• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.40-46
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• 2022

홀추력기는 이온을 가속하여 추력을 얻는 전기추력기의 일종으로, 높은 비추력을 보유하여 다양한 우주임무에 활용되고 있다. 특히, 최근 다양한 우주임무 내 100 kg 내외의 소형 및 초소형위성의 활용이 가파르게 증가하면서, 이를 위한 저전력 전기추력기 연구개발의 중요성 역시 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 양극전력 200 W 미만의 홀추력기 랩모델 두 기를 설계 및 제작하고, 운전변수에 따른 추력성능 혹은 방전특성을 분석하였다. 결과적으로, 양극전력 50-175 W에서 2.5-9.0 mN 수준의 추력과 600-1,150 s의 비추력, 15-28% 양극효율을 확보하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제2권1호
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• pp.1-12
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• 2022

본 논문에서는 초소형위성용 항력 증대 장치 개발에 대해 기술하였다. 최근 우주 개발이 New Space 시대에 접어들며, 소형 로켓 및 초소형위성 거대 군집 운용 등 인공물체의 저궤도 진입 장벽이 상당히 낮아지는 추세이다. 이로 인해 우주 환경에 존재하는 우주쓰레기의 수가 기하급수적으로 늘어나고 있으며, 현재 운용중인 인공위성뿐만 아니라 앞으로 발사될 인공위성들에 큰 위협으로 다가오고 있다. 이를 방지하기 위해 국제적으로 우주쓰레기 경감 대책을 제시하고 있으며, 대표적으로 IADC(Inter-Agency Space Debris Coordination Committee)에서는 '25년 가이드라인'을 권고하고 있다. 한국항공우주연구원에서는 국내 최초로 랑데부/도킹 기술검증용 초소형위성인 KARDSAT(KARI Rendezvous & Docking demonstration SATellite) 프로젝트를 진행하였으며, KARDSAT 위성의 임무 후 폐기 기동(post-mission disposal)을 위한 항력 증대 장치 개발을 통해 우주쓰레기에 대한 국제적 가이드라인을 준수하고자 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.470-471
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• 2018

본 논문에서는 소형 큐브위성의 전력시스템 구성품의 용량 및 위성의 운용로직을 설계할 수 있는 소프트웨어 테스트베드 설계 방법을 제시한다. 기존 초소형 인공위성 시스템 설계를 위한 소프트웨어가 개발되어 상용품으로 판매되고 있으나, 주로 자세제어 시스템의 제어기 설계를 위해 소프트웨어가 사용되고있고, 텍스트기반 복잡한 구조로 되어있어 본 논문의 목적인 전력계 구성품 용량 및 운용로직을 설계하는데 이를 활용하기 어려운 측면이 있었다. 따라서 본 논문에서는 전력시스템의 구성품들을 전력 및 에너지 방정식으로 모델링하여 Matlab/Simulink에서 이를 구현함으로써 가독성을 높여 시스템 설계 및 분석 시간을 줄일 수 있는 소프트웨어 테스트베드 설계방법을 제시한다. 제안된 소프트웨어 테스트베드를 이용한 3리터 사이즈의 소형 큐브위성 시스템의 구성품 용량 및 운용로직 설계 결과를 본 논문에서 제시한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.31-36
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• 2022

본 논문에서는 (초)소형 위성에 탑재할 수 있는 영상레이다용 Backend 유닛의 제작 및 시험 결과를 제시한다. 영상레이다용 Backend 유닛은 (초)소형 위성 탑재를 목적으로 제어/저장보드, 송수신보드 및 전원보드를 하나의 박스 유닛으로 설계하였다. 제어/저장보드는 RFSoC를 이용하여 광대역 신호의 생성, 운용 타이밍 생성 및 영상레이다 운용을 위한 제어 및 연산을 수행하고, 자체적으로 저장기를 보유할 수 있도록 설계하였다. 송수신보드는 제어보드에서 생성되는 광대역 신호를 주파수 상향변환을 통해서 X-대역 운용주파수로 변환할 수 있도록 설계하였다. (초)소형 위성은 소형/경량/저비용이 중요한 고려요소 이므로 MIL, Industrial 등급의 부품을 적절히 적용하고 동시에 방사선 시험, 해석 및 우주환경 시험을 통해서 임무 수명을 보장할 수 있도록 설계 하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.169-173
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• 2019

본 논문에서는 SAR 탑재체의 운용모드 설계방안 및 설계결과 그리고 주요성능에 대한 분석 결과를 제시하였다. SAR 시스템 설계는 요구사항을 만족하는 주요변수의 설계값 도출로 진행된다. 저궤도에서 운용하는 100kg 미만의 초소형위성을 가정하고 고해상의 영상을 위하여 X-대역의 주파수를 선정하였다. 주어진 설계 요구사항을 반영하여 주파수 대역폭, 관측영역 설계, 안테나 설계를 진행하고, 설계결과를 반영하여 목표 영상품질인 NESZ 만족여부를 확인하였다. 또한 설계값을 반영하여 관측영역별로 최적의 PRF를 설계하였다. 또한 소형, 경량화를 위한 안테나 형태를 제안하였다. 또한 설계된 변수를 적용하여 체계성능을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권8호
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• pp.686-696
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• 2017

본 연구에서는 3U 큐브위성의 표준 플랫폼을 기반으로 한누리 5호 위성을 개발하고 이를 검증하였다. 표준 플랫폼의 기계시스템 설계에서는 초소형 부품 및 서브시스템 기능/성능을 초소형 PCB에 집적 및 소형화하도록 하고, 다양한 탑재체를 수용하도록 전기적 능력을 극대화한다. 한누리 5호는 지구저궤도(LEO)에서 운용하는 3U 크기의 큐브위성으로 적외선 카메라를 이용한 지구관측임무와 가이거뮬러 튜브로 우주방사선 측정을 하는 과학임무를 수행한다. 또한, 자체 개발한 소형 가변속제어모멘트자이로(VSCMG)와 퍼지로직 기반의 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 등의 부품(장치)들에 대한 기술검증도 포함한다. 한누리 5호의 검증을 위해 한누리 5호 위성체계의 ETB 시험, 기능시험 및 인증(Qualification)과 인수(Acceptance) 수준의 환경시험을 수행하였고 이들 시험결과를 제시하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.49-56
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• 2022

S-STEP 은 관심 지역의 시한성 긴급 표적 및 군사적 이상 징후를 감시하기 위한 초소형 SAR 위성 임무로, 고도 510 km의 저궤도에 32 대의 위성군을 배치하여 관심 지역에 대해 평균 재방문 주기를 30 분 이하로 달성한다. S-STEP의 임무 운용 모드는 표준 모드, 관측 모드, 통신 모드, 궤도유지 모드 등으로 구분되며, 이에 따라 자세 기동 모드 역시 초기 각속도 안정화, 태양 지향, 목표지점 및 지상국 지향, 추력 방향 유지 등으로 세분화된다. 이 연구에서는 S-STEP 임무 운용 시나리오의 예비 설계 결과와 위성체의 특성을 바탕으로 초기 각속도 안정화 및 태양 지향 모드와 관측 궤도 운용 모드에서의 자세 성능을 분석하였다. 분석 결과, 할당된 시간 이내에 필요한 자세 제어를 완료하여 각 모드에서 요구되는 자세 제어 정확도를 달성함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.80-91
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• 2006

위성공학을 전공하는 학생들에게 실질적이고 경험적인 교육을 제공하기 위해 HAUSAT-1과 HAUSAT-2 두 초소형 위성 개발 프로젝트 기반의 다학제간 우주비행체 설계 교육방법을 적용하였다. HAUSAT-1은 국내최초로 개발된 1 kg급의 초소형 피코 위성이다. HAUSAT-2는 25 kg급의 나노 위성으로 현재 준비행 모델(Proto-Flight Model)을 개발 중에 있다. 이들 설계 프로젝트는 연구와 설계 교육의 통합적 기능을 제공함으로써 대학의 고유기능인 과학 및 기술 연구와 설계 교육을 통한 전문 인력양성의 목표를 동시에 이루는 것이 가능하다. 이러한 복합시스템인 우주비행체 설계 교육을 통하여 참여 학생 전원이 우주비행체의 전 시스템 개발 과정을 직간접적으로 경험할 수 있게 하고, 최근 들어 각광을 받고 있는 다학제간 시스템 교육의 활성화를 이룰 수 있다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.65-75
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• 2017

본 연구에서는 3U 큐브위성의 표준 플랫폼을 개발하였으며, 개발된 표준 플랫폼을 3U 큐브위성인 한누리 5호에 적용함으로써 기능 및 성능을 검증하였다. 표준 플랫폼의 설계를 위해 기존 큐브위성 및 최신기술을 조사하여 3U 큐브위성 플랫폼 규격을 선정하였으며, 범용적으로 사용이 가능하도록 설계하였다. 표준 플랫폼은 1.5U 크기로 설계 및 제작되었고, 모듈러 개념으로 개발되어 사용자의 요구임무에 맞게 탑재체와 자세제어 구동기 등을 추가 및 확장시킬 수 있다. 또한 전력계의 경우 태양전지판, 배터리 및 전개 메커니즘을 사용자가 직접 구성하도록 설계하였다. 기계시스템 설계에서는 초소형 부품 및 서브시스템 기능/성능을 초소형 PCB에 집적 및 소형화하도록 하고, 다양한 탑재체를 수용할 수 있도록 플랫폼의 공간 활용률을 극대화하였다. 3U 큐브위성 개발 시, 위성 플랫폼은 개발된 표준 플랫폼을 채택하여 추가적인 기능 검증 등을 줄여 전체 위성개발에 대한 비용 및 일정을 단축시킬 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제10권2호
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• pp.29-36
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• 2011

과학기술위성 3호는 우리별 위성 시리즈와 과학기술위성 1호, 2호를 잇는 소형위성으로 첨단 위성체 핵심 기술 선행연구, 첨단 우주 및 지구 과학 탑재체 개발, 우주분야 인력 양성 등의 다양한 역할을 수행한다. 과학기술위성의 주탑재체는 다목적 적외선 영상시스템으로 우리은하와 황도극지방을 관측하여 우주의 기원을 연구한다. 다목적 적외선 영상시스템에는 국산 적외선 센서의 우주검증을 위해 지표면의 적외선 영상 획득 임무도 추가되었다. 부탑재체는 초소형 영상 분광기로서 농작물의 작황, 댐의 수질 예측 모델, 에어로졸 광학 두께 측정 연구 등에 활용된다. 본 논문에서는 2012년 말에 발사되어 주어진 임무기간 동안 과학기술위성 3호의 다양한 임무 수행을 위한 운영개념을 설명한다.