• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.21-26
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• 2007

탑재된 광학카메라 또는 영상레이더를 이용하여 지구관측 임무를 수행하는 저궤도 지구관측위성은 지상으로부터 수 백 km 고도의 궤도상에서 극심한 열하중을 받게 된다. 이로 인하여 구조체의 열변형이 발생하게 되고 결과적으로 구조체에 장착된 탑재체가 지상의 원하는 지점을 관측하지 못하는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 열변형에 의한 탑재체의 지향방향의 변화를 열지향오차라고 한다. 열지향오차 해석은 열해석, 온도값 변환 및 구조해석의 세 단계로 수행된다. 본 논문에서는 열지향오차 해석을 통하여 위성의 임무수행 가능성을 기술하는것을 목적으로 하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.805-808
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• 2005

This paper is a study on an optical bench satisfying stiffness and thermal pointing error requirements for LEO earth observation satellite. According to shape and stiffness requirements, optical bench type 1 is designed. Because type 1 does not satisfy the thermal pointing error requirement, an optical bench type 2 is suggested. Although the type 2 has better results than type 1, it still does not meet the thermal pointing error requirement. Using the results of optical bench type 1&2, the optical bench type 3 is finally designed, which satisfies both the stiffness and thermal pointing error requirements.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.45-48
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• 2005

본 논문은 광학탑재체 지지구조물의 열지향오차 해석기법에 대한 연구이다. 광학탑재체 지지구조물의 열지향오차 해석을 수행하기 위해서는 위성본체 전체의 유한요소모델을 필요로 한다. 그러나 광학탑재체 지지구조물의 초기 설계시 위성본체의 유한요소모델이 정해지지 않기 때문에, 열지향오차 해석시 유한요소모델이 존재하지 않더라도 위성본체에 의한 열지향오차를 유도하는 해석기법이 필요하게 된다. 본 논문에서는 이러한 해석기법과 실제 해석시 이를 반영하는 구체적인 방법에 대해서 서술한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.75-79
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• 2010

인공위성 구조체는 궤도상에서 열하중으로 인하여 구조적인 변형을 일으키게 된다. 이로 인하여 구조체에 장착된 관측장비들은 지상에서 조립 시에 설정된 지향방향이 변화하게 되고 원하지 않는 방향으로 관측하는 문제점이 발생한다. 위성의 관측성능이 높아질수록 성공적인 관측임무를 수행하기 위해서는 열변형에 의한 지향방향의 변화량은 줄어들어야 한다. 본 논문에서는 지구궤도 위성에 대하여 열변형 해석을 수행하여 지향오차를 예측하는 방법 및 결과에 대하여 기술한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.88-94
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• 2005

본 논문은 강성 요구조건과 열지향오차 요구조건을 만족하는 지구관측위성의 블레이드형 광학탑재체 지지구조물 개발에 대한 연구이다. 먼저 형상 요구조건을 만족하는 광학탑재체 지지구조물을 설계하였으나, 강성 요구조건을 만족하지 못하여 광학탑재체 지지구조물의 외부와 내부에 보강재를 추가하여 이를 해결하였다. 그러나, 열지향오차 요구조건을 만족시키지 못하여, 플랫폼 지지 구조물을 플래폼 상/하단에 모두 장착한 대칭형 구조로 설계하였다. 이 경우 이전 모델에 비해서 열지향오차가 많이 줄어들기는 하였지만 역시 열지향오차 요구조건을 만족시키지는 못하였다. 이전 설계 결과를 바탕으로 측면형 플랫폼 지지 구조물을 설계하여 강성요구조건 및 열지향오차 요구조건을 만족하는 광학탑재체 지지구조물을 최종적으로 설계하였다. 본 설계를 통해서 다음의 결론을 얻을 수 있었다. 강성측면에서는 플랫폼의 면재 두께 증가나 보강재 추가 그리고 블레이드의 개수를 늘려서 강성을 증가시킬 수 있었다. 열지향오차측면에서는 가능한 같은 재료를 가진 구성품들을 서로 결합시키고, 광학탑재체 지지구조물을 대칭형 구조물로 설계함으로써 열지향오차를 감소시킬 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권1호
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• pp.80-87
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• 2016

본 논문에서는 계절 및 주야의 온도변화를 고려한 관측위성의 열지향오차해석을 실시한다. 관측위성은 임무수행기간 동안 다채널의 관측센서를 이용해서 지구표면의 영상을 촬영한다. 그러나 주야 및 계절별로 최대 200도의 온도환경 차이가 발생하며 이로 인해 관측센서 및 별추적기의 시선벡터가 변화되고 정해진 목표지점의 영상촬영이 어렵다. 이런 문제를 사전예측하고 대응하기 위해서 열지향오차해석을 실시한다. 우선 궤도열환경해석으로부터 도출된 성긴 온도장 정보를 상세한 구조유한요소모델에 PAT기법을 이용해 보간하여 온도변화에 따른 열변형해석을 수행하였다. PAT로 보간된 온도분포의 정확도를 검증하였으며, 열변형해석결과로부터 열지향오차를 도출하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권3호
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• pp.257-279
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• 2023

한국항공우주연구원에서는 심우주 탐사를 위한 핵심 기술 개발을 위해 6U급 초소형 위성인 HiREV(high resolution video and image)를 개발하였다. 6U HiREV 초소형 위성의 임무는 지구 관측을 위한 고해상도 영상 및 동영상 촬영이며, 임무 수행 시 고온의 카메라 모듈로 인해 렌즈와 모듈 간의 열 지향 오차가 발생할 수 있다. 열 지향 오차는 해상도에 큰 영향을 미치므로, 이를 해결하기 위해 열 설계가 필요하다. 또한 HiREV 광학 카메라는 지상에서 쓰이는 상용제품(COTS, Commercial Off The Shelf)을 이용하여 개발한 것이므로 상온에서 가장 좋은 성능을 가지며, 고온/저온 환경인 우주에서 활용되기 위해 별도의 열 설계가 적용되어야 한다. 본 논문에서는 임무 카메라 탑재체를 위해 3가지의 수동 열 설계가 수행되었으며, 궤도열 해석을 통하여 열 설계가 효과적임을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.76-85
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• 2014

본 연구에서는 다양한 열팽창계수 예측기법을 활용해서 섬유강화 복합재료 라미나 등가 열팽창계수 예측을 수행하였다. 등가열팽창계수를 예측하는 많은 식들이 제안되어 왔지만 사용대상에 따라 제약이 있거나, 예측결과가 시험결과와 잘 일치하지 않는 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서 실제 복합재료 형상과 유사한 대표체적요소를 선정하여 유한요소 모델링을 수행하고 여기에 주기적 경계조건을 부여하여 재료의 등가열팽창계수를 예측하였다. 예측결과를 기존의 예측식 및 시험결과와 비교하여 그 성능을 검증하였으며, 별추적기 지지구조물의 열지향오차해석을 수행하고 다양한 예측물성을 따라 그 정확도를 검토하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제13권2호
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• pp.105-116
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• 1996

이 연구는 1992년 8월 11일과 1993년 9월 26일 발사된 우리별 1호 및 우리별 2호의 열제어 모델 및 그 동안의 운용 결과에 대한 해석을 바탕으로 한 것이다. 우리별 1, 2호는 아리안 발사체의 초소형 위성 탑재를 위한 특수 구조물에 장착되어 발사되었기 때문에 크기, 전력, 무게 등의 제한으로 인해 외부로부터의 열 흡수와 방출의 제어 및 내부의 연결 모듈간의 열 흐름을 제어하여 위성체 전반의 열적 환경을 조절하는 수동적인 방식의 열제어를 채택하게 되었다. 우리별 위성의 주 임무는 위성 기술의 개발과 더불어 위성체 바닥면에 탑재된 CCD 카메라를 이용하여 지구 표면을 촬영하는 것이었기 때문에 위성의 바닥면은 항상 지구의 중심을 향하고 있게 된다. 이 연구는 위성의 임무 궤도에 대한 분석으로부터 열 모델링, 시뮬레이션 결과 및 우리별 2호의 실제 운용헤서 얻어진 원격검침 정보를 바탕으로 한 열 모델의 평가를 포함한다. 이 분석 결과를 바탕으로 수동 제어에 의한 우리별 위성의 열 모델 및 해석이 실제 측정된 온도 데이터와 평균 오차 $$10^{\circ}C$ 이내에서 일치되었음을 보여 준다.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권4호
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• pp.435-442
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• 2023

These days, the size of a reflective telescope has been increasing for astronomical observation. An additional optical system usually assists a large ground telescope for image analysis or the compensation of air turbulence. To guide collimated light to the external optical system through a designated path, a coudé mirror is usually adopted. Including a collimator, a coudé mirror of a ground telescope is affected by gravity, depending on the telescope's pointing direction. The mirror surface is deformed by the weight of the mirror itself and its mount, which deteriorates the optical performance. In this research, we propose an optimization method for the coudé mirror assembly for a 1-m class ground telescope that minimizes the gravitational surface error (SFE). Here the mirror support positions and the sizes of the mount structure are optimized using finite element analysis and the response surface optimization method in both the horizontal and vertical directions, considering the telescope's altitude angle. Throughout the whole design process, the coefficients of the Zernike polynomials are calculated and their amplitude changes are monitored to determine the optimal design parameters. At the same time, the design budgets for the thermal SFE and the mass and size of the mount are reflected in the study.