인공위성의 각종 탑재체에 의해 발생하는 미소진동은 위성의 고정밀 지향도를 떨어뜨리고 고해상도 카메라를 탑재하고 있는 다목적 실용위성 같은 경우, 위성 영상의 해상도 및 분해능을 저하시킨다. 본 논문에서는 인공위성체 미소진동의 가장 큰 요인 중의 하나로 작용하는 반작용휠의 미소진동 측정 기술, 동특성 해석 및 모델링 기술을 소개하고 이의 진동 저감 방법 등을 모색하였다. 이러한 기술들을 토대로 하여 반작용휠과 유사한 동특성을 가지는 진동 발생기를 제작, 미소진동을 측정하였고 수동 감쇄 재료를 이용하여 이를 저감 시키는 실험을 수행하였다.
Flake-type micro hollow silica was synthesized by precipitation method using an $Mg(OH)_2$ inorganic template and sodium silicate and ammonium sulfate as the silica precursors. We investigated the effects of the silica precursor concentration on the shape, shell thickness, and surface of the hollow silica. When the concentration of the silica precursor was 0.5 M, the hollow silica had a smooth and translucent thin shell, but the shell was broken. On the other hand, the shell thickness of the hollow silica changed in the range of 12 nm to 18 nm with the increase of the precursor concentration from 0.7 M to 1.1 M. Simultaneously, unintended spherical silica satellites were created on the shell surface. The number of satellites and the size rose according to the increased concentration of silica precursor. The reason for the formation of spherical silica satellites is that the $NH_4OH$ nucleus generated in the synthesis of hollow silica acted as another silica reaction site.
Radio occultation (RO) technique has been used in planetary science since 1960s. When signal goes through atmosphere, it is refracted due to the gradient of atmospheric refractivity. In 1995, the first low earth orbit (LEO) satellite, MicroLab-1, was launched to conduct RO mission. It receives the signal from global positioning system (GPS) satellites. After MicroLab-1, other RO missions, such as CHAMP, SAC-C, and GRACE, are executed in several years later. In 2006, Taiwan launched six LEO satellites for RO mission. The mission name is Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate (COSMIC). Under some abnormal situations, multipath and strong fluctuation in phase and amplitude of the signal appear in moist troposphere. Therefore, open loop (OL) technique has been applied to replace traditional phase lock loop (PLL) technique. In this paper, we will summarize the retrieval processing procedure and discuss the advantages and disadvantages of OL technique.
홀추력기는 이온을 가속하여 추력을 얻는 전기추력기의 일종으로, 높은 비추력을 보유하여 다양한 우주임무에 활용되고 있다. 특히, 최근 다양한 우주임무 내 100 kg 내외의 소형 및 초소형위성의 활용이 가파르게 증가하면서, 이를 위한 저전력 전기추력기 연구개발의 중요성 역시 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 양극전력 200 W 미만의 홀추력기 랩모델 두 기를 설계 및 제작하고, 운전변수에 따른 추력성능 혹은 방전특성을 분석하였다. 결과적으로, 양극전력 50-175 W에서 2.5-9.0 mN 수준의 추력과 600-1,150 s의 비추력, 15-28% 양극효율을 확보하였다.
본 연구에서는 초소형 위성을 이용한 위성 편대 및 군집 운용 시 실시간으로 위성 간의 상대 위치 정보를 제공할 수 있는 통합 항법용 모듈형 온보드 컴퓨터(On-board Computer, OBC)를 개발하였다. 모듈은 구조적으로는 큐브위성의 기준 규격에 맞게 설계하되 사용자가 원하는 무선 통신모듈 및 항법용 Global Positioning System(GPS) 장비를 적용할 수 있도록 확장성을 고려하였다. 개발된 OBC는 제품 개발 및 제작 이후 야외 테스트를 통해 저전력 Micro Controller Unit(MCU)로 군집 운용을 수행하는 초소형 위성들의 통합 항법 및 실시간 데이터 동기화 요구 처리속도를 만족함을 확인하였다. 또한, 열진공, 방사능 시험을 거쳐 우주급 환경에서 정상 작동함을 확인하였으며, 진동시험의 경우 underfill 공정을 추가하면 정상적으로 요구조건을 만족할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 향후 수요가 늘어날 군집 운용을 위한 위성군 개발의 핵심 부품인 OBC의 대량생산 체계를 구축하였다.
Over testing problems of satellites and theirs components have been issued due to their effects on satellite development cost and schedule. Force limited vibration tests were introduced as solution of the problems in 1980s. Over testing phenomena occurs due to the lack of similarity on interface impedance. Force limited vibration tests control interface force to simulate actual interface impedance. In this research, force limited vibration tests are applied on two satellites environmental tests. Force limits are calculated by using TDFS method and Semi-Empirical method. Four force sensors are employed to control interface force. The tests prove that force limited control reduced maximum interface acceleration in order of 3.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권3호
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pp.579-587
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2017
Spaceborne cryocoolers produce undesirable micro-vibration disturbances during their on-orbit operation, which are a primary source of image-quality degradation for high-resolution observation satellites. Therefore, to comply with the strict mission requirement of high-quality image acquisition, micro-vibration disturbances induced by cooler operation have always been subjected to an isolation objective. However, in this study, we focused on the applicability of energy harvesting technology to generate electrical energy from micro-vibration energy of the cooler and investigated the feasibility of utilizing harvested energy as a power source to operate low-power-consumption devices such as micro-electromechanical system (MEMS) devices. A tuned mass damper (TMD)-type electromagnetic energy harvester combined with a conventional passive vibration isolator was proposed to achieve this objective. The system performs the dual functions of electrical energy generation and micro-vibration isolation. The effectiveness of the strategy was evaluated through numerical simulations.
Micro planar type liquid propellant thruster was fabricated by MEMS manufacturing process for micro/nano satellites applications. 90 wt.% hydrogen peroxide was used as propellant and for propellant decomposition, Pt/Al2O3 was used as catalyst. Micro thruster structure was made by 5 photosensitive glasses patterned with thruster component profiles. Objective thrust was 50 mN and required hydrogen peroxide mass flow was 2.1 ml/min, which was supplied by syringe pump and teflon tube in experimental test. Performance test said that average steady thrust was approximately 30 mN, around 60% of objective thrust, and transient time was about 5 sec. It is estimated that extended response time was due to high thermal energy loss of micro scale thruster and low enthalpy input by propellant mass flow.
전기추진은 전기에너지를 이용하여 연료를 빠른 속도로 분사시켜 높은 비추력을 갖는 추진방식으로, 위성의 연료무게를 크게 감소시켜 발사비용 감소와 탑재체 무게를 증가 시킬 수 있어 세계적으로 매우 활발하게 연구되고 있다. 최근에는, 초소형위성부터 대형위성, 저궤도위성부터, 우주탐사선까지 다양한 목적으로 전기추력기가 활용되고 있으며, 완전전기추진을 이용하여 위성임무를 수행하고자 하는 위성들도 개발되어 점차 그 수가 증가하고 있다. 본 논문에서는, 세계적으로 연구가 가장 활발하게 진행되고 있는 미국, 유럽, 일본에서의 전기추력기 연구개발 현황과 동향에 대해서 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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