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저궤도 위성에서 별센서의 가시성을 위한 Yaw Motion에 따른 열적 영향 고찰

An Investigation in the Thermal Effect on a Low Earth Orbit Satellite under Yaw Motion for the Visibility of a Star Sensor

  • 김희경 (한국항공우주연구원 위성열추진팀) ;
  • 이장준 (한국항공우주연구원 위성열추진팀) ;
  • 현범석 (한국항공우주연구원 위성열추진팀)
  • 발행 : 2009.07.01

초록

위성 궤도 자세는 위성 열설계에 영향을 주는 중요한 요소로서, 궤도 운용 자세에 대한 열적 조건을 정확히 파악하는 것을 필요로 한다. 본 연구에서는 저궤도 위성의 yaw motion의 운영 자세에 따른 우주 열환경의 변화와 열설계의 열적 영향을 검토하였다. 본 위성은 고정형의 태양 전지판을 가지고 있기 때문에 태양광 구간 동안에 태양지향(sun-pointing)자세를 유지하고, 위성에 장착되는 별센서인 별추적기의 가시 방향이 심층 우주방향을 향하도록 하기 위하여 위성의 길이 방향을 축으로 일정한 각속도로 회전을 하는 yaw motion을 하도록 운용된다. 이것은 위성이 정밀한 자세 제어의 성능을 발휘할 수 있도록 별추적기가 별의 시야각을 확보하기 위한 것이다. 또한 위성 열설계 측면에서는 이러한 운용을 위한 자세 변화에 따른 열적 영향을 파악하는 것을 필요로 한다. 연구에서는 위성의 열모델에 이러한 궤도 운용 자세를 반영한 후의 궤도 열해석을 통하여 이를 알아보고자 한다.

Thermal condition according to the operation attitude of a satellite in orbit would be essential to be known because the orbit attitude is a dominant factor to affect satellite thermal design. In this paper, the change in space thermal environment and the thermal effect in thermal design are studied for a low earth orbit satellite according to the yaw motion. The present satellite retains sun-pointing attitude during daylight due to the fixed type solar arrays. And it also moves along the orbit with constant yaw motion in a longitudinal axis so that a star tracker which is a star sensor for satellite's attitude control always looks into the deep space. This attitude is considered in its better visibility to the stars for a successful mission operation. Also, it is required to access the corresponding thermal effects due to the yaw motion. Therefore, we try to verify these by the thermal analysis for the satellite thermal model with the yaw motion.

키워드

참고문헌

  1. David G. Gilmore, Spacecraft Thermal Control Handbook, The Aerospace Press, 2002.
  2. 김희경, 현범석, 이장준, 김상호, 김형동, 유재호, "저궤도 관측위성 열해석을 위한 예비열설계 단계의 열모델의 개발", 한국우주과학회보, 제16권 1호, 2007, p. 133.
  3. 김희경, 현범석, 이장준, 김상호, 김형동, " 저궤도 관측위성 예비 열설계 단계의 열해석", 한국우주과학회보 제16권 1호, 저궤도 관측위성예비 열설계 단계의 열해석, 2007, p. 134.
  4. 이장준, 김희경, 현범석, “저궤도 인공위성의 임무자세 변화에 따른 열적 영향”, 한국우주과학회보, 제16권 1호, 2007, p. 162.
  5. Bum-Seok Hyun, Hui-Kyung Kim, & Jang-Joon Lee, "Thermal Evaluation on Yaw Motion of a Low Earth Orbit Satellite with Fixed Solar Panels", 한국우주과학회보, 제16권 1호, 2007, p. 188.
  6. 이장준, 김희경, 현범석, 김상호, “인공위성열설계와 궤도환경의 상관관계”, 한국우주과학회회보, 제16권 2호, 2007, p. 126.
  7. 김희경, 이장준, 현범석, “저궤도 위성의 궤도 운용자세에 관한 열해석”, 한국항공우주공학회 추계학술발표회 논문집, pp. 1582-1585.
  8. 김희경, 이장준, 현범석, “지구 저궤도 위성의 영상임무 자세에 따른 열적 영향 고찰”, 한국항공우주학회지, 제36권 제12호, 2008, pp.1216-1221.
  9. Timothy D. Panczak, Steven G. Ring, Mark J. Welch, & David Johnson, Thermal Desktop User's Manual Version 4.8, Colorado, C & R Technologies, Inc., 2005.
  10. B. A. Cullimore, S. G. Ring, & D. A. Johnson, SINDA/FLUINT User's Manual Version 4.8, Colorado, C & R Technologies, Inc., 2005.

피인용 문헌

  1. Preliminary Thermal Analysis for LEO Satellite Optical Payload's Thermal Vacuum Test vol.39, pp.5, 2011, https://doi.org/10.5139/JKSAS.2011.39.5.466