• 한국항공우주학회지
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• 제33권8호
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• pp.99-104
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• 2005

인공위성에서 구조체의 역할은 발사환경 및 궤도상의 모든 발생 가능한 환경에서 위성체를 안전하게 지지하는 것이다. 인공위성의 개발단계에서 구조 및 열 개발모델은 유한요소모델 보정 및 구조강도/특성 확인 등의 구조적인 특징과 열평형시험을 통한 열적 안정성의 확인을 그 목적으로 한다. 이때 얻어진 결과는 실제 비행모델의 개발 시 구조 및 열적 안정성 검증 등의 중요한 자료로써 활용된다. 본 논문에서는 고정밀 지구관측위성의 구조 및 열 개발모델에 대해 구조 관점에서의 설계/해석에 대해 기술하고 또한 모달 시험을 통한 시험결과와 유한요소해석과의 비교에 대해 기술한다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.219-225
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• 2024

정찰위성의 탑재체인 위성용 전개형 반사판 안테나는 발사 환경에 대한 구조안정성 및 궤도 환경에 대한 운용 성능을 고려하여 경량화, 고성능의 구조 개발이 필수적이다. 그 중, 복합재 주반사판은 전개형 반사판 안테나를 구성하는 핵심 구성품이며, 발사체 탑재 성능을 고려한 경량 설계 뿐만 아니라 위성체 임무 수행 중 민첩한 자세제어 기동 이후 높은 품질의 위성 영상을 획득하기 위해서는 높은 전개 시 강성을 갖는 고성능의 주반사판 개발이 요구된다. 주반사판 개발을 위해 전개형 반사판 안테나를 구성하는 복합재 주반사판의 적층 설계 및 재료 물성에 따른 구조적 성능을 분석하여 주반사판의 초기 설계안을 도출하였으며, 도출된 초기 설계안을 기준으로 제작 공정을 변수로 4가지 타입의 복합재 주반사판을 제작하였다. 공정 변수로는 복합재 구조의 성형 공정, 탄소 섬유 복합재 시트와 허니콤 코어 간 접착 필름의 적용 유/무, 샌드위치 복합재 내부의 벤팅 경로를 선정하였다. 제작된 4가지 종류의 주반사판에 대해 무게 측정, 비파괴 검사, 표면오차 측정 및 모드 시험을 통한 전개 시 강성 측정을 수행하였으며, 경량 및 구조적 성능을 향상시킬 수 있도록 접착 필름을 미적용하며 벤팅 경로를 포함하는 주반사판 제작 공정을 선정하여 SAR(합성 개구 안테나)를 포함한 위성체에 실 적용이 가능한 복합재 주반사판을 개발하였다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.60-64
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• 2005

과학기술위성 2호의 주요 임무는 주 탑재체인 마이크로웨이브파 라디오미터(DREAM: Dual-channel Radiometers for Earth and Atmosphere Monitoring)개발, 부 탑재체인 레이저 반사경(SLR: Satellite Laser Ranging) 개발, 그리고 위성체 핵심기술 선행연구를 위한 Frame-Type 위성구조체, 복합소재 태양전지판, Dual-Head 별추적기, CCD 태양센서, 펄스형 플라즈마 추력기, 소형 탑재 컴퓨터 및 고속 X-band 송신기 개발 등을 포함한 100kg급 저궤도 소형위성 개발이다. 본 논문에서는 과학기술위성 2호 시스템에 대하여 설명을 한다. 과학기술위성 2호의 시스템 정의 및 기본적인 운영개념, 과학기술위성 2호의 주 탑재체인 마이크로웨이브파 라디오미터, 부 탑재체인 레이저 반사경, 그리고 이들을 지원하기 위한 위성본체 등을 포함한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.771-780
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• 2012

나로호(KSLV-1)의 3차 발사에 탑재될 나로과학위성(Naro-Science Satellite)의 개발이 성공적으로 완료되었다. 나로과학위성은 100kg급의 소형 과학위성이며 전형적인 알루미늄 골격 구조에 경량 고강도의 알루미늄 허니컴 샌드위치 패널이 부착된 구조이다. 본 연구에서는 나로과학위성의 설계 요구조건에 대한 동적거동을 시험 및 전산구조 유한요소 수치해석적 방법으로 검증하였다. 연구를 통하여 발사체로부터 인가되는 각종 진동 및 외란으로 인한 파괴와 안전율(safety factor) 확보에 대한 위성 구조체 핵심 설계 및 분석기술을 확보하였다. 이러한 시험 및 수치해석 결과를 바탕으로 위성 구조설계의 신뢰성을 확보하고, 첨단 위성설계 기술의 축적을 통하여 차후 개발될 위성의 중요한 자료로 활용한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2640-2642
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• 2004

일반적으로 위성에 장착된 GPS 수신기는 GPS 위성으로부터 항법 신호를 받아서 위성의 위치, 시간 및 속도 정보를 제공하는 것을 주요 목적으로 하고 있다. 이러한 정보를 근거로 위성의 현재 위치 정보 및 임무 수행을 위한 정보를 유도하게 된다. 2005년 발사예정인 다목적실용위성2호는 GPS수신기에서 나오는 IPPS 신호를 위성체 각 프로세서의 기준시간으로 사용되며 DPLL, FEP 회로 및 운영소프트웨어(FSW)에 의하여 동작된다. 본 논문에서는 다목적실용위성2호(KOMPSAT2, 이하 K2)의 시간동기구조[1,2]에 대한 구조 및 설계에 대한 뿐 아니라 정밀도 분석 및 시험결과등 전 과정에 대한 내용을 기술하였다.

• 천문학회보
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• 제35권2호
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• pp.56.1-56.1
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• 2010

MIRIS(Multipurpose InfraRed Imaging System)는 과학기술위성 3호의 주 탑재체로서 2011년 발사예정인 다목적 적외선 카메라 시스템이다. MIRIS는 우주관측 카메라와 지구관측 카메라로 구성되어 있으며, 우주관측 카메라는 $0.9-2.0{\mu}m$ 영역에서 3.67 deg. x 3.67 deg. FOV로 우리 은하평면 survey 관측과 우주배경복사(CIB) 관측을 수행할 것이다. 현재 MIRIS는 비행모델 개발 마무리 단계에 있으며, 검교정 시험, 열-진공 시험, 진동 시험 등을 수행하고 나면 2010년 말 위성 본체와의 조립을 진행할 것이다. 우주관측 카메라는 궤도상에서 태양, 지구의 적외선 복사와 망원경과 검출기 주변에서 발생하는 열잡음을 줄이기 위해 냉각이 필요하며, 제한된 위성의 무게와 부피, 전력등의 요구조건들 때문에 망원경 및 구조체의 복사냉각(Passive Cooling) 방법을 선택하였다. Passive cooling으로 우주관측 카메라의 망원경이 200K 이하로 냉각되면, dewar에 설치된 소형 냉각기를 가동하여 적외선 센서를 80K로 냉각한다. 위성체 내벽과 우주관측카메라의 각 구조체들 사이의 복사를 차단하기위해 30층의 MLI를 적용 하였고, 각 구조체들간의 열전도를 최소화하기위해 GFRP supporter를 적용하였다. 이 실험은 천문(연)에서 자체 제작한 열-진공 챔버를 활용하여 진행하였으며, 이미 인증모델에 대한 passive cooling 실험을 두 차례 실시하였고, 그 실험 결과를 반영하여 최종 비행모델에 대한 실험을 수행하였으며, 그 실험 결과에 대해 논의 하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.86-93
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• 2023

일반적으로 발사체의 페어링, 위성체 및 단 분리와 더불어 위성체의 전개형 구조물 분리 시 높은 신뢰도의 화약폭발 기반 파이로 분리장치가 주로 적용되고 있다. 이로부터 발생되는 파이로 충격은 짧은 시간에 높은 진폭의 하중이 발생함으로써, 위성 전장품 등 주요 탑재장비에 일시적 또는 영구적 손상을 유발하여 임무 실패를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 파이로 구속분리장치의 폭발 시 전달되는 충격하중 저감을 목적으로 저강성 블레이드 기반 충격저감장치를 제안하였다. 설계의 주안점은 저강성 블레이드 적용에 따라 발사진동환경 하 구조건전성 확보에 취약한 문제점을 해결하기 위해 고댐핑 특성 구현이 가능하도록 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조를 적용함에 있다. 상기 충격저감장치의 설계 유효성은 낙하추를 이용한 충격시험을 통해 입증하였으며, 발사진동환경 하 구조건전성은 전개형 구조물 모사 모델을 적용한 하중조건에서의 구조해석을 통해 평가를 수행하였다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.3-7
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• 2002

컴퓨터 네트워킹 기술의 발달에 힘입어 분산처리를 이용한 기법이 복잡한 구조물의 최적설계에 널리 사용되고 있다. 최적설계시 구조물이 복잡하고 설계 변수가 많아질수록 설계 변수간의 교호작용이 복잡해지고 국부최적해가 많아지는 특성이 있다. 최근의 최적 설계는 이러한 문제점을 해결하고자 다양한 전역 최적화 기법을 도입하여 적용하고 있다. 본 연구에서는 진화이론을 바탕으로 한 유전자 알고리즘과 실험계획법을 바탕으로 한 반응표면법에 분산처리 기법을 도입하여 인공위성 추진 모듈의 최적화에 적용시켰다. 그 결과 유전자 알고리즘이 조금 더 좋은 최적값을 보였으며 해석시간은 반응표면법을 적용 시켰을 경우가 훨씬 짧았다. 병렬처리 기법을 이용한 위성구조체의 최적설계에 있어 유전자 알고리즘은 해의 전역성에서 반응표면법은 시간의 효율성에서 각각 장점을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.89-95
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• 2003

현재 개발중인 인공위성의 추진시스템은 크게 추진제 탱크 및 4개의 주요모듈로 구성되어 있다. 각 주요 모듈은 위성체 자세제어에 필요한 펄스 모멘텀, 추진제와 가압제의 공급/배출, 추진제 여과, 그리고 위성체 비상상태에서늬 유로변경 기능 들을 각각 제공한다. 이러한 주요 모듈들은 각각의 지지용 브라켓에 의해 추진시스템의 플랫폼에 장착되는데 모든 발사 환경 및 궤도상에서 주요 모듈들이 정상적으로 작동할 수 있도록 각 브라켓의 설계가 적절하게 이루어져야 한다. 본 논문에서는 주요 모듈의 지지용 브라켓들에 대해 유한요소해석(FEM)을 이용한 구조해석을 수행함으로써 규정된 설계 요구조건을 만족하는지 확인하였고 이를 통해 브라켓들의 구조적 안전성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.103.2-103.2
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• 2015

10-3 Pa 이하의 고진공 환경과 $180^{\circ}C$ 이하의 극저온 환경에서 대형정지궤도위성의 고온 열평형 환경구현을 위한 열제어패널이 설계되었다. 열제어패널은 가로 2.2 m, 세로 2.6 m, 두께 2 mm의 구리판에 구리 튜브가 브레이징되어 있는 형태로 설계되었으며, 지상에서 6 m 이상의 높이에 설치되고 위성의 위치에 따라 이동이 가능해야 하기 때문에, 별도의 지지 구조물이 함께 설계되었다. 따라서, 열제어패널 설치 및 고정을 위한 지지구조물의 경우 160 kg의 무게를 견뎌내야 하며 이동 및 설치에 있어 구조적인 안전성이 확보 되어야 한다. 이에 본 연구에서는 상용유한요소해석 프로그램을 사용하여 열평형시험 시 위성체 상단부의 고온 환경모사를 위한 열제어패널 지지구조물에 대한 구조 안전성을 확인 하였다.