국내에서 개발한 고기동 저궤도 위성이 일본 다네가시마 우주센터에서 2012년 5월 18일 발사되었다. 자세제어계는 위성의 임무수행을 완수할 수 있도록 발사 후부터 위성 수명 기간 동안 자세명령을 생성하고 제어 및 결정을 하며, 궤도 조정과 모멘텀 덤핑등의 임무를 수행한다. 이러한 임무 수행을 가능하게 하기 위해 자세제어계는 적절한 센서와 구동기 조합을 사용하여 추력기 기반 안전모드, 궤도 조정을 위한 Del-V Burn 기동 모드, 태양지향 서브모드 및 목표지향 서브모드 등을 설계했다. 고기동 위성의 초기 운용 중 자세제어계는 자세제어계 하드웨어의 초기 구동 및 점검을 수행하고 설계한 각 모드의 기능과 성능 확인을 수행하게 된다. 본 연구는 성공적으로 완료한 자세제어계 하드웨어의 초기 점검 결과를 소개하는 것이 목적이다. 초기 운용은 위성이 발사된 직후 탑재컴퓨터가 깨어나면서부터 시작되는데, 발사 후 최초 접속시 추력기 기반 안전모드에서 태양 획득 성능 및 제어 성능을 확인한 후 정상 상태 모드인 태양지향 자세로 전환하기 위해 자세제어계 하드웨어인 별 추적기, 자기토커, 반작용휠의 초기 구동 및 점검을 수행하였다. 본 연구에서는 각 하드웨어의 초기 구동 점검과 성능 및 기능 요구조건 만족에 대한 성능 분석 결과를 정리하였다.
아리랑위성 1호는 1999년 12월 21일 미국 캘리포니아 반덴버그 공군기지에서 성공적으로 발사되어 초기 고도 702.5km, 궤도경사각 98.26도의 궤도 진입에 성공하였다. 발사 후 2 개월간의 초기 운용기간 (Launch Early Operation Phase) 동안 위성체의 점검 및 기본 기능시험이 완료되었고 현재 위성은 정상 임무궤도에서 운용되고 있다. 초기 운용기간에 위성에 탑재된 관측센서의 기능분석 및 시험 영상 촬영도 이루어졌다. 본 발표에서는 초기 운용기간에 전자광학카메라 (EOC)와 해석관측센서 (OSMI)로부터 획득한 영상자료의 일부를 공개한다. 이를 통해 향후 국토이용관리, 해양 및 기상 등 다 방면에 활용될 EOC 및 OSMI 자료의 현재 수신상황을 설명하고 영상자료에 대한 이해를 도모하고자 한다.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2011.11a
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pp.66-68
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2011
Chollian is a geostationary satellite, and its bipropellant propulsion system is mainly composed of one main engine for orbit transfer and fourteen thrusters for on-station operations. The Chollian was launched successfully at Kourou Space Center in French Guiana. After it separated from the launcher, the propulsion system was initialised automatically. Then three times of main engine firing were successfully performed, and the target obit insertion was accomplished. This paper details the major CPS events during LEOP phase for the Chollian satellite.
저궤도 위성이 발사체에서 분리된 후 탑재 소프트웨어에 의한 초기 동작이 수행되고 나면 초기 운용이 시작된다. 초기 운용 기간에 수행할 모든 절차와 대처 가능한 긴급 상황이 발생할 경우 수행할 절차는 발사 전에 미리 준비된다. 위성의 각 부분의 설계 마진은 최악 조건을 기준으로 반영되어 있기 때문에 발사 이후의 버스 시스템 관점에서의 위성 특성은 요구 사항을 만족하는 범위가 될 것으로 예상이 가능하다. 실제로 발사 후 위성 텔레메트리 분석을 통해 대부분의 항목에서 요구 조건을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 텔레메트리 분석을 통해 설계 단계에서 예상했던 것 보다 정확한 궤도 특성이 반영된 위성 특성을 파악하였다. 이러한 특성은 설계 시 고려했던 상황과 다르더라도 실제 궤도 특성이 반영된 특성이므로 초기 운용 및 정상 운용 시에 정상적인 상황인 것으로 고려해야 한다. 첫째, 지구 알베도 특성에 따라 태양센서 값이 궤도에 따라 변화한다. 위성의 자세가 정확히 태양을 지향하고 있더라도 태양센서에 지구에서 반사된 빛이 입사되어 자세 제어에 영향을 주게 된다. 알베도의 영향은 적도에서 극지방으로 갈수록 커지며, 계절에 따라 다른 특성을 보인다. 알베도의 영향을 최소화하기 위해 자세 제어 모델에 알베도 효과를 고려하거나 알베도 효과를 무시할 수 있을 정도로 자세 제어 오차 한계를 조정할 수 있다. 둘째, 위성의 지구 회피 회전에 의해 태양 전지판의 온도가 궤도에 따라 변화한다. 위성체는 위성체에 장착된 두 개의 별센서의 가시성 확보를 위해 태양 지향 자세에서 요축으로 일정 속도로 회전한다. 남극 부근에서는 두 태양 센서가 모두 지구의 반대편인 남쪽을 지향하도록 하며, 북극 부근에서는 북쪽을 지향하도록 한다. 이 때 두 태양 센서의 방향에 장착된 태양 전지판은 극지방에서 지구 반대편에 위치하므로 다른 태양 전지판에 비해 낮은 온도를 갖게 된다. 이 논문에서는 위성의 궤도 특성에 따른 고려 사항에 대해 설명하였다.
과학기술위성 1호는 2003년 9월 27일 러시아의 플레세츠크에서 성공적으로 발사된 후 6개월 여간의 운용을 통하여 초기 위성 안정화 과정과, 임무 수행기간인 2년 동안 정상적으로 위성이 운용될 수 있도록 위성의 운용모드에 따른 파라미터를 궤도상에서 보정하는 과정을 거쳐 전력 시스템이 최상의 조건을 가질 수 있도록 하였다. 초기 위성의 상태 점검과정과 탑재체의 관측을 위한 운용모드 시험과정을 거쳐 현재 위성은 각 궤도별로 “정밀 자세 제어 모드”, “최대 태양 전력 입력 지향 모드”, “자동 지상국 교신모드”, “탑재체 운용 모드”, “S/W 전력 제어”, “자동 파일 다운로드” 등으로 분류되어 운용되고 있으며, 위성의 주컴퓨터에 시나리오 명령구조를 사용하여 탑재체를 운용하고 있다. (중략)
Journal of Satellite, Information and Communications
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v.11
no.1
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pp.58-62
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2016
The satellite propulsion system provides the required thrust to insert a satellite into the desired orbit after separation from the launch vehicle and to control orbit inclination or compensate altitude loss due to drag after inserted into the desired orbit. The on-orbit performance of LEO satellite propulsion system according to operation mode was verified based on the results analysis for early on-orbit operation. The temperature trends of components and tubing were checked and the resultant trends were within the normal range as well.
1996년 미국 버클리 대학의 Space Science Laboratory와 공동으로 고온 성간 물질의 관측에 대한 Conceptual Study로부터 시작되어 1998년 과학위성 1호의 주 탑재체로 선정되면서 본격적인 개발에 들어간 원자외선 분광기(FIMS: Far-ultraviolet IMaging Spectrograph)는 Engineering Model 개발, Qualification Model 개발, Flight Model의 개발 및 보정, 그리고 최종적으로 과학기술위성 1호 본체와의 조립 시험 및 환경시험을 거쳐 2003년 9월 26일 러시아의 플레세츠크에서 COSMOS-3M 발사체에 의해 발사된다. FIMS를 포함한 과학위성 1호는 현재 발사를 위해 러시아 현지에 이송되어 최종 시험을 진행 중이며, 발사 후 약 20일 가량은 위성의 운용 시험을 하게 되며, 이후 FIMS의 운용에 영향을 줄 수 있는 Out-gassing이 충분히 이루어진 후 FIMS의 Test 및 초기 운용이 이루어 진다. FIMS의 Detector로 사용되는 MCP(Micro Channel Plate)의 정상적 동작이 확인되면, 1년여에 걸쳐 FIMS의 주 임무인 원자외선 영역(900∼1750')의 은하계 전천 탐사를 수행하게 된다. 전천 탐사가 마무리 되면, 전천탐사의 결과를 바탕으로 개별 천체의 영상 및 분광 자료를 획득하게 되며, 동시에 원자외선 영역의 오로라 및 지구 대기광 측정을 수행한다.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2011.04a
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pp.207-210
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2011
Chollian bipropellant propulsion system is composed of one main engine for orbit transfer and fourteen thrusters for on-station operations. The design and analyses of the propulsion system were carried out in the framework of international collaboration. Following the system integration and testings required, the Chollian was transported to Kourou Space Center in French Guiana and launched successfully. After it separated from the launcher, the propulsion system was initialised automatically. Then three times of main engine firing were successfully performed, and the target obit insertion was accomplished.
A LEO Satellite performs automatic initial operations by FSW after separation from a launch vehicle. After initial operation by FSW is finished, preparation for normal operation is performed by ground during bus initial activation and checkout phase. First of all, we check state of health of the satellite including solar array deployment status. After then, each unit of spacecraft bus is activated and checked. After activation and checkout of every units used for normal operation, we check maneuver performance for imaging mission and orbit maintenance performance. Because the Bus IAC is performed during limited ground contact time, every detailed procedure must be designed considering ground contact. Therefore, the Bus IAC procedure is separated into several parts based on ground contact duration. In addition, the procedures for every possible operation including expected situation as results of IAC procedures and unexpected contingency situation must be prepared. The contingency operation is also designed based on ground contact duration. The LEO satellite was successfully launched and the Bus IAC was successfully performed. In this paper, we explain design concepts and execution results of Bus IAC.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.40
no.3
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pp.258-263
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2012
In this paper the Chemical Propulsion Subsystem of COMS is briefly explained and some telemetries acquired by a series operations of CPS during the Launch and Early Operation Phase of COMS are presented. The pressure and temperature of pressurant tank telemetries are compared with the results of the developed computer program. The changes in pressure are due to the two major phases. The first one is the initialization phases of CPS composed of the venting phase to vent the helium gas in the pipe network from the downstream of the propellant tanks to the thrusters for safety, the priming phase to fill the vented pipe network with oxidizer and fuel respectively and then the pressurization phase to pressurize the ullage of propellant tank to regulated pressure. And the other is the apogee engine firings in which COMS CPS is in the orbit raising phase to use helium as a pressurant to keep the pressure of propellant tank as the liquid apogee engine get fired until COMS reached to the target orbit. This program can be applicable to prepare basis design data of the next Geostationary Satellite CPS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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