• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.123-128
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• 2010

본 논문에서는 우주방사능 환경에서 우주방사능/총 누적 방사선량(TID) 및 이에 대한 시스템 영향과 정지궤도 위성 시스템 설계를 Spenvis 를 사용하여 분석하였다. 우주환경에서 정지궤도 위성 시스템이 겪게 될 우주방사선 환경을 포획된 입자, 태양 양성자 그리고 우주선으로 구분하여 각각 NASA AP8, JPL91 그리고 NRL CREME 모델을 사용하여 전산모사하였다. 임무수명기간 동안 전자부품에 계속적으로 피폭되는 전체 방사량을 알루미늄 차단두께의 함수로 나타내었으며, 이 값들은 디지털채널 처리부의 전자부품의 선택기준 및 위성체 또는 구성품의 구조물 두께를 설정할 수 있는 기준으로 제시한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.57-57
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• 2003

우리별 3호는 1996년 5월 26일 발사하여 2002년 12월까지 수명 초과에 따른 성능 하락으로 임무 수행을 마칠 때까지 설계 예상 수명 3년을 초과하여 약 3년 7개월 동안 운용되었다. 인공위성은 운용 되는 동안 종종 예측하지 못한 이상현상을 겪는다. 이러한 이상현상은 인공위성의 임무 수행을 일시적으로 중지시키며 심지어는 인공위성의 작동을 완전히 불가능하게 만들기도 한다. 이러한 이상현상 발생은 매년 수백 건씩 기록되고 있으며 인공위성 시스템이 복잡해짐에 따라 더욱 증가하고 있는 실정이다. 인공위성에서 발생하는 이상현상은 다양한 원인에 기인하며 시스템 설계 오류, 제작 오류, 운용 오류, 우주환경이 끼치는 영향 등이 있다. 우리별 3호 또한 운용 동안 발생한 이상현상으로 임무를 제한적으로 수행하기도 하였다. 인공위성에서 발생한 이상현상을 분석 및 해결함으로서 임무수행을 원활히 할 수 있을 뿐만 아니라 더 나아가서 분석 경험과 축적된 자료를 통해서 이상현상을 예측 및 대비할 수 있고 위성의 성능과 수명 평가의 지표로 삼을 수 있으며 위성의 문제점을 보완하여 향 후 향상된 위성을 개발하는데 기여할 수 있다. 본 연구에서는 궤도상에서 발생한 이상현상을 각 서브시스템 별로 임무 수행에 끼치는 영향, 위성체에 미치는 영향, 발생원인, 이상현상 종류, 처리 방법으로 분류하여 살펴보았고 그 분석 결과를 과학위성 1호 개발 시 문제점 보완에 적용한 사항에 대하여 살펴보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권6호
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• pp.43-52
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• 2022

유도무기용 일회성 터보엔진은 장기간 저장 후에도 운용 신뢰성이 보장되어야 한다. 터보엔진의 운용 신뢰성에 큰 영향을 미치는 구름 베어링은 장시간 저장에 의해 궤도면 및 전동체에 산화층이 형성될 수 있으며, 이로 인해 미세 치수의 변화를 유발하여 고장이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 실제 장기 저장된 일회성 터보엔진 베어링을 획득하고, 전동체 조도의 열화 데이터를 이용하여 저장 수명을 예측하였다. 저장 수명은 와이베이즈(Weibayes) 분석 방법과 선형 열화식의 계수를 난수로 생성하는 난수 생성 기반 분석 기법을 통해서 예측하였다. 본 연구에서는 두 가지 수명평가 방법의 결과를 상호 비교하고 이에 따른 장단점을 분석하였다. 향후, 추가적인 장기저장 시편을 확보하고, 명확한 고장 조도 기준을 수립하면 베어링의 저장 수명 예측정확도를 높일 수 있을 것이며, 터보엔진의 효율적인 정비 주기 설정에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.37-44
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• 2011

2010년 6월 26일에 발사된 통신해양기상위성(천리안)은 Ka-대역 위성통신, 정지궤도 해양관측, 그리고 기상관측을 위한 탑재체를 가지고 있다. 정지궤도상의 위성을 효과적으로 운용하기 위해서 위성 임무운영 개념을 정립하여 이를 위성관제시스템의 개발 초기 단계부터 적용하였다. 천리안 위성의 임무운영은 일별, 주별, 월별 그리고 계절별 운영으로 구분된다. 위성의 일별운영은 임무계획, 명령계획 및 전송, 원격측정 데이터 처리 및 분석, 위성 거리측정 및 궤도결정, 위성의 궤도 및 이벤트 예측, 그리고 휠 오프로딩 파라미터 계산으로 구분된다. 위성의 주별 운영으로는 화요일에 남북방향 위치유지조정, 목요일에 동서방향 위치유지조정으로 구분된다. 월별운영으로는 위성의 온보드 오실레이터를 갱신하기 위한 비행역학 파라미터 계산과 위성으로의 전송이 수행되며 계절별 운영으로 봄과 가을에는 지구가 태양을 가리는 식에 관련된 위성운영을 수행한다. 이 논문에서는 통신해양기상위성이 발사된 후 약 3개월에 걸친 궤도 내 시험 기간 중에 이루어진 위성관제시스템의 주요 기능들에 대한 운영검증을 기술한다. 이 기간 중에 위성관제시스템의 대부분 기능이 성공적으로 검증되었으며 천리안 위성관제시스템은 위성의 설계 수명기간인 7년 또는 위성이 수명을 다하는 그 이후까지 계속 사용될 예정이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권5A호
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• pp.441-450
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• 2007

본 논문에서는 위성망 자원할당 및 분석 툴(SNRAT : Satellite Network Resource Allocation & Analysis Tool)을 활용하여 위성통신체계에 대한 링크성능 분석결과를 제시하였으며, 모의위성망을 구성하여 성능분석 툴로 예측한 링크 성능을 검증하였다. 통신위성은 지상장비와 달리 정지궤도에 발사하여 궤도 내 운용을 시작하면, 더 이상 성능의 수정이나 수리가 불가능하고, 운용 가능한 수명이 제한되어 있기 때문에 적기에 배치하여 운용하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 위성 발사 전 위성망 자원할당 및 분석 툴을 이용하여 통신품질, 지원용량 및 항재밍 성능 등을 예측하고, 모의위성망을 구축하여 지상단말과 망제어기와 같은 지상장비 및 중계기 규격의 적합성을 증명하였으며, 여러 망 운용 시나리오에 대한 시험을 통해 최적의 운용방안을 도출하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.97-97
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• 2003

아리랑위성 1호는 1999년 12월 21일 발사되어 3년의 설계 임무 수명을 성공적으로 완료하였으며 현재 위성체의 특이한 이상 상태 없이 안정적으로 연장 운영되고 있다. 위성이 성공적으로 임무를 수행하기 위해서는 태양전지 및 배터리 등의 기능이 적절하게 유지되어야 한다. 위성의 전력을 생산하는 태양 전지는 여러 가지 복사 및 운영중의 온도차와 같은 우주환경 등에 의해서 서서히 성능이 감소하게 되고, 배터리 또한 온도상승 등으로 인해서 성능이 감소하게 된다. 또한 위성의 궤도평면과 태양 벡터 사이의 각으로 정의되는 베타각($\beta$)에 의해서 식기간의 변화 및 온도 변화로 인해서 전력계에도 변화가 발생한다. 본 논문에서는 정상운영 초기부터 현재까지 실제 운영 궤도상에서 얻어진 원격계측자료(Telemetry)를 이용하여 전력계의 주요 부분 변화를 살펴보았다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권2호
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• pp.449-458
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• 1998

다목적실용위성은 고도 685km의 태양동기궤도를 임무 궤도로 사용하며, 궤도 당 약 34~35분씩 지구에 의해 태양 빛이 가리는 식 현상과 비 주기적으로 달에 의한 월식 현상이 발생한다. 위성의 월식은 달이 태양과 위성 사이에 위치하여 위성에 도달하는 태양 빛을 전체 혹은 부분적으로 가리는 것을 의미한다. 식 현상은 위성 체의 배터리 충전 및 방전 회수를 증가시키며 위성의 수명과 임무 및 운용에 영향을 준다. 다목적 실용위성은 주기적인 지구의 식 현상을 고려하여 설계되었으나 월식이 일어나는 경우 위성 체의 에너지 균형과 배터리 방전에 대한 부수적인 효과와 함께 운용상의 문제를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 다목적실용위성의 임무 기간인 3년 동안 위성 운용 중에 발생할 수 있는 월식 현상을 예측하고 이에 대비한 임무 계획을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1126-1131
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• 2008

본 논문은 궤도 기하학 기반 바이어스 추정기법을 다목적실용위성 1호 및 2호의 자기센서 측정데이터에 적용하여 위성체 태양전지판과 전장박스에서 발생하는 유도자기장 바이어스를 추정한다. 유도자기장 바이어스의 추정과 적절한 보정은 자기센서의 노후화를 대처하고 수명을 최대한 연장하여 정상적으로 위성 임무를 수행을 가능하게 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권4호
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• pp.352-362
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• 2016

본 논문에서는 저궤도 위성의 한 예제로써 우주파편 완화 가이드라인을 준수하는 아리랑 2호 위성의 폐기기동에 대한 분석을 수행하였다. 분석은 상용소프트웨어인 STK$^{(R)}$와 ESA의 우주파편 분석 툴 DRAMA를 사용하였으며, 가이드라인 규정 중 '25년 규정'을 만족하는 적정 폐기고도를 산출하였고, 아리랑 2호 위성의 비제어 재진입을 가정하여 내부부품의 생존률 및 지상피해면적을 분석하였다. 마지막으로 비제어 재진입 시 내부부품의 생존을 가정했을 때 다양한 초기궤도 오차를 수렴할 수 있는 적정 재진입 초기궤도를 분석하였다. 분석결과 아리랑 2호 위성은 '25년 규정' 만족을 위해 최소 43km에서 최대 105km의 고도하강이 필요하며, 비제어 재진입 시 질량이 큰 물체나 내열성이 강한 부품이 생존하여 $4.3141m^2$의 피해면적을 야기하였다. 마지막으로 재진입 초기궤도의 승교점경도를 129도로 설정했을 때 일정수준의 오차를 포함하더라도 가이드라인 기준을 만족하는 인명 피해확률을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.791-799
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• 2020

2019년 10월 발사된 Northrop Grumman사의 MEV-1(Mission Extenstion Vehicle)은 세계 최초의 무인임무로서 궤도상 유지보수(On-Orbit Servicing)가 실질적으로 가능함을 보였다. 물론 궤도상 유지보수 임무는 수십 년 전부터 제안된 개념으로 운영 중인 위성에 대한 궤도수정 및 유지, 추진제/장비 보급 및 업그레이드, 수리, 궤도상 조립 및 제작, 우주잔해 처리 등 다양한 임무개념으로 발전되고 있으며, 이번 MEV-1 임무의 성공으로 향후 세계적으로 정부기관 및 민간분야 위성사업에서의 시장이 확대될 것으로 예상된다. 궤도상 유지보수 임무는 임무의 특성상 기본적으로 고효율의 전기추진시스템의 활용은 필수적이다. 본 연구에서는 전기추진시스템 중 홀추력기를 활용한 간단한 궤도상 유지보수 임무에 대한 임무해석 내용을 소개하고자 한다. 임무사례로서 정지궤도위성의 수명연장 임무에 대해 다양한 홀추력기 설계변수조합에 대한 설계공간탐색을 수행하고, 설계공간분석 및 최적화를 통해 고려하는 임무에 적합한 홀추력기의 설계 및 운용 파라미터를 제안함과 동시에 임무성능을 도출하였다. 추가적으로 현재 궤도상 유지보수 임무해석 시 개선점과 홀추력기를 활용한 우주임무해석에서의 발전방향을 고찰하였다.