• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.97-105
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• 2002

위성체내에 보유할 수 있는 연료량은 위성의 총 질량에 영향을 미치므로 제한적이며, 위성의 수명을 결정하는 가장 큰 요소이다. 따라서 추력기를 사용하는 자세제어 로직의 설계시 지향정밀도 뿐만 아니라 연료의 효과적인 사용을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 연료 절감을 위한 효율적인 퍼지 제어기를 제안되었다. 제안한 제어기는 두 단계의 퍼지 제어기이며, 첫 번째 단계의 퍼지 제어기는 자세 지향을 위해, 두 번째 단계의 연료 절감을 위해 사용하였다. 이를 예시하기 위해 다목적 실용위성의 여러 모드들 중 추력기를 사용하는 태양지향모드에서 연료 소비를 절감하는 퍼기 제어로직을 설계하였다. 또한, 퍼지제어기의 성능을 비교하기 위해 다목적 실용위성에 실제로 적용된 PD 제어기의 제어 결과와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권2호
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• pp.141-149
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• 2010

위성 편대 비행 시 주위성과 부위성 간의 연료 소비 균형을 고려한 임펄스 기동에 관한 연구를 수행하였다. 위성 간 사용가능한 연료량을 비교하여 가중치(weight)를 두고 가격함수(cost function)를 설계하여 라그랑지 승수법을 통해 필요한 임펄스를 획득하였다. 상대궤도 발산 방지를 위해 에너지 매칭 기법을 사용하였고, 임펄스 기동 후 상대 거리 구속이 이루어짐을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 시뮬레이션은 지구 중력 외의 외란이 없는 경우와 대기 항력이 외란으로 존재하는 상황으로 시나리오를 나누어 수행하였다. 본 논문 결과는 이후 실제로 위성을 편대로 사용한 위성 군집 비행 시, 상대 궤도 구속 요건을 만족하고 각 위성의 연료량을 비교한 임펄스 기동이 요구될 때 사용가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.167-180
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• 2008

지구관측 영상위성의 해상도는 위성에 장착된 광학카메라의 Field of View(FOV)와 위성의 임무고도에 의해 결정된다. 따라서 카메라의 FOV가 고정된 경우 해상도를 향상시키는 방법은 위성의 임무고도를 낮추는 것이다. 하지만 저고도일수록 대기저항에 의한 위성의 고도감소가 크게 나타나고 이를 보정하기 위해 많은 연료가 필요하게 된다. 이 연구에서는 초저고도에 있는 위성의 임무도 유지를 위하여 필요한 연료량 산출을 분석하고자 한다. 이를 위해 지구와 위성 간 2체 문제에 대기저항과 이를 보정하기 위만 주력을 고려하여 운동방정식을 세우고, Legendre-Gauss-Lobatto(LGL) points를 이용한 collocation method를 사용하였다. 지속적으로 임무고도를 유지하는 경우와 고도 상승하강 기동을 하여 임무고도를 대략 유지하는 경우에 대한 소모되는 연료량을 비하였다. 고도 상승하강 기동의 방법이 임무고도를 유지하기 위하여 더 적은 연료를 소모하였다. 고도 상승하강 기동방법을 이용할 때 고도상승의 주기 변화로 얻어지는 연료이득은 작고, 태양활동 시기나 위성의 임무고도변화는 연료 사용에 큰 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 또한 여러 가지 조건에 대한 연료소모량을 구체적으로 제시하였다. 이 연구를 통해서 얻어진 알고리즘은 위성의 저고도 유지를 위한 연료량을 산정하는데 많은 도움이 될 것이며, 임무도 설정에 있어서도 원하는 해상도와 연료량을 고려하여 최상의 선택을 할 수 있는 자료를 제공할 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.95-102
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• 2005

본 논문은 2008년 발사예정인 한국의 통신해양기상위성에 대상으로 액체원지점엔진 발사 및 궤도획득에 사용되는 연료량 계산에 필요한 기술적인 접근에 대하여 기술하였고 그 계산 결과를 소개하였다. 발사체에 성능에 따른 전이궤도 진입오차 성분을 고려하기 위해여 통계적인 방법인 몬테칼로 시뮬레이션 기법을 사용하였다. 또한 통신해양기상위성에 고려 가능한 일부 발사체를 대상으로 표류궤도 진입 및 궤도획득에 요구되는 연료량을 계산하고 그 결과를 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권9호
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• pp.81-88
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• 2005

본 논문은 단일 태양전지판으로 구성된 통신해양기상위성(COMS)에 대하여 모멘텀 덤핑에 소요되는 연료량을 분석하였다. 먼저 하루 중 일정한 시간에 모멘텀 덤핑을 수행할 경우를 가정하여 최적의 시간을 선정하는 작업을 수치해석적인 접근을 통하여 수행하였고 요구되는 연료량을 분석하였다. 또한 모멘텀 덤핑에 소요되는 연료량을 절감하기 위하여 남북위치유지 시점과 모멘텀 덤핑시점을 근사적으로 일치시키는 방안을 제안하였다. 마지막으로 제안된 기법의 유효성을 분석하기 위하여 궤도 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권2호
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• pp.157-164
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• 2007

발사체 접속링은 위성체와 발사체간의 접속부로서 위성체에서 발생하는 모든 구조적 하중을 발사체로 전달시켜주는 역할을 하며, 가장 극심한 하중을 받는 부위 중의 하나이다. 특히, 통신해양기상위성은 비대칭적인 하중의 대형 연료탱크로 인해 발사체 접속링에 연료탱크 지지대라는 구조물이 필요하다. 본 논문에서는 통신해양기상위성의 초기설계단계에서 연료탱크 지지대의 적합한 형상을 결정하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 발사하중과 설계제한조건을 분석하고, 최적화 알고리즘과 구조물 단순화 기법을 사용하였다. 제안한 3가지 형상 중 Model 3이 하중감소에 있어 강점이 있었으나, 최종적으로 Model 1이 무게중심 조절 및 제작의 용이성 등을 고려할 때 통신해양기상위성을 위해 가장 적합하게 적용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제5권1호
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• pp.60-68
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• 2001

본 논문은 무궁화위성 3호의 잔여연료량 추정을 위해 사용된 열질량법에 대한 기본적인 이론과 오차분석에 대한 내용을 정리하였다. 연구과정에서 잔여연료량 추정에 대하여 무궁화위성 3호의 CDR(Critical Design Review)의 데이터를 분석하였고 이를 바탕으로 하여 잔여연료량을 추정하였다. 그리고 해석적 방법으로 오차분석과정을 검증하여 보았고 이를 Monte Carlo 방법을 사용한 결과와 비교 검토하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.8-8
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• 2000

하이드라진 단기액체엔진을 장착하고 궤도에서 임무를 수행하고 있는 다목적실용 위성 추진시스템 궤도비행 초기운용 자료에 근거하여 추진제 소모율을 산정 한다. 추진시스템은 위성의 궤도각과 비행고도 조정을 위한 속도증분($\Delta$V) 및 자세제어를 위한 추력을 발생시킨다. 단기액체 추진시스템에서 추진제 소모량은 추력기 밸브의 개폐시간에 비례하고 추력 생성 효율은 추진제의 연소기 유입압력에 종속한다. 일정질량의 가압 기체 압력에 의해 연료를 공급하는 추진시스템에서 잔류 추진제 량의 감소는 연소기 유입압력의 감소를 유발하고 추진기관의 효율을 저하시키는 요인으로 작용하여 임무말기로 진행함에 따라 동일한 운동량 생성에 보다 많은 연료소모가 이루어진다.(중략)

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제7권1호
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• pp.37-45
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• 1990

인공위성은 주차궤도(parking orbit)에서 최종궤도(final orbit)에 진입시키기 위해서는 많은 연료가 소모되고 또한 잔여 연료는 위성의 수명을 좌우하므로 궤도전이에 사용되는 연료의 효율을 극대화시키기 위한 한 가지 일환으로 지구의 비대칭 중력장이 궤도전이에 미치는 효과에 대하여 연구해 보았다. 주차궤도는 매우 낮은 고도에 위치하고 있으므로 지구의 비대칭 중력은 주차궤도로부터 최종궤도로 진입하기 위한 전이궤도(transfer orbit)에 비교적 커다란 영향을 미친다. 이러한 영향을 알아보기 위해 6가지 궤도요소 중에서 위성의 고도에 직접 관련이 있는 궤도의 이심률과 반장경의 변화를 토대로 위성의 고도와 속도의 변화량을 알아보았다. 그 결과 전이궤도의 원지점은 비대칭 중력장의 섭동으로 인해 고도가 증가하게 되고, 고도가 증가함에 따라 원지점에서의 속도는 감소하게 된다. 따라서 지구 비대칭 중력을 고려했을 경우에는 그렇지 않은 경우보다 연료의 소모가 적은 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.141-145
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• 2004

위성의 잔여연료량은 인공위성의 수명을 결정하는 가장 중요한 요소 중에 하나이다. 하지만 이러한 잔여연료량은 부정확하고 불규칙한 여건으로 인하여 정확하게 측정이 불가능하다. 특히 미세중력하에서 액체의 추진제가 탱크주위에 넓게 퍼지는 관계로 인하여 직접적인 측정은 불가능하다. 본 논문에서는 기존에 사용되어왔던 여러 방법을 간단히 소개하고, 두 개 이상의 다중탱크시스템을 갖는 위성에서 온도차이에 의해 추진제가 이동하는 열펌핑현상을 이용하여 잔여연료량을 측정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.