• 한국추진공학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.64-70
• /
• 2008

마이크로 가공기술의 눈부신 발달에 힘입어 다양한 항공우주 시스템을 초소형화 하려는 시도가 있어 왔다. 마이크로 비행체, 나노 위성, 마이크로 로봇 등의 개념들이 등장하였다. 이들 독립 이동식 마이크로 시스템을 구동하는 데에는 기존의 배터리 보다 훨씬 에너지 밀도가 높은 동력원이 필요하다. 그러나 이와 같은 고에너지 동력원이 아직 존재하지 않는다. 이 논문에서는 초소형 동력원 연구의 과거와 현재를 살펴보고, 미래 발전 방향에 대한 제안을 시도하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2006년도 한국우주과학회보 제15권1호
• /
• pp.133-136
• /
• 2006

대형위성과 달리 나노위성이나 마이크로위성과 같은 소형위성의 경우, 전장품을 장착하기 위한 위성 내부 공간은 극히 제한되어 있다. 이러한 문제를 완화하기 위해 나노위성 HAUSAT-2는 대부분의 서브시스템과 탑재체의 전장모듈들을 통합한 일체형 위성 버스전장박스(BEU)를 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 버스전장박스의 설계, 환경시험 결과 및 성능 분석에 대해 기술하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.77-84
• /
• 2006

마이크로/나노 위성체 개발과 함께 위성체의 자세 제어 및 궤도 수정을 위한 마이크로 추력기의 개발이 필요하게 되었다. 다양한 마이크로 추력기들 중 가장 각광 받고 있는 마이크로 고체 추진제 추력기를 소개하고, 추력기의 구성 요소들에 관한 연구 결과를 기술하였다. 추진제 점화를 위한 마이크로 백금 점화기를 제작하여 형상 변수에 관한 성능 평가를 수행하였다. HTPB/AP 고체 추진제의 특성 연구를 수행하여, 추진제의 연소 속도를 측정하였다. 마이크로 챔버는 감광성 유리를 이방성 식각하여 제작하였으며, 최종적으로 이들 요소들을 통합하여 마이크로 고체 추진제 추력기의 연소 실험을 수행하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.38.2-38.2
• /
• 2009

마이크로노즐은 우주공간에서 인공위성의 자세를 바로잡는 데 필요한 마이크로 로켓에 들어가는 필수적인 부품이다. 마이크로 노즐은 또한 나노입자 적층 시스템(nano-particle deposition system, NPDS)에 들어갈 수 있다. NPDS는 세라믹 또는 금속 나노분말 입자를 노즐을 통해 초음속으로 가속시킨 뒤 상온에서 이를 기판에 적층시키는 새로운 시스템이다. 본 연구의 목표는 NPDS에 쓰이는 노즐을 일반적인 반도체 공정을 이용하여 마이크론 스케일의 목을 갖도록 한 마이크로노즐을 제작하는 데 있다. 보쉬 공정은 이러한 마이크로노즐을 제작하는데 필수적인 공정으로, 유도결합플라즈마를 이용해 실리콘 웨이퍼를 식각시키는 기술을 말한다. 보쉬 공정에 사용되는 플라즈마 기체는 $SF_6$와 $C_4F_8$인데, 이 두 가지 기체를 번갈아가면서 사용하여 실리콘 웨이퍼를 이방성 식각하는 것이 그 특징이다. 보쉬 공정에는 다양한 변수가 존재하며 이를 적절히 통제하면 마이크로노즐에 적합한 프로파일을 실리콘 웨이퍼 내에 형성시킬 수 있다. 본 연구에서는 보쉬 공정을 이용하여 3차원 마이크로 노즐을 제작하였다. 기존에 반응성이온식각(deep reactive ion etching, DRIE) 공정을 통해 마이크로노즐을 제작한 사례가 많이 보고되었지만 이들은 모두 2차원적으로 마이크로노즐을 제작하였다. 2차원적으로 제작한 마이크로노즐은 마이크로 로켓에 주로 사용되었지만, 초음속으로 가속된 분말이 노즐의 형상으로 인한 유체 흐름의 불안정성 때문에 NPDS에서는 오래도록 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 그러므로 본 연구에서는 마이크로노즐을 3차원 형상으로 제작함으로써 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
• /
• pp.251-254
• /
• 2006

마이크로 추력기는 마이크로/나노 위성체의 구현을 위한 핵심 기술이며 다양한 다이크로 추력기 중 마이크로 고체 추진제 추력기는 각광받고 있는 추력기중 하나이다. 마이크로 고체 추진제 추력기는 노즐, 점화기, 추진제실 그리고 추진제로 구성되어 있다. 본 논문에서는 다양한 마이크로 고체 추진제 추력기들을 조사하고, 1mNs의 임펄스를 구현할 수 있는 추력기 모델을 제시하고 연소실의 설계 및 제작 방법에 대한 결과를 보고하겠다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.353-362
• /
• 2007

대형위성과 달리 나노위성이나 마이크로위성과 같은 소형위성의 경우, 전장품을 장착하기 위한 위성 내부 공간은 극히 제한되어 있다. 이러한 문제를 완화하기 위해 나노위성 HAUSAT-2는 대부분의 서브시스템과 탑재체의 전장모듈들을 통합한 일체형 위성 버스전장박스(BEU; Bus Electronic Unit)를 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 BEU의 설계, 환경시험 결과 및 성능 분석에 대해 기술하였다. 진동 및 열진공 시험은 새로 개발된 BEU의 설계 여유 검증을 위해 인증(qualification) 수준으로 수행하였다. 인증시험 전후의 성능시험을 통해 각 서브모듈들이 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다. 진동시험 결과 BEU는 구조적인 손상 없이 설계 강성조건을 만족하는 것을 검증하였으며, 열해석 모델링의 보정을 통해 열진공시험과 거의 일치하는 결과를 얻게 되었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권9호
• /
• pp.73-80
• /
• 2005

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.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.65-73
• /
• 2006

위성이 발사체로부터 분리될 때 초기 각속도가 발생한다. B-dot 로직은 일반적으로 위성의 초기각속도 제어에 사용되나, 상대적으로 제어시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 피치 바이어스 모멘텀 방식을 사용하는 초소형 위성에 적용 가능한 디텀블링(detumbling) 방식을 새롭게 제안하였다. 제안된 디텀블링 방식은 제어시간이 약 20분 이내로 기존의 방식에 비해 상당한 시간을 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안한 디텀블링 방식을 사용할 경우 기존의 모멘텀 휠 초기구동 방식을 사용할 수 없다. 따라서 휠의 속도를 안정적으로 공칭 속도까지 증가시키는 방식을 제안하고 시뮬레이션을 통해 비교, 검증하였다. 시뮬레이션 결과 기존의 방식과 비교했을 때 제어시간을 단축할 수 있었으며 휠의 공칭 속도와 3축 안정화를 이룰 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제42권8호
• /
• pp.701-706
• /
• 2014

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.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권6호
• /
• pp.581-586
• /
• 2008

기존의 수 mN급의 MEMS 고체 추진제 추력기는 실제 마이크로/나노 위성체의 킥모터,지능탄(Smart bomb)의 측추력기로 응용하기에는 추력 레벨이 너무 낮다는 한계가 있었다. 이 연구에서는 고체 추진제의 연소 면적을 증대시킴으로써 추력 레벨이 향상된 MEMS 고체 추진제 추력기의 제작 가능성을 확인하고 연소 실험을 통해서 구조체의 안정성을 확인하였으며 직접 추력을 측정하여 수백 mN급의 단위 추력기를 개발하였다. 연소 챔버와 노즐, 덮개 층은 감광성 유리 기판을 이용하여 제작하였으며 마이크로 점화기는 파이렉스 기판 위에 300 ㎚ 높이의 니켈과 크롬을 페터닝(patterning)하여 제작하였다. 마이크로 점화기의 성능 해석과 실험을 통한 검증을 수행하여 고체 추진제의 점화를 위한 공급 전력을 계산하였으며 힘 센서를 통하여 추력기의 추력을 측정하였다. 측정된 추력은 K=15와 20인 경우에 300, 600 mN 이었다.