• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.133-144
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• 2005

기존 발사체 시스템의 성능을 향상시키는 방법의 하나로 액체산소와 액체수소와 같은 극저온 추진제를 고밀도화하는 기술이 최근 활발히 개발되고 있다. 극저온 추진제 고밀도화를 통하여 발사체에서 추진제의 질량분율을 높임으로 보다 큰 유상하중을 괘도에 진입시킬 수 있다. 본 논문에서는 극저온 추진제 고밀도화의 원리 및 최근 기술동향을 소개한다. 주로 액체산소의 고밀도화에 초점을 맞추어 여러 고밀도화 방법들에 대해서 소개하였다. 고밀도화된 극저온 추진제를 탑재한 발사체의 엔진 및 발사체 전체 성능해석 결과를 통하여, 발사체 시스템의 성능 향상을 정량적으로 소개하였다 또한 향후 극저온 추진제 고밀도화 기술의 국내 위성발사체 적용을 위한 방안을 간략히 제시하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권3호
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• pp.239-248
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• 2001

2002년에 발사 예정인 과학 위성 1호의 주 탑재체로 원자외선 분광기가 실릴 예정이다. 원자외선 분광기는 영상과 분광의 기능을 함께 수행하게 되는데, 광학 부품 중 포물 원통 만가경의 경우 천문 관측용으로는 제작된 바가 없어 제작과 이에 관련된 측정 방법을 새로이 고안하여 제작시험이 이루어 겼다. 관측 목표로부터 도출된 사양 중에서 성능과 가장 밀접한 관계가 있는 형상오차의 경우 ~ $lambda/cm$의 한계를 만족하였으며, 산란장과 연관된 표면 거칠기의 경우 새로이 고안된 비구면 pitch polishing의 방법으로 $R_{q}$의 값이 1 nm 이하로 감소하였으며, 이로써 전체 파장 영역에서 0.02, 즉 2% 미만의 빛이 산란됨을 간접적으로 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제29권4호
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• pp.166-172
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• 2018

본 논문에서는 우주의 진공환경에서 반사경 코팅이 흡수한 습기를 방출하면서 나타나는 경면 형상의 변화를 예측하기 위한 새로운 방법론을 제안한다. 직경 50 mm, 두께 1.03 mm의 원형 시편과 간섭계를 통해 진공환경에서 나타나는 시편 형상 변화량을 측정하고 제르니케 프린지 다항식(Zernike fringe polynomial) 곡률항으로 나타내었다. 그 결과 습기 방출에 따른 코팅 스트레스는 152.7 Mpa로 계산되었다. 계산된 스트레스는 1.25 mm 두께 시편의 수치모사 모델에 적용하여 변화된 형상의 곡률항을 측정결과의 표준편차 이내($78.9{\pm}5.9nm$)로 예측할 수 있음을 검증하였다. 이 방법론을 2019년에 발사 예정인 차세대중형위성의 직경 600 mm 쌍곡면경에 적용, 습기 방출에 의한 경면 형상 변화를 계산하여 반사경의 초점거리가 약 $2.005{\mu}m$ 만큼 ?아짐을 예측하였다. 초점거리 변화는 광학 탑재체의 MTF를 한계공간주파수(Nyquist frequency)에서 2.3% 가량 낮추지만, 요구 사양을 만족하여 우주에서도 문제없이 운용 가능함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.213-218
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• 2010

인공위성 적외선 탑재체의 열싱크 역할을 위해, 액체헬륨을 이용하여 극저온패널(가로 약 800 mm, 세로 약 700 mm)을 4.2 K까지 냉각시키는 시스템을 설계, 개발, 검증하였다. 유효직경 8 m, 유효 깊이 10 m의 대형열진공챔버에서 검증된 본 냉각시스템은 500리터 용량의 액체헬륨용기 두 개(극저온 패널로의 액체헬륨 또는 저온헬륨가스 주 공급용기 및 주공급용기로의 재충진용기)를 사용하였는데, 목표인 극저온패널의 냉각 및 온도제어는 주 공급용기 내부의 미세압력조절을 통해 액체헬륨 공급유량을 제어함으로써 이루었다. 극저온패널에 공급된 후 배기되는 저온 헬륨가스는 특별히 설계, 제작된 사중진공배관의 제3층을 흐르며 열차단막의 역할을 수행함으로써, 액체헬륨 공급 라인인 제1층(중심배관)으로의 열유입을 최소화하였다. 극저온패널을 상온에서 40 K(합성표준불확도 194 mK)까지 냉각시키는데 약 3시간이 소요되었으며, 20 W의 열을 발산하는 극저온패널을 40 K 주변 온도에서 1 K 이내의 온도균일도를 가지며 유지할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제39권4호
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• pp.364-370
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• 2020

우주 발사체의 초음속 플룸으로부터 발생하는 고강도 소음은 발사체에 음향하중으로 작용하여 전장품이나 탑재 위성의 오작동 및 고장을 유발한다. 음향하중을 발생시키는 로켓/제트소음의 예측은 초음속 난류 유동(소음원) 예측을 위한 전산유체해석과 음향(소음 전파) 해석이 결합된 모델이 주로 사용된다. 이때, 유동해석 시 계산영역 경계면에서 발생하는 반사파 아티팩트를 제거하기 위해 경계조건 외에 추가적으로 흡수층(sponge layer)과 같은 모델링이 적용된다. 하지만, 해석 대상에 따라 흡수층의 파라미터 최적화 연구가 선행되어야 하고 더 큰 계산 영역을 필요로 하기 때문에, 이는 해석시간 증가의 주요 요인이 된다. 이에 본 논문에서는 계산효율을 증대시키기 위해 흡수층 대신 유동해석 결과에 존재하는 반사파 아티팩트를 두 개의 마이크로폰 기법을 기반으로 하여 제거하는 방법을 처음으로 제안하고, 이를 실제 소형 초음속 제트소음 해석 결과에 적용하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권3호
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• pp.223-231
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• 1998

해양생물학 연구를 위해 전세계 바다색 관측을 수행하게 될 아리랑 1호 위성(Korean Multi-Purpose SATellite. KOMPSAT)의 탑재체 Ocean Scanning Multispectral Imager(OSMI)를 개발하였다. OSMI는 관측폭 800km 이내에서 1km 이하의 지상해상도를 갖고 whisk-broom 주사 기법으로 해양표면의 영상을 얻는다. OSMI는 3년의 수명 동안 20%의 궤도 운영 duty cycle을 갖으며 궤도 운영 중 영상 자료의 gain/offset 조정이 가능하고 영상자료 저장 기능이 내장되도록 설계되었다. 궤도 운영 중 센서 보정을 위해 OSMI는 태양 보정과 암흑 보정을 수행한다. OSMI는 2차원 Charge Coupled Device(CCD) Focal Plane Array(FPA)를 사용하는 다중 분광 촬영기로서 400nm에서 900nm가지의 파장 대역에 대한 결상이 가능하다. 이 파장대역 중에서 궤도 운영 중 지상명령을 통해 선택되는 6개 분광 채널을 사용하여 해양표면이 관측된다. 센서 성능은 지상 특성 시험 단계에서 412, 443, 490, 510, 555, 670, 765 그리고 865nm의 8개 분광 대역에 대해 측정되었다. 이 지상 특성 시험 결과와 더불어 태양/암흑 보정이 궤도 분광 채널 선택 및 보정에 사용될 것이다. 운영중 분광 채널 선택 기능은 바다색 관측 및 해양생물학 연구에 큰 유연성을 줄 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권3호
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• pp.213-222
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• 1998

1999년에 발사될 다목적실용위성1호의 주 탑재체인 전자광학카메라는 한반도의 디지털 지도(입체지도 포함) 작성을 위한 영상자료를 획득하는 것을 그 임무로 하고있다. 센서부와 전자부로 구성된 전자광학카메라는 파장 510∼730nm의 가시광선영역에서 6.6m의 지상해상도와 관측 폭 17km 이상의 흑백영상을 위성체 자세제어에 의한 조준과 푸쉬브룸 방식으로 촬영한다. 3년 이상의 임무수명을 가진 본 기기의 고해상도 흑백영상 촬영시간은, 98분인 위성궤도 당 2분간 연속 수집되어 그 지상영상의 길이는 800km에 이르며, 운용 중 프로그래밍이 가능한 이득률과 옵셋, 그리고 자체 내에 영상을 저장할 수 있는 기능을 갖고 있다. F수 8.3인 비차폐 3면 반사식 광학계에 의해 수집된 영상은 각각 8 bit 전자신호로 처리되어 25Mbps의 송신율을 가지고 지상국으로 보내진다. 제작된 전자광학카메라는 각종 시험을 통하여, 그 설계에서 요구되었던 기술사양을 만족하거나 능가할 정도로 높은 완성도를 보이고 있는데, 본 논문에서는 전자광학카메라로 획득된 영상자료의 최종 사용자들을 위하여 그 분광특성, MTF(Modulation Transfer function), 2592개 CCD 화소의 상대적 반응비등의 중요 성능특성 측정값을 설명하였다. 이득율을 변화시키며 측정한 분광특성 결과는 전자광학카메라의 영상자료 사용자가 더 정확한 흑백영상을 만드는데 이용되리라 본다. 영상품질을 가름하는 중요한 특성인 MTF는 시계각 전부에 걸쳐 Nyquist 진동수에서 측정값이 요구값 10%를 넘어 16% 이상을 보이므로써 이 전자광학카메라가 우수한 성능을 가진 것이 입증되었고, 각 CCD 화소들의 상대적 반응도를 측정한 결과에서도 상당히 고른 특성을 확인함과 함께, 차후 전자광학카메라의 영상자료 처리과정을 위하여 정밀한 상대 비교값을 제공하였다.

• 한국광학회지
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• 제22권6호
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• pp.262-268
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• 2011

한국천문연구원이 개발한 다목적적외선영상시스템(Multi-purpose IR Imaging System, MIRIS)은 과학기술위성 3호(STSAT-3)의 주탑재체이다. 지구관측카메라(Earth Observation Camera, EOC)는 MIRIS를 구성하는 두 개의 적외선 카메라 중에 하나로, 지구의 $3{\sim}5{\mu}m$ 파장대의 적외선을 관측하기 위한 카메라이다. EOC의 광학계는 카세그레인 방식으로써 구경이 100 mm이고, 주경과 부경은 모두 비구면 반사경이다. EOC 주경의 플렉서는 링 타입으로써 발사환경에서 주경이 겪을 수 있는 충격과 진동을 견디도록 예압을 가하며 주경을 지지한다. 이는 마치 리테이너로 렌즈를 지지하는 것과 같은 메커니즘으로 주경을 지지하기 위한 시도이다. 광기계 해석을 통해 EOC 주경이 효과적으로 지지되고 있음을 확인했다.