• 제목/요약/키워드: 우주 열제어

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FPGA 열제어용 히트싱크 효과의 실험적 검증 (Experimental Verification of Heat Sink for FPGA Thermal Control)

  • 박진한;김현수;고현석;진봉철;서학금
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권9호
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    • pp.789-794
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    • 2014
  • 정지궤도급 차세대 통신위성에 탑재될 디지털신호처리기에는 디지털 고속통신을 위한 FPGA가 사용된다. 적용된 FPGA는 높은 열소산량을 가지고 있으며, 이로 인한 접합온도의 상승은 부하경감 요구조건을 만족하기 어렵고 장비의 수명과 신뢰도 저하의 주요 원인이다. 지상과는 달리 우주환경에서의 전장품의 열제어는 대부분 열전도를 통하여 이루어지고 있다. CCGA 또는 BGA 형태의 FPGA는 인쇄회로기판에 장착되지만, 인쇄회로기판의 열전도율은 FPGA의 열제어에 효율적이지 못하다. FPGA의 열제어를 위하여 부품 리드와 하우징을 직접 연결하는 히트싱크를 제작하였으며, 우주인증레벨의 열진공시험을 통하여 그 성능을 확인하였다. 높은 전력소모량을 가진 FPGA는 우주환경에 적용하기 어려웠으나, 히트싱크를 적용함으로써 부하경감 온도 마진을 확보하였다.

MEMS 기반 고체 추력기의 마이크로 점화기를 이용한 궤도 열제어 (On-orbit Thermal Control of MEMS Based Solid Thruster by Using Micro-igniter)

  • 하헌우;강수진;조문신;오현웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권9호
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    • pp.802-808
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    • 2014
  • 학문적 연구개발 목적으로 개발된 MEMS 기술 기반 고체 추력기는 큐브위성에 탑재되어 극한 우주환경에서의 궤도 운용 및 기술검증시험을 실시할 예정이다. 이를 위해서는 고체 추력기가 허용온도 범위 내에 유지되도록 하여 점화시간지연에 따른 점화실패 방지 및 저온에서의 추력기의 구조건전성 확보가 가능하도록 열 제어를 실시하여야 한다. 본 논문에서는 MEMS 고체 추력기의 저온에서의 허용온도 유지를 위해 일반적으로 적용되는 온도센서와 히터를 활용하지 않고 고체 추진제 점화용 마이크로 점화기를 온도제어를 위한 센서 및 히터로 활용하는 효율적 열 제어 방안을 제안하였으며, 궤도 열 해석을 통해 열 제어 방식의 유효성을 입증하였다.

전자광학카메라 시스템의 열제어계 설계 및 개발 (Design and Development of Thermal Control Subsystem for an Electro-Optical Camera System)

  • 장진수;양승욱;정연황;김이을
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.798-804
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    • 2009
  • (주)쎄트렉아이는 400kg 급 지구관측 위성의 주 탑재체로 사용될 고해상도 전자광학카메라, EOS-C 시스템을 개발 중이다. 이 시스템은 DubaiSat-1 위성의 주 탑재체 개발을 통해 획득한 경험을 토대로 보다 향상된 광기계 및 열적 성능을 갖도록 설계되었다. 민감한 광학부품의 운용상 성능을 유지하기 위해 히터를 이용한 능동 열제어 방식이 적용되었고, 이와 더불어 히터 소모 전력을 최소화하기 위해 열 코팅 및 다층박막단열재(MLI)를 사용한 수동 열제어 방식이 적용되었다. 열해석 모델을 이용해 임무궤도에 대한 열해석을 수행하였으며, 해석 결과를 바탕으로 이 시스템의 열제어계가 설계 요구조건을 만족하는 것을 확인하였다.

STM 열진공 시험 결과를 이용한 EOS-C Ver.3.0 열제어계 설계 검증 (Design Verification of Thermal Control Subsystem for EOS-C Ver.3.0 using STM Thermal Vacuum Test Result)

  • 장진수;양승욱;정연황
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.1232-1239
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    • 2010
  • (주)쎄트렉아이는 지구관측위성의 주 탑재체로 사용될 고해상도 전자광학카메라, EOS-C Ver.3.0을 개발 중이다. EOS-C Ver.3.0은 현재 운용중인 DubaiSat-1의 주 탑재체인 EOS-C Ver.2.0 개발 경험을 바탕으로 능동 열제어 방식과 수동 열제어 방식을 적절하게 혼용하여 보다 향상된 성능을 갖도록 설계되었다. 설계를 바탕으로 STM을 개발하여 인증(qualification) 수준의 열진공 시험을 수행하여 설계 여유(design margin)를 확인하였다. 또한 열평형 시험 결과를 이용하여 열제어계 설계에 사용한 열-수치 모델에 대한 검증 작업을 수행하였으며, 열-수치 모델이 실제 열적 특성을 잘 모사하고 있음을 확인하였다.

대형열진공 챔버 제어로직

  • 서희준;문귀원;이상훈;조혁진;조창래;최석원
    • 항공우주기술
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    • 제4권1호
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    • pp.57-65
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    • 2005
  • 정지궤도위성과 같은 차세대 대형위성의 우주궤도환경 모사를 위해 한국항공우주연구원은 유효직경 Φ8m, 유효길이 L10m의 대형 열진공챔버를 구축해오고 있다. 우주환경은 고진공 환경이며 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어진다. 가혹한 우주환경에 의해서 위성체의 주요부품에 기능장애가 초래되기도 하고 이는 결국 임무의 실패로 이어지기도 한다. 위와 같은 이유들로 인하여 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 본 논문에서는 대형 열진공 챔버를 효율적이고, 안정적으로 구동을 위한 모든 제어로직이 포함되어 있다.

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대형 통신위성의 우주환경 지상검증을 위한 제어시스템 설계

  • 서희준;조혁진;이상훈;문귀원;최석원
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권1호
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    • pp.76-76
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    • 2004
  • 점차 정밀화 및 대형화되고 있는 통신위성의 운영 우주환경은 고진공 환경이며 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어진다. 위성체는 지상에서 발사되어 우주궤도에 진입한 순간부터는 계속해서 우주환경에 노출되며 이러한 가혹한 우주환경에 의해서 위성체의 주요부품에 기능장애가 초래되기도 하고 이는 결국 임무의 실패로 이어지도 한다. 위와 같은 이유들로 인하여 위성체는 지상에서 우주환경 시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사 할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. (중략)

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저궤도위성 추진시스템 예비 설계 (Preliminary Design of LEO Satellite Propulsion System)

  • 유명종;이균호;김수겸;최준민
    • 항공우주기술
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    • 제5권2호
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    • pp.85-89
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    • 2006
  • 우주비행체의 추진시스템은 주차 궤도에서 임무 궤도도의 진입을 위해 필요한 임펄스 및 궤도에서의 3축 자세제어에 요구되는 적절한 임펄스를 제공하는 역할을 수행한다. 새로운 저궤도위성 추진시스템은 용접으로 조립된 단일추진제 하이드라진 시스템으로 추력기, 추진제 템크, 압력변환기, 추진제 필터, 격리밸브 및 충전/배출 벨브 등의 주요부품들로 구성되며, 그외 각 부품들을 연결해주는 추진제 배관과 열제어 부품들이 추가된다. 이 논문에서는 저궤도위성 추진시스템의 예비 설계과정이 서술되었다.

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저궤도 관측위성의 히터제어를 위한 위성비행소프트웨어 설계 (Design of Flight Software for Heater Control in LEO Satellites)

  • 이재승;신현규;최종욱;천이진
    • 항공우주기술
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    • 제10권1호
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    • pp.141-148
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    • 2011
  • 저궤도 관측위성에는 버스 히터, 탑재체 히터, 배터리 내부 히터 등 다양한 히터들이 각각의 해당 영역에 대한 열제어를 위해 존재한다. 이러한 히터들의 제어는 서미스터에 의해 수행되거나 비행소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 각 히터들은 설치된 위치, 텔레메트리로 전송하기 위한 분류, 사용되는 서브시스템 등에 따라서 여러 형태의 그룹으로 나눌 수 있으며, 비행소프트웨어에서는 히터제어를 위한 정보들을 다양한 배열에 저장하는데 각 히터마다 고유의 인덱스를 부여하여 구분하는 방법을 사용할 수 있다. 각 히터들이 분류하는 방식에 따라 서로 다른 그룹에 속하기도 하고 비행소프트웨어 로직에서 사용되는 히터정보가 어느 히터, 또는 어느 그룹의 정보인지를 판별하는데 어려움이 있을 수 있다. 본 문서에서는 저궤도 관측위성의 일반적인 히터 제어를 위한 비행소프트웨어의 설계에 대해 기술하고, 히터들의 그룹 및 배열의 활용과 특별한 관리가 필요한 히터들의 제어방식에 대하여 설명한다.

고해상도 전자광학카메라 EOS-D Ver.1.0의 열제어계 개발 및 검증 (Development and Verification of Thermal Control Subsystem for High Resolution Electro-Optical Camera System, EOS-D Ver.1.0)

  • 장진수;김종운;강명석;양승욱;김이을
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권11호
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    • pp.921-930
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    • 2013
  • (주)쎄트렉아이는 고해상도 전자광학카메라인 EOS-D Ver.1.0의 개발 및 검증을 성공적으로 완료하였다. EOS-D Ver.1.0 시스템은 기존 EOS-C 계열 대비 향상된 공간 해상도 및 방사학적 해상도를 갖도록 설계되었다. EOS-D Ver.1.0의 열제어계는 능동 열제어 방식과 수동 열제어 방식을 혼용하여 개발되었다. 또한, 광학계 주구조물의 수분 발산 효과에 의한 비정렬 상태를 보상할 수 있도록 초점 조절장치(refocusing mechanism)를 설계하고 이를 검증하였다. 설계를 바탕으로 실제 모델을 제작, 인증 수준의 열진공 시험을 통해 설계 여유(design margin)와 작업도(workmanship)를 확인하였다. 또한 열-수치 모델(TMM)에 대한 검증 작업을 수행하여 해석 모델이 실제 모델의 열적 특성을 잘 모사하고 있음을 확인하였다.

다목적실용위성 2호 대용량 메모리 및 지상송신관리 소프트웨어 개발 및 시험 (Development and Test of KOMPSAT-2 MMD S/W)

  • 채동석;이재승;최종욱;강수연;이종인;최은정;박석준
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2004년도 춘계학술발표대회
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    • pp.1533-1536
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    • 2004
  • 위성의 비행소프트웨어는 위성이 주어진 임무를 수행할 수 있도록 위성을 제어하는 것으로 지상으로부터의 원격 명령을 받아 처리하고 원격측정 데이터를 지상으로 송신하는 기능과 자세 결정 및 제어, 전력 제어, 열 제어, 탑재체 관리 등의 기능을 수행한다. 본 논문은 다목적실용위성 2호의 비행소프트웨어에서 원격측정 데이터를 저장하고 지상으로 전송하는 기능을 수행하는 MMD (Mass Memory and Downlink Management) 소프트웨어의 설계 및 구현 내용과 시험절차, 방법, 시험결과 등에 대해서 서술하였다.

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