본 논문은 피치 바이어스 모멘텀 방식을 사용하는 HAUSAT-2 위성의 모멘텀 휠 초기구동(Start-up)을 위한 방안을 연구 분석하고 초소형위성 HAUSAT-2에 적합한 새로운 초기구동 방법을 제안하였다. HAUSAT-2는 25kg급의 나노 위성으로 모멘텀 휠과 마그네틱 토커를 사용하여 3축 제어를 수행한다. 자세제어를 위해 모멘텀 휠은 공칭 속도로 회전하거나 회전속도가 변하게 된다. 모멘텀 휠을 장착한 위성에서 휠의 초기구동방법은 휠을 발사 전에 미리 일정한 속도로 회전하게 하거나, 궤도상에서 추력기와 같은 구동기로 자세를 안정화 시킨 이후에 휠을 공칭속도에 도달하게 하는 방법이 있다. 하지만 HAUSAT-2와 같은 초소형위성의 경우 전력제한으로 발사 전 휠을 구동하기 힘들며, 궤도상에서 자세 안정화 이후 휠을 구동하기 위해서는 자기토커만으로 자세를 안정화 해야 하는데 이 경우 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 좀더 빠르고 효율적으로 휠의 초기구동과 자세안정화를 하기 위해서 모멘텀 휠 구동 방안을 제안하였다. 이 방법은 위성이 발사체에서 분리된 후 초기 각속도 제어를 할 때 일정한 속도 증가율로 모멘텀 휠의 속도를 올려주어 공칭 속도에 도달하게 하며, 이 후 자세 안정화를 수행하게 된다. 이 방식을 사용하면 약 4 궤도 이내에 휠 초기구동과 자세 안정화를 성공적으로 이룰 수 있음을 확인 할 수 있었다.
세계전파통신회의 (WRC; World Radiocommunication Conference)회의는 국제전기통신연합 (ITU)에서 규정하는 국제 전파법 제개정을 위해, 3-4년 간격으로 개최되는 전파통신 관련 최고회의라고 할 수 있다. WRC-15회의는 2015년 11월 2일 - 11월 27일에 걸쳐 스위스 제네바에서 개최될 예정이며, 과학업무 관련 의제들은 다음과 같다. 즉, 7145-7235 MHz 또는 7-8 GHz 대역의 지구탐사위성(지구대우주)업무의 1순위 분배연구, 지구탐사위성업무용 연속 600MHz 대역 분배방안 연구 (8,700~10,500MHz대역 내), 우주선 근거리통신용 관련 규정 재검토, 윤초삭제와 관련된 세계협정시(UTC) 개정 또는 대처방안 연구가 있다. 그리고 모바일광대역 응용 실현을 위한 이동통신업무 추가 분배 및 IMT 추가 지정 연구, 7150-7250MHz (우주대지구), 8400-8500MHz (지구대우주)에서 고정위성업무 추가 분배연구, 나노 위성 및 피코 위성 규제 관련 연구들이 있다. 따라서 본 발표에서는 WRC-15회의의 과학업무 의제들 가운데, 국내전파망원경 운용에 영향을 미칠 수 있는 주파수 대역 및 윤초 관리 등과 관련된 주요 과학업무 의제를 소개하고 이에 대한 향후 대응책 검토를 하고자 한다.
나노기술(NT, Nanotechnology)은 분자 및 원자 수준에서 물질을 제작 및 가공할 수 있는 초극미세기술을 의미하며, 재료, 물리, 전자 등의 기존의 기술 분야들을 융합하여 새로운 기술 영역을 구축하는 학제간 연구(Interdisciplinary)가 필요한 분야이다. 국내에서는 탄소나노튜브가 향후 반도체를 견인할 10대 신성장동력 미래기술로 선정되어 활발한 연구가 이루어지고 있다. 나노기술이 미소과학 분야라면 우주기술(ST, Space Technology)는 거대 복합과학 분야를 대표하는 기술로서 기계, 재료, 전자, 통신 등의 기술을 활용하는 시스템 기술이다. 우리나라의 우주개발은 선진국 보다 비록40년 가량 늦었지만 15년 남짓한 기간에 기술자립화 단계로 나아가는 비약적인 성과를 보여주고 있다. 전남 고흥에 나로우주센터가 완공되면 우리 땅에서, 우리 위성을, 우리 발사체로 발사할 수 있게 된다. 나노기술분야는 나노재료, 나노전자, 나노제조 등 매우 광범위하므로 우주기술 개발을 위한 제한된 자원의 견지에서, 비용 대비 성능이 가장 우수하게 평가되는 나노 기술적 구성요소들에 집중하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 미국 NASA에서 수행중인 나노기술 개발현황과 유럽의 9차 나노포럼에서 보고한 우주항공분야의 나노기술을 기초로, 현재 우주항공선진국에서 수행중인 개발 현황을 정리하였다. 성능 나노기술의 도움으로 이전에는 불가능하였던 우주 기술이 현실로 다가오고 있는바, 우주개발의 경쟁력을 얻기 위해서는 나노기술을 접목해야만 한다는 것을 알 수 있다. 우리나라는 국가우주개발중장기계획에 따라 2025년 달탐사 착륙선을 개발할 계획이므로, 나노기술을 적극적으로 활용하여 선진국수준의 기술을 확보해야 할 것이다.
한국항공대학교 우주시스템연구실에서는 나노급 위성인 HAUSAT-2 개발과 더불어 주요 탑재체인 동물 추적 시스템을 직접 연구 개발하고 있다. 동물 추적 시스템은 위성에 탑재되는 동물 추적 시스템 수신기와 동물 추적 송신기, 위성으로부터 수신된 신호를 해석하고 처리하는 지상국으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 동물추적시스템의 전반적인 운용개념과 하드웨어 개발에 대하여 기술하며 데이터를 처리하기 위한 소프트웨어 알고리즘 및 도플러 편이(Doppler Shift)를 이용한 동물 위치 추정 알고리즘에 대하여 논한다.
세계전파통신회의 (WRC; World Radiocommunication Conference)회의는 국제전기통신연합 (ITU)에서 규정하는 국제 전파법 제개정을 위해, 3-4년 간격으로 개최되는 전파통신 관련 최고회의이다. WRC-15회의는 2015년 11월 2일 - 11월 27일에 걸쳐 스위스 제네바에서 개최될 예정이며, 과학업무 관련 의제들은 다음과 같다. 즉, 7145-7250MHz 대역의 지구탐사위성(지구대우주)업무의 1순위 분배연구, 8,700~10,500MHz 대역의 지구탐사위성업무의 신규 SAR용 대역(연속 1.2GHz) 분배방안 연구, 우주선 근거리통신용 410-420MHz 대역 규제 철폐 관련 검토, 윤초삭제와 관련된 세계협정시(UTC) 개정 또는 대처방안 연구가 있다. 그리고 모바일 광대역 응용 실현을 위한 이동통신업무 추가 분배 및 IMT 추가 지정 연구, 나노 위성 및 피코 위성 규제 관련 연구들이 있다. 따라서 본 발표에서는 WRC-15회의의 과학업무 의제에 관한 사전 연구결과를 소개하고, 국내전파망원경 운용에 영향을 미칠 수 있는 주파수 대역 및 윤초 삭제 등과 관련된 주요 이슈에 대한 향후 대응책 검토를 하고자 한다.
본 논문에서는 Q-polynomial을 이용한 Korsch 망원경의 비구면 반사경 공차 분석을 진행하였다. 고해상도 인공위성의 비구면 반사경은 고정밀 제작이 요구되어 품질을 평가하기 위한 공차 분석이 중요하다. 따라서 비구면을 각 계수항들이 독립적인 Q-polynomial로 표현하고 Korsch 망원경 광학계의 공차 분석을 진행하였다. 또한 비구면 반사경에 형상 오차를 Zernike fringe sag로 부여하여 공차 분석하고 두 결과를 비교하여 Q-polynomial으로도 공차 분석할 수 있음을 확인하였다.
나노과학, 나노공학, 및 나노기술의 축적된 지식을 대중참여라는 관점을 첨가하여 대학원생이나 젊은 과학자들에게 가르치기 위하여, 오사카 대학은 2004년부터 다양한 교육 및 훈련 프로그램을 제공하고 있는데, 교학문적(交學問的) 대학원 부전공 과목, 야간 강좌, 단기 국제훈련 프로그램 등이다. 연속강의는 위성통신을 이용하여 교실에 전달되기도 한다. 또한 학생들은 현대시설을 활용한 실습을 통하여 직접, 나노소재와 나노소자를 설계, 제작, 측정, 특성분석 및 기능화 할 수 있다. 그리고 특별히 사회적, 법적, 윤리적 관계를 포함하는 나노소통에 관한 연구훈련 프로그램과 강좌 시리즈가 네 개 개설되어 있으니, "나노기술 경력 건설 강좌", "나노기술의 대중 참여", "나노기술 지도 설계", "목적과제 학습 및 훈련 프로그램(PAL)"이다. 전체 프로그램의 윤곽이 나노소통 특별 프로그램과 함께 소개되어 있다.
최근 인공위성 연구는 "Faster, Smaller, Better, Cheaper"라는 슬로건 하에 나노급, 마이크로급 인공위성 개발, 복수위성 발사 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 광학구조체는 인공위성에서 대부분의 비율을 차지하며, 이를 축소하기 위한 방안으로 광학구조체에 전개 메커니즘을 접목시킨 전개형 광학구조체에 대한 연구가 각광받고 있다. 본 논문에서는 기존 고정형 광학구조체의 요구조건을 바탕으로 전개형 광학구조체 전개 시 정렬 정밀도를 제안하고, 이 정밀도를 만족시킬 수 있는 전개 메커니즘 후보를 제안하였다. 또한 기구학적 해석을 수행하여, 위성의 광학성능에 영향을 미치는 미러 사이의 tilt, de-space, de-center중, 기구의 입력 오차에 의하여 발생될 수 있는 기구장치의 de-space 정밀도를 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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