• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.40.3-41
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• 2009

인류가 위성을 발사하기 시작하면서 수많은 우주파편이 발생하게 되었고 이로 인하여 우주파편 환경은 날이 갈수록 심각해지고 있다. 우주공간을 비행하는 우주물체는 분쇄된 파편, 임무 관련 파편, rocket body 그리고 운용위성으로 구분된다. U.S. Space Surveillance Network에 따르면 10cm 이상 크기를 갖는 물체는 현재 13,000개가 넘는다고 알려지고 있고 질량만 해도 6,000톤이 넘는다. 이런 우주파편 환경으로 인하여 우주파편 간의 충돌, 우주파편과 운용위성 간의 충돌 또는 운용위성 간의 충돌에 대한 우려가 꾸준히 제기되어왔고, 불행하게도 2009년 2월 10일 Iridium 33과 Cosmos 2251 위성이 고도 790km 부근에서 충돌하여 1,300여개의 우주파편이 발생했다. 또한 2007년에 중국이 고도 860km 부근에서 750kg에 해당하는 자국의 위성(FY-1C)을 미사일로 격추시킴에 따라 2500여개의 우주파편이 발생하여 저궤도의 우주파편 환경을 더욱 심각하게 만들고 있다. 운용위성과 우주파편과의 충돌 가능성을 분석하기 위해서는 우주파편 및 위성의 궤도정보를 알아야 한다. 이를 위해서 NORAD(North American Aerospace Defense Command)에서 제공하는 TLE(Two Line Element)가 주로 이용된다. 하지만 관측 및 궤도 결정 특성상 수 km의 오차를 포함하므로 궤도정보의 공분산이 크다는 단점이 있으므로 충돌 분석을 수행하는데 있어 한계가 있다. 이 논문은 충돌분석 수행에 있어 TLE 정보만을 이용한 경우뿐만 아니라 정밀궤도와 TLE를 동시에 이용한 경우를 비교함으로써 충돌 불확실성의 해소방안을 제시할 계획이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.845-857
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• 2015

최근 우주쓰레기로 인한 우주환경 악화에 대한 국제적인 관심이 높아지고 있으며, 미국, 프랑스, 일본 등 우주개발 선진국들을 중심으로 우주파편 경감을 위한 가이드라인을 제정하여 준수하고자 노력하고 있는 추세이다. 이러한 노력과 더불어 우주파편을 직접 제거함으로써 그 숫자를 경감하고자 하는 기술을 '우주파편 능동제거 기술'이라고 한다. 본 논문에서는 우주파편 경감을 위한 해외 기관들의 연구동향과 배경들을 살펴보고 관련 기술개발 사례 및 특허들을 분석하였다. 또한, 이를 바탕으로 우주파편 능동제거시스템 개발을 위한 소요기술들을 분석해봄으로써 우리나라에서도 관련 연구에 관심을 가지고 본격적으로 시작하고자 하는 연구자들에게 선행연구 분석 자료로써 유용하게 활용될 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권1호
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• pp.78-85
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• 2012

우주파편이란 지구궤도에 있는 인간이 만든 물체 중 더 이상 유용한 목적으로 사용할 수 없는 물체를 말한다. 우주파편은 1957년 인류가 우주에 위성을 보내기 시작한 이후로 그 숫자가 증가하고 있으며, 현재 미 전략사령부(USSTRATCOM, United States Strategic Command)에 의하면 10cm 이상의 우주파편이 15,000개 이상이라고 알려지고 있다. 최근에는 중국이 자국의 위성을 미사일로 요격시킨 사건과 미국 Iridium 33 위성 및 러시아 Cosmos 2251 위성이 우주상공에서 서로 충돌한 사건이 발생함에 따라 아리랑 2호가 운영중인 저궤도에서의 우주파편 환경이 나빠졌다. 본 논문에서는 우주파편이 아리랑 2호에 근접하는 회수 및 최소근접거리에 따른 최대충돌확률의 분포를 분석하였다. 특히 아리랑 2호와 충돌할 가능성이 있는 우주파편을 식별 및 분석하여 해당 우주파편을 지속적으로 감시 할 수 있게 하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제9권1호
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• pp.55-63
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• 2011

우주파편이란 지구궤도에 있는 인간이 만든 물체중, 더 이상 유용한 목적으로 사용할 수 없는 물체를 말한다. 우주파편은 1957년 인류가 우주에 위성을 발사하기 시작한 이후로 그 숫자가 급격히 증가하고 있으며, 현재 미전략사령부(USSTRACOM, United States Strategic Command)에 의하면 10cm이상의 우주파편의 수가15,000개 이상이라고 알려지고 있다. 최근에는 중국이 자국의 위성을 미사일로 요격시킨 사건과, 미국 Iridium 33 위성 및 러시아 Cosmos 2251 위성이 우주상공에서 서로 충돌한 사건이 발생함에 따라 아리랑2호가 운영중인 저궤도의 우주파편 환경이 나빠졌다. 본 논문은 우주파편들의 현황 및 관련 국제활동을 소개하고, 한국항공우주(연)에서 수행중인 충돌평가방법과 해외 위성운영기관들의 충돌평가 방법을 비교, 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1144-1151
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• 2010

지난 50여년의 우주개발로 인해 현재 지구궤도 상에는 수많은 우주파편이 인공위성이나 우주선을 위협하고 있다. 현재 아리랑 위성 2호와 5호의 임무궤도가 포함된 LEO에 전체 우주파편의 84%가 존재함에 따라 우주파편을 고려한 우주임무설계가 요구된다. 본 논문에서는 ESA의 MASTER2005와 NASA의 DAS2.0을 이용하여 현재 활동 중인 아리랑 위성 2호와 발사예정인 아리랑 위성 5호의 임무궤도에 존재하는 우주파편의 종류, 궤도특성, 우주파편이 차지하는 공간밀도를 비교분석하였고, 임무 중에 우주파편과 충돌하거나 손상을 입을 확률을 계산하였다. 분석 결과 아리랑 위성 2호의 우주파편 충돌확률이 아리랑 위성 5호에 비해 약 5배정도 높은 것으로 나타났다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.123-130
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• 2013

우주파편의 지속적인 증가로 인해 우주파편으로부터 자국의 위성을 보호하기 위한 시스템이 등장하게 되었다. 이에 한국항공우주연구원에서도 자국의 운영위성의 보호를 위해 우주파편에 의한 충돌위험 종합관리시스템을 개발 중에 있다. 이러한 충돌위험 종합관리시스템은 자국의 위성에 대한 충돌위험을 가지고 접근해오는 우주파편에 대한 궤도정보의 정밀도에 의해 성능의 차이를 보일 수 있다. 따라서 이러한 충돌위험 종합관리시스템은 우주파편에 대한 여러 정밀 관측데이터의 처리기능을 가지고 있어야 한다. 본 논문에서는 우주파편에 대해 가장 널리 사용하고 있는 레이더 관측 데이터를 처리하기 위해 비교적 정밀한 궤도결정 정보를 가지고 있는 아리랑 2호 위성에 대한 가상 레이더 관측데이터를 이용하여 정밀 궤도결정을 수행해 봄으로써 개발 중인 충돌위험 종합관리시스템의 성능을 확인하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권2호
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• pp.164-171
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• 2013

우주파편은 1957년 인류가 우주에 위성을 보내기 시작하면서 그 숫자가 급격하게 증가하고 있으며, 현재 미합동우주전략사령부(JSpOC, Joint Space Operations Center)에 의하면 지름 10cm 이상의 우주파편이 22,000개 이상이라고 알려지고 있다. 최근에는 중국이 자국의 위성을 미사일로 요격시킨 사건과 Iridium 33 및 Cosmos 2251 위성이 우주상공에서 서로 충돌한 사건이 발생함에 따라 아리랑 2호가 운영 중인 저궤도의 우주환경이 급격히 악화되고 있다. 미합동우주전략사령부는 15,000개 이상의 우주파편의 궤도정보를 이용하여 운영위성과의 충돌분석을 수행하고 있으며, 충돌 위험이 발생할 경우 해당 위성의 운영자에게 CSM(Conjunction Summary Message)이란 형식의 메시지를 제공하여 충돌분석 시 활용할 수 있도록 지원하고 있다. 본 논문은 JSpOC에서 제공하는 CSM의 아리랑2호 궤도데이터와 항우연이 관리하는 아리랑 2호의 정밀궤도 데이터와 비교하였으며, 아리랑 2호와 우주파편과의 충돌분석 결과를 도시하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권2호
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• pp.135-144
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• 2007

우주파편의 개수가 증대되면서 운용 중인 인공위성이 받을 수 있는 위험이 커지고 있다. 이 연구는 2007년 1월 11일에 발생한 중국의 FengYun 위성 격추사건과 관련하여 발생한 우주파편이 다목적 실용위성 3호에 미치게 될 영향을 분석하는 것이 목적이다. 폭발 후 발생한 FengYun 위성파편의 일부 관측자료를 바탕으로, 크기가 작아 관측이 안되는 파편들의 질량에 대한 생성개수를 추정하였다. 이를 토대로, FengYun 위성파편에 대한 공간밀도와 플럭스를 계산하였다. 또한 FengYun 위성 파편과 다목적실용위성과의 충동확률 및 손상확률을 분석하였다. 이 논문에서 개발된 모델을 사용하여 앞으로 우리나라에서 만들어질 위성들의 우주파편에 대한 위험도를 해석할 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.156-165
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• 2015

궤도 속도에 근접하거나 궤도운동을 하고 있는 발사체 상단의 지구 재진입에 따른 지상피해 분석에 이용하기 위하여 지구 재진입 물체의 생존성 분석 프로그램(SAPAR: Survivability Analysis Program for Atmospheric Reentry)을 개발하였다. 3자유도 파편 낙하시뮬레이션 과정에 파편이 낙하하는 도중에 받게 되는 공력 열하중, 열하중에 의한 파편의 온도변화, 녹는점에 도달한 후 물체의 상변화 여부 등을 포함하여 최종적으로 지상에 낙하하는 파편의 크기와 무게를 분석하였다. 개발된 코드의 검증을 위하여 단순한 형태의 파편에 대한 생존성 분석을 수행하여 미항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 코드 결과와 비교하였다. 또한 실제 재진입 파편에 대한 분석을 수행하여 측정된 결과와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.794-806
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• 2017

지속적으로 우주파편이 증가하고 있는 상황에서 국가 우주자산을 안전하게 보호하고 우주개발국으로서 우주환경 보호에 관심을 가지는 것은 중요하다. 우주파편의 급격한 증가를 막기 위한 효과적인 방법 중 하나는 충돌위험이 큰 우주파편들, 그리고 임무가 종료된 폐기위성을 직접 제거해 나가는 것이다. 본 논문에서는 영상기반 우주파편 추적시스템의 안정적인 인식모델을 위해 인공신경망을 적용한 연구에 대해 다루었다. 한국항공우주연구원에서 개발한 지상기반 우주쓰레기 청소위성 테스트베드인 KARICAT을 활용하여 우주환경이 모사된 영상을 획득하였고, 깊이불연속성에 기인한 영상분할 후 각 객체에 대한 구조 및 색상 기반 특징을 부호화한 벡터를 추출하였다. 특징벡터는 3차원 표면적, 점군의 주성분 벡터, 2차원 형상정보, 색상기반 정보로 구성되어있으며, 이 범주를 기반으로 분리한 특징벡터를 입력으로 하는 인공신경망 모델을 설계하였다. 또한 인공신경망의 성능 향상을 위해 입력되는 특징벡터의 범주에 따라 모델을 분할하여 각 모델 별 학습 후 앙상블기법을 적용하였다. 적용 결과 앙상블 기법에 따른 인식 모델의 성능 향상을 확인하였다.