• 제목/요약/키워드: Small satellites

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Measuring the severity of close encounters between ringed small bodies and planets

  • Jeremy Wood;Jonti Horner;Tobias C Hinse;Stephen C Marsden
    • Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
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    • 제480권3호
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    • pp.4183-4198
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    • 2018
  • Rings have recently been discovered around the trans-Neptunian object (TNO) 136108 Haumea and the Centaur 10199 Chariklo. Rings are also suspected around the Centaur 2060 Chiron. As planetary close encounters with ringed small bodies can affect ring longevity, we previously measured the severity of such encounters of Chariklo and Chiron using the minimum encounter distance, dmin. The value of dmin that separates noticeable encounters from non-noticeable encounters we called the 'ring limit', R. R was then approximated as 10 tidal disruption distances, 10Rtd. In this work, we seek to find analytical expressions for R that fully account for the effects of the planet mass, small body mass, ms, ring orbital radius, r, and velocity at infinity, v, for fictitious ringed Centaurs using ranges 2 × 1020 kg ≤ms≤ 1 Pluto mass and 25 000 ≤r ≤ 100 000 km. To accomplish this, we use numerical integration to simulate close encounters between each giant planet and ringed Centaurs in the three-body planar problem. The results show that R has a lower bound of approximately 1.8Rtd. We compare analytical and experimental R values for a fictitious Haumea, Chariklo, and Chiron with r= 50 000 km. The agreement is excellent for Haumea, but weaker for Chariklo and Chiron. The agreement is best for Jupiter and Saturn. The ring limits of the real Haumea, Chariklo, and Chiron are <4Rtd. Experimental R values for the fictitious bodies make better approximations for the R values of the real bodies than does 10Rtd. Analytical values make good first approximations.

전기펌프 사이클 상단 엔진을 적용한 소형발사체 성능 비교연구 (Comparative Study on the Performance of Small Satellites Launch Vehicle Employing ElecPump Cycle Upper Stage Engine)

  • 유병일;곽현덕;김홍집
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.107-121
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    • 2020
  • 전기펌프 사이클을 상단 엔진으로 사용하는 2단형 소형발사체의 성능 해석을 수행하였다. 1단은 한국형발사체 시험발사체를 사용하고 상단은 액체메탄과 케로신(RP-1)을 연료로 사용하는 전기펌프 사이클엔진을 상정하였다. 상단 질량 예측을 위한 모델을 제시하고, 총 역적을 고정한 상태에서 20~40 kN의 추력과 연소압력 3~6 MPa, 노즐 확대비 60~100의 범위에 대하여 해석을 실시하였다. 최대 속도증분을 가지는 혼합비를 제시하고 단 질량 예측을 통해 LEO(Low Earth Orbit)와 SSO(Sun Synchronous Orbit) 궤도투입 성능을 계산하였다. 액체메탄, RP-1 두 경우 모두 추력 20 kN, 연소압력 3 MPa, 확대비 100의 경우에 최대 궤도투입중량의 결과를 보였으며, 이 때의 혼합비는 액체메탄의 경우 3.49, RP-1의 경우 2.75이다. 또한 ASTOS를 이용하여 LEO 임무일 경우의 1단 및 페어링의 낙하점을 분석하였다.

위성 카메라의 틸트 효과를 고려한 온라인 리포커싱 알고리즘 (Online Refocusing Algorithm Considering the Tilting Effect for a Small Satellite Camera)

  • 이다현;황재혁;홍대기
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.64-74
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    • 2018
  • 고해상도 지구관측 위성의 성공적인 임무 수행을 위하여 궤도 진입 후 리포커싱 과정은 필수적으로 요구된다. 마이크론 단위의 정밀한 광학 정렬을 요하는 광학 위성카메라는 발사 전 충분한 정렬 과정을 거치지만 발사 및 운용 과정에서 외부 환경에 의한 광부품의 정렬오차가 발생하게 된다. 기존의 지구관측위성들은 지상과의 통신을 통한 오프라인 방식의 리포커싱을 수행해왔으며 이는 비용 시간적 측면에서 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 궤도 상에서 자동초점 정렬과정이 수행되는 온라인 리포커싱 알고리즘을 제안하였다. 또한 부경의 틸팅에 따른 광학적 효과를 리포커싱 알고리즘에 적용하여 디스페이스 외 틸팅이 발생한 위성카메라에도 적용되도록 개발하였다. 리포커싱 알고리즘의 개발 및 성능평가를 위하여 실험실 수준의 광학계를 설계하였으며, 이를 기반으로 데이터를 추출하여 부경 정렬오차에 따른 MTF(Modulation Transfer Function) 경향성을 파악하였다. MTF 경향성을 바탕으로 궤도상에서의 De-space VS MTF 함수를 추정하여 알고리즘을 개발하였다. 리포커싱 알고리즘의 성능 평가는 MATLAB과 CODE V의 연동 시뮬레이션을 통하여 수행되었다.

Development of 10-mN Class Hall Thruster and Its Performance Optimization through Numerical Analysis

  • Seon, Jong-Ho;Park, Jae-Heung;Lee, Jong-Sub;Lim, Yu-Bong;Seo, Mi-Hui;Choe, Won-Ho;Lee, Hae-June
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.550-552
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    • 2008
  • A small hall thruster with a thrust of about 10 mN and a specific impulse of about 1500 s is being developed with an intent to control or maintain the orbits of small satellites. The total mass, consumed electric power and efficiency of the thruster are approximately 10 kg, 300W and 30%, respectively. The thruster system consists of a hall thruster with a cylindrical cross section, a power processing unit and a Xenon(Xe) gas feed system. Laboratory examination of the thruster performance finds that the thruster meets the design specification.

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A 3-axis Focus Mechanism of Small Satellite Camera Using Friction-Inertia Piezoelectric Actuators

  • Hong, Dae Gi;Hwang, Jai Hyuk
    • International Journal of Aerospace System Engineering
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    • 제5권2호
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    • pp.8-15
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    • 2018
  • For small earth observation satellites, alignment between the optical components is important for precise observation. However, satellite cameras are structurally subject to misalignment in the launch environment where vibration excitations and impacts apply, and in space environments where zero gravity, vacuum, radiant heat and degassing occur. All of these variables can cause misalignment among the optical components. The misalignment among optical components results in degradation of image quality, and a re-alignment process is needed to compensate for the misalignment. This process of re-alignment between optical components is referred to as a refocusing process. In this paper, we proposed a 3 - axis focusing mechanism to perform the refocusing process. This mechanism is attached to the back of the secondary mirror and consists of three piezoelectric inertia-friction actuators to compensate the x-axis, y-axis tilt, and de-space through three-axis motion. The fabricated focus mechanism demonstrated excellent servo performance by experimenting with PD servo control.

타원궤도의 위성편대비행을 위한 초기조건 결정 (DETERMINATION OF INITIAL CONDITIONS FOR SATELLITE FORMATION ELYING IN ELLIPTICAL ORBITS)

  • 이우경;유성문;박상영;최규홍;장영근
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제22권1호
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    • pp.21-34
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    • 2005
  • 본 연구에서는 타원궤도상에서 위성의 편대비행을 유지하기 위하여 필요한 포기조건을 결정하고자 한다. 타원궤도일 경우 Hill 방정식으로는 위성간의 상대운동을 기술할 수 없기 때문에, Hill 방정식의 초기조건에 비선형성과 이심률에 대한 보정을 하여 얻은 새로운 운동방정식을 사용했다. 편대비행에서 상대적 거리를 유지하기 위하여 주위성과 부위성의 평균각속도를 일치시키는 구속조건을 이용했다. 이 구속조건은 J2 섭동항을 고려한 것이므로, 이 구속조건을 만족하는 편대비행의 초기조건은 타원궤도에서의 위성편대비행을 유지하는데 잘 적용될 수 있다. 타원궤도에서의 상대운동방정식 초기조건에 J2 섭동을 고려한 구속조건을 적용할 때, 이심률이 0.05 이하이고 위성간의 상대거리가 0.5km 정도인 경우만이 주기적으로 일정하게 간격이 유지되는 결과를 얻을 수 있다. 따라서 이심률이 크지 않은 타원궤도에서는 평균각속도 일치의 구속조건을 사용하여 위성간의 상대거리를 유지할 수 있었다. 이러한 결과를 이용하여 타원궤도에서의 위성편대비행을 위한 효율적인 초기조건을 제공할 수 있고, 위성편대비행의 운용에 있어서 비용을 절감할 수 있는 방법을 제시할 수 있다.

Magnetic Field Correction Method of Magnetometers in Small Satellites

  • Lee, Seon-Ho;Rhee, Seung-Wu;Ahn, Hyo-Sung
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.36-40
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    • 2003
  • The considered satellite is supposed to operate in the earth-point mode and sun-point mode in accordance with the mission requirements. The magnetic field correction is based on the orbit geometry using a set of measured magnetic field data from the three-axis-magnetometer and its algorithm excludes the earth’s magnetic field model. Moreover, the usefulness of the proposed method is investigated throughout the simulation of KOMPSAT-1.

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소형 위성용 지구관측 광학카메라의 시험모델 평가 (Performance Evaluation of An Earth Observation Camera for Small Satellites)

  • 양호순;강명석;정성근;최영완;김이을;양승욱;김종운;윤지호;김도형
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.134-135
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    • 2003
  • Medium-sized Aperture Camera (MAC)는 근적도궤도(Near Equatorial Orbit) 지구관측위성 MACSAT의 주탑재체로, 우리나라의 (주)쎄트렉아이와 말레이시아의 ATSB社와 오는 2004년 발사를 목표로 공동 개발되고 있다. MAC은 push-broom 방식의 전자광학 탑재체로, 지상해상도 2.5 m를 가지는 PAN band 1개, 지상해상도 5 m를 가지는 Multi-Spectral band 4 개를 가지고, 지상의 swath width는 20 km를 가진다. (중략)

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소형 위성용 지구관측 광학카메라의 광학정렬 (Optical Alignment of An Earth Observation Camera for Small Satellites)

  • 김도형;양호순;최영완;김이을
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.136-137
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    • 2003
  • Medium-sized Aperture Camera (MAC)는 근적도궤도(Near Equatorial Orbit) 지구관측위성 MACSAT의 주탑재체로, 우리나라의 (주)쎄트렉아이와 말레이시아의 ATSB社와 오는 2004년 발사를 목표로 공동 개발되고 있다. MAC은 push-broom 방식의 전자광학 탑재체로, 지상해상도 2.5 m를 가지는 PAN band 1개, 지상해상도 5 m를 가지는 Multi-Spectral band 4 개를 가지고, 지상의 swath width는 20 km를 가진다. (중략)

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Low-Earth orbit satellite constellation for ADS-B based in-flight aircraft tracking

  • Nguyen, Thien H.;Tsafnat, Naomi;Cetin, Ediz;Osborne, Barnaby;Dixon, Thomas F.
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제2권1호
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    • pp.95-108
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    • 2015
  • Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) is quickly being adopted by aviation safety authorities around the world as the standard for aircraft tracking. The technology provides the opportunity for live tracking of aircraft positions within range of an ADS-B receiver stations. Currently these receiver stations are bound by land and local infrastructural constraints. As such there is little to no coverage over oceans and poles, over which many commercial flights routinely travel. A low cost space based ADS-B receiving system is proposed as a constellation of small satellites. The possibility for a link between aircraft and satellite is dependent primarily on proximity. Calculating the likelihood of a link between two moving targets when considering with the non-periodic and non-uniform nature of actual aircraft flight-paths is non-trivial. This analysis of the link likelihood and the performance of the tracking ability of the satellite constellation has been carried out by a direct simulation of satellites and aircraft. Parameters defining the constellation (satellite numbers, orbit size and shape, orbit configuration) were varied between reasonable limits. The recent MH370 disappearance was simulated and potential tracking and coverage was analysed using an example constellation. The trend of more satellites at a higher altitude inclined at 60 degrees was found to be the optimal solution.