• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제33권4호
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• pp.323-333
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• 2016

In this study, the uncertainty requirements for orbit, attitude, and burn performance were estimated and analyzed for the execution of the $1^{st}$ lunar orbit insertion (LOI) maneuver of the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) mission. During the early design phase of the system, associate analysis is an essential design factor as the $1^{st}$ LOI maneuver is the largest burn that utilizes the onboard propulsion system; the success of the lunar capture is directly affected by the performance achieved. For the analysis, the spacecraft is assumed to have already approached the periselene with a hyperbolic arrival trajectory around the moon. In addition, diverse arrival conditions and mission constraints were considered, such as varying periselene approach velocity, altitude, and orbital period of the capture orbit after execution of the $1^{st}$ LOI maneuver. The current analysis assumed an impulsive LOI maneuver, and two-body equations of motion were adapted to simplify the problem for a preliminary analysis. Monte Carlo simulations were performed for the statistical analysis to analyze diverse uncertainties that might arise at the moment when the maneuver is executed. As a result, three major requirements were analyzed and estimated for the early design phase. First, the minimum requirements were estimated for the burn performance to be captured around the moon. Second, the requirements for orbit, attitude, and maneuver burn performances were simultaneously estimated and analyzed to maintain the $1^{st}$ elliptical orbit achieved around the moon within the specified orbital period. Finally, the dispersion requirements on the B-plane aiming at target points to meet the target insertion goal were analyzed and can be utilized as reference target guidelines for a mid-course correction (MCC) maneuver during the transfer. More detailed system requirements for the KPLO mission, particularly for the spacecraft bus itself and for the flight dynamics subsystem at the ground control center, are expected to be prepared and established based on the current results, including a contingency trajectory design plan.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권3호
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• pp.471-482
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• 2019

달 탐사용 고해상도 스테레오 카메라의 임무는 달 궤도선 및 착륙 선에 탑재되어 달 표면의 3차원 지형정보를 제공하는데 있다. 이를 통해, 달 착륙 후보지를 탐색하고 착륙 시에는 달 표면 근접에 따른 근거리 입체영상을 실시간으로 제공하여 정확한 지점에 착륙이 가능하도록 한다. 본 논문에서는 달 탐사선에 탑재되는 달 탐사용 고해상도 카메라 개발을 위한 지상모델인 다기능 스테레오 카메라를 활용하여 고해상도 스테레오 카메라에 요구되는 임무를 검증하고 결과를 분석하기 위해 지상검증 및 분석 시스템을 제안하였다. 지상검증 및 분석 시스템은 임무 검증을 위한 임무검증항목과 시험계획을 제공하며, 시험 수행 후 결과를 분석하게 된다. 이를 위해 본 논문에서는 달 지형과 유사한 지역을 대상으로 지상 임무항목시험 계획을 세우고, 항공촬영을 통해 스테레오 영상을 획득하였다. 분석장치를 통해 스테레오 영상으로부터 영상을 보정 및 매칭 후 수치표고모델(DEM)을 추출하고 3차원 영상을 생성하여 결과를 분석하였다. 달 탐사용 고해상도 카메라에 요구되는 임무수행항목이 검증되었고, 스테레오 영상을 처리할 수 있는 지상처리분석 시스템이 확보 되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권4호
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• pp.173-197
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• 2023

ShadowCam is a high-sensitivity, high-resolution imager provided by NASA for the Danuri (KPLO) lunar mission. ShadowCam calibration shows that it is well suited for its purpose, to image permanently shadowed regions (PSRs) that occur near the lunar poles. It is 205 times as sensitive as the Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) Narrow Angle Camera (NAC). The signal to noise ratio (SNR) is greater than 100 over a large part of the dynamic range, and the top of the dynamic range is high enough to accommodate most brighter PSR pixels. The optical performance is good enough to take full advantage of the 1.7 meter/pixel image scale, and calibrated images have uniform response. We describe some instrument artifacts that are amenable to future corrections, making it possible to improve performance further. Stray light control is very challenging for this mission. In many cases, ShadowCam can image shadowed areas with directly illuminated terrain in or near the field of view (FOV). We include thorough qualitative descriptions of circumstances under which lunar brightness levels far higher than the top of the dynamic range cause detector or stray light artifacts and the size and extent of the artifact signal under those circumstances.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권4호
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• pp.131-148
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• 2023

Lunar permanently shadowed regions (PSRs) never see direct sunlight and are illuminated only by secondary illumination - light reflected from nearby topography. The ShadowCam imaging experiment onboard the Korea Pathfinder Lunar Orbiter is acquiring images of these PSRs. We characterize and discuss the nature of secondary illumination for the Shackleton PSR from ShadowCam radiance-calibrated images. We also use modeling to understand the magnitude and direction of the secondary illumination. Results from our analysis highlight the non-homogeneous, dynamic, and complex nature of PSR secondary lighting. Knowledge of the direction of the secondary illumination is crucial for reli-able interpretation of contrasts observed in ShadowCam images. This preliminary analysis of the floor of Shackleton crater from images acquired over multiple secondary illumination conditions does not reveal indications of exposed surface ice, even though temperatures are constantly below 110K.

• 우주기술과 응용
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• 제3권4호
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• pp.373-384
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• 2023

우리나라 최초의 우주탐사 개발사업으로 시작된 달 탐사 개발사업은 다누리 달 궤도선뿐만 아니라 임무목적을 달성하기 위한 탑재체와 이를 운영하기 위한 심우주지상시스템도 함께 개발되었다. 다누리에 탑재된 국내 기관이 개발한 4기의 과학탑재체가 획득한 달 탐사 과학데이터는 2024년 1월부터 일반 대중에게 공개될 예정이다. 이를 위하여 우리나라 최초의 우주탐사 과학데이터 관리 및 공개시스템인 KPDS(KARI Planetary Data System)가 개발되었다. 본 논문에서는 구축된 KPDS 웹사이트의 구성과 기능에 대하여 기술하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제27권1호
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• pp.11-20
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• 2010

This paper designs a data link between a Lunar Orbiter (LO) and an Earth Station (ES), and analyzes the downlink performance of a space communications system for lunar exploration, conforming to the recommendations by the Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS). The results provided in the paper can be useful references for the design of reliable communication link for the Korean lunar exploration in the near future.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제9권4호
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• pp.73-80
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• 2015

For Korean first lunar exploration program, KARI(Korea Aerospace Research Institute) has been researching in various fields and investigating cases of abroad lunar exploration spacecrafts. In the field of the flight software, KARI has been analysing some cases such as NASA LRO, and this paper describes the result of the case study on LRO flight software.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.309-316
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• 2013

달 탐사 통신 시스템에 영향을 미치는 요소 중 하나인 태양활동은 오는 2013년 가을에 11년 주기로 나타나는 태양 활동 극대기를 맞이하며, 이에 따라 태양 폭발 빈도와 강도가 증가할 것으로 예상되고 있다. 태양 폭발은 지구 자기권에 영향을 미쳐 과학, 방송, 통신, 군사 위성 또는 탐사선 등의 오작동, 통신 두절, 장비 고장 등을 발생시키는 원인이 될 수 있으며, 이러한 문제점은 막대한 물리적, 경제적 손실을 가져올 수 있다. 따라서 태양 폭발이 달 탐사선에 미치는 영향에 대한 분석을 수행하여 예상되는 손실을 최소화해야 할 것이다. 본 논문에서는 탐사선의 생존성을 높이고 안정적인 통신 채널 운용을 위하여 태양 폭발에 따른 지상국 - 달 탐사선 간의 통신 모델과 그 성능을 분석한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.63-68
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• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.69-75
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• 2011

우리나라는 우주 개발의 일환으로 달 탐사를 위한 달 탐사선과 달 착륙선의 발사를 계획하고 있다. 향후 멀티미디어 기반의 달 탐사 정보를 전송하기 위해서는 대용량 Telemetry 데이터를 전송하기 위한 통신 시스템을 구축하는 것이 필요하다. CCSDS 표준에서는 신뢰성 있는 원거리 심우주 통신 시스템을 위한 ARQ 기법으로 Deferred NAK mode를 권고하고 있다. 본 논문에서는 달 탐사선과 지상국 및 우주 환경 모델을 반영하여 Deferred NAK mode 통신 시스템 시뮬레이터를 구현하며, 시뮬레이터에는 대용량 Telemetry 데이터를 전송하기에 적합한 변조 방식과 터보 부호화 기법을 사용한다. 시뮬레이션을 통해 Telemetry 데이터의 전송 성능을 분석한다.