid body. In order to include the effect of fuel sloshing on the dynamics of the lunar module, we model it as a spherical pendulum for a simple analysis. For estimating angular rates and moment of inertia of the module, we employ an extended Kalman filter and the least mean square algorithms, respectively. Finally we construct a dynamical model for the lunar module by combining all these elements.

• 한국지구과학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.176-184
• /
• 2004

The concept of 'the lunar and planetary phases' is very difficult to understand and students may have various misconceptions on this concept. A module drawing the lunar and planetary phases was developed with the application of the simplifying conditions method. The effects of instruction using the module drawing the lunar and planetary phases on the conceptual change and the achievement was investigated in the consideration of learners' characteristics (spatial perception ability, science inquiry ability, required pre-requested learning ability). Findings were as follows: 1) This module was effective for learners' conceptual change and achievement, 2) This module had a positive influence for development the learners' characteristics and conceptual change with the middle level of science inquiry ability, the middle and low level of required pre-requisite learning ability, and middle level of the spatial perception ability.

• 로봇학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.65-73
• /
• 2019

In this paper, we propose an algorithm that estimates the location of lunar rover using IMU and vision system instead of the dead-reckoning method using IMU and encoder, which is difficult to estimate the exact distance due to the accumulated error and slip. First, in the lunar environment, magnetic fields are not uniform, unlike the Earth, so only acceleration and gyro sensor data were used for the localization. These data were applied to extended kalman filter to estimate Roll, Pitch, Yaw Euler angles of the exploration rover. Also, the lunar module has special color which can not be seen in the lunar environment. Therefore, the lunar module were correctly recognized by applying the HSV color filter to the stereo image taken by lunar rover. Then, the distance between the exploration rover and the lunar module was estimated through SIFT feature point matching algorithm and geometry. Finally, the estimated Euler angles and distances were used to estimate the current position of the rover from the lunar module. The performance of the proposed algorithm was been compared to the conventional algorithm to show the superiority of the proposed algorithm.

• 한국지구과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.353-363
• /
• 2006

이 연구는 달의 위상 작도 모듈을 활용한 수업이 고등학생들의 달의 위상 개념 변화에 미치는 효과를 살펴보고자 한 것이다. 이를 위하여 고등학교 2학년 46명을 대상으로 달의 위상 작도 모듈을 활용한 수업을 실시하여 학습자의 인지구조 내에서 일어나는 개념 변화를 면담을 통하여 살펴보았으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 수업 전에 학생들이 가지고 있는 달의 위상 개념에 대한 오개념 유형은 지구의 그림자가 달을 가린다는 S 유형, 위치 관계에 따라 지구의 그림자가 달을 가린다거나 관측자가 햇빛을 반사하는 달의 부분을 보기 때문이라는 과학 개념을 함께 가지는 SR 유형, 위치 관계에 따라 지구의 그림자가 달을 가리거나 주위 배경의 밝기에 따라 보이기도 하고 보이지 않을 수도 있다는 SB 유형, 지금까지 언급한 모든 경우로써 각 위치의 달의 위상을 설명하는 SRB 유형이 있었다. 모듈을 활용한 수업을 실시한 결과로는 수업 전 오개념을 가지고 있던 36명 중 26명이 과학 개념을 형성한 반면, 수업 후에도 과학 개념을 형성하지 못한 학생이 10명이었다. S 유형 11명 중 7명이, SR 유형 17명 중 3명이 과학 개념을 형성하지 못하였다. 특히 S 유형의 학생들은 지구의 그림자에 의해 달의 위상이 변할 것이라는 기존 개념을 쉽게 바꾸지 못하였는데, 이는 그들의 선개념이 너무 견고하였거나, 제공한 모듈에서 제시하는 위상 결정 방법이 그 학생들에게는 선개념 체계보다 문제 해결에 있어 보다 유익하지 않았기 때문으로 생각된다. 이로부터 학생들의 선개념은 수업에 의해 쉽게 과학 개념으로 변화되지 않는다는 것을 알 수 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제45권9호
• /
• pp.766-774
• /
• 2017

달착륙선 하강엔진에서 사출된 배기가스가 월면과 충돌할 때 배기가스와 월면과의 상호작용으로 인해 월면에 분포되어 있는 표토가 분산된다. 이때, 분산된 표토입자가 착륙선과 충돌할 경우 성능 저하 등과 같은 역효과를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 달착륙 엔진의 배기가스 거동을 전산유체해석을 통해 예측하고자 하였다. 하강엔진의 노즐내부 영역은 Navier-Stokes 방정식 기반의 연속체 유동 모델을 이용하여 해석하였으며, 노즐 외부 배기가스 거동은 연속체 유동 모델과 직접모사법(DSMC)을 적용하여 해석한 결과를 각각 비교 및 분석하였다. 이를 통해 진공환경에서 달착륙선 하강엔진에 대한 최적의 배기가스 해석 절차를 수립할 수 있었으며, 차후 한국형 달착륙선 개발에 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제34권3호
• /
• pp.213-223
• /
• 2017

The deep space orbit determination software (DSODS) is a part of a flight dynamic subsystem (FDS) for the Korean Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO), a lunar exploration mission expected to launch after 2018. The DSODS consists of several sub modules, of which the orbit determination (OD) module employs a weighted least squares algorithm for estimating the parameters related to the motion and the tracking system of the spacecraft, and subroutines for performance improvement and detailed analysis of the orbit solution. In this research, DSODS is demonstrated and validated at lunar orbit at an altitude of 100 km using actual Lunar Prospector tracking data. A set of a priori states are generated, and the robustness of DSODS to the a priori error is confirmed by the NASA planetary data system (PDS) orbit solutions. Furthermore, the accuracy of the orbit solutions is determined by solution comparison and overlap analysis as about tens of meters. Through these analyses, the ability of the DSODS to provide proper orbit solutions for the KPLO are proved.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.63-68
• /
• 2011

세계 각국은 달 탐사에 대한 연구를 활발하게 진행하고 있으며 우리나라에서도 달 탐사 임무를 수행하기 위한 기초연구가 이루어지고 있다. 성공적인 달 탐사 임무 수행을 위한 통신 시스템의 개발은 달 탐사 프로젝트에 있어서 중요한 부분이다. 본 논문에서는 기저대역 프로세서 개발을 위한 기본 연구로써 달 탐사 통신 링크에 대한 요구조건 분석을 바탕으로 DSP 프로토타입 시스템을 설계하고 심우주 통신을 위한 국제 표준을 고려하여 각 핵심 모듈을 구현한다. DSP 프로토타입의 비트 오류 확률 값을 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 비교함으로써 검증한다.

• 항공우주산업기술동향
• /
• 제9권1호
• /
• pp.119-129
• /
• 2011

달착륙선이 주어진 임무를 수행하기 위해서는 달궤도 진입 후 성공적인 착륙이 보장되어야 한다. 착륙환경에서 발생되는 높은 충격하중 하에서 착륙선 본체 및 탑재체의 파손을 막기 위해서는 높은 충격흡수율 및 자세 안정성이 요구된다. 따라서 착륙 시 발생하는 충격을 효과적으로 흡수하면서 기체의 전복 및 쓰러짐을 막을 수 있는 착륙장치는 달착륙선의 핵심 구성요소이다. 본 논문에서는 현재까지 달착륙에 성공한 달착륙선과 현재 개발단계에 있는 달착륙선을 대상으로 다양한 착륙장치 설계안들을 검토 및 비교하였으며, 현재 진행되고 있는 한국형 달탐사선 예비설계요구조건에 부합하는 착륙장치의 요구조건 및 이를 충족시킬 수 있는 착륙장치 설계에 대한 예를 제시하고자 한다.