• Aerospace Industry
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• v.58
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• pp.25-31
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• 1997

"인공위성 시스템" 기획연재의 첫 번째로 지난 호에서는 인공위성의 기본 비행원리와 개발역사를 살펴보았다. 이번 호에서는 인공위성에는 어떤 종류가 있는지 그리고 위성은 어떻게 구성되어 있는지 살펴보자.

• Aerospace Industry
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• v.57
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• pp.23-29
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• 1997

정보통신 및 육상, 해상 그리고 기상과 같은 지구관측기술의 발달과 더불어 인공위성은 우주기술 중에서도 우리의 일상생활에 가장 밀접한 영향을 미치고 있다. 이러한 위성에 의한 서비스는 텔레비전 중계, 고정 및 이동통신, 기상위성에 의한 구름사진 등과 같이 우리의 안방에까지 침투하고 있으며, 특히 21세기에는 위성 및 그 응용산업이 국가의 산업발전에 지대한 영향을 미칠 것으로 예측된다. 90년대 들어 우리 나라도 무궁화 위성, 우리별위성, 아리랑위성 등의 사업이 본격적으로 진행되어 일부 위성은 발사하여 운용 중에 있으며, 시리즈 위성을 계속 개발 중에 있다. 인공위성에 대한 독자의 궁금증을 풀고, 이해도를 높이기 위해 앞으로 5회에 걸쳐 인공위성에 대한 연재를 싣기로 한다.

• The Optical Journal
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• s.142
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• pp.17-22
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• 2012

인공위성 레이저 추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 레이저를 이용하여 위성까지 거리를 측정하는 가장 정밀한 인공위성 추적 시스템이다. SLR 시스템의 원리는 극초단파의 레이저 빔을 광학 망원경을 통해 발사하여 인공위성에 장착된 레이저 반사경에 의해 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 왕복 비행 시간을 측정함으로써 거리를 구한다. 1964년 발사된 Beacon Explorer-B 위성의 궤도결정을 위해 SLR 기술이 NASA에 의해 처음 사용되었는데, 당시에는 거리측정 오차가 50m 수준이었다. 현재는 전자, 광학 및 제어 기술의 발달에 힘입어 그 오차가 mm 수준으로 크게 향상되어 인공위성 운영, 지구물리, 우주측지 및 우주감시 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 미국을 비롯한 우주 선진국은 이미 다수의 SLR 시스템을 구축하여 운영하고 있으며, 현재 전 세계적으로 약 40여 개의 SLR 관측소가 국제레이저추적기구(ILRS, International Laser Ranging Service)에 가입하여 활동하고 있다. 또한 인공위성의 정밀한 거리측정을 위해 레이저 반사경이 장착된 위성 50여 개가 운영중에 있다. 고정밀 지구관측 위성 대부분에 레이저 반사경이 장착돼 있으며 러시아의 GLONASS 항법체계를 구성하는 모든 항법위성에도 레이저 반사경이 장착돼 있다. 또한 유럽우주기구에서 추진하는 갈릴레오 및 중국의 Compass 항법위성도 레이저 반사경이 장착될 예정이다. 최근에는 행성탐사 및 달탐사 우주선에 SLR 시스템의 활용 범위가 확대됨에 따라 SLR 시스템의 국제적 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라의 나로과학위성 및 다목적실용위성 5호에도 레이저 반사경이 장착돼 발사되기 때문에 국내 독자적 레이저추적을 위해서 SLR 시스템 구축이 꾸준히 요구되어 왔다. 한국천문연구원은 2008년부터 SLR 시스템 개발을 추진했다. 2012년 9월에 40cm 크기의 망원경을 지닌 이동형 SLR 시스템 개발을 완료했으며 오는 2015년에는 1m급 고정형 SLR 시스템 개발을 완료할 예정이다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2004.04a
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• pp.78-78
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• 2004

인공위성의 추적 및 관측은 일반적인 천체관측 시스템과는 다른 특성을 요구한다. 특히 저궤도 인공위성은 추적 및 관측에 있어서 이러한 시스템의 특성이 더욱 강하게 나타난다. 경희대학교 인공위성관측소(KOSOF: KyungHee Optical Satellite Observing Facility)에서는 인공위성 관측용 시스템을 개발해오고 있으며, 자체적으로 개발한 시스템을 통해 중ㆍ고궤도 인공위성의 측광 및 분광관측을 수행하고 있다. (중략)

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2004.04a
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• pp.64-64
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• 2004

국가지정연구실 사업인 “인공위성 및 지구접근천체 감시연구(NEOPAT)”에서는 한국천문 연구원에서 개발한 인공위성 궤도 예보 프로그램인 KODAS(KAO Orbit Determination & Data Analysis System)를 이용하여 한반도 상공을 통과하는 인공위성에 대한 우주 감시네트워크에 대한 시뮬레이션 연구를 실시하였다. 인공위성의 궤도 정보는 미국 NORAD에서 발표하는 TLE(Two Line Elements)의 1007개 위성 자료를 이용하였다. (중략)

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.106-106
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• 2003

인공위성의 전기적 호환성 해석은 인공위성의 각 유닛들에서 발생할 수 있는 잡음이 인공위성의 정상 동작에 미치는 영향을 분석하고 그 영향을 최소로 만들 수 있는 방안을 연구하기 위해 필요하다. 본 논문에서는 인공위성의 탑제컴퓨터와 탑제체 간의 인터페이스에서 전기 신호의 호환성 해석, Harness의 호환성 해석 그리고 radiation 해석이 이루어졌다. 인공위성의 탑제컴퓨터와 탑제체 간의 인터페이스에서 전기 신호의 호환성 해석은 전기 신호의 전압 레벨이 전압 히스테리시스의 경계 영역에서 충분한 여유를 가지고 있는지 판단하기 위해 필요하다. 전기 신호에 충분한 여유분이 없는 경우 여유분을 증가시키기 위한 방법이 제안되었으며 제안된 방법에 의해 인터페이스의 올바른 동작에 충분한 여유분이 생겼음이 시뮬레이션 결과에 나타났다. Harness의 호환성 해석은 다목적실용위성 2호에 사용된 Harness에 대한 conductive epoxy potting의 전도도를 검증하기 위해 이루어졌다. 본 논문에서는 전송 임피던스 측정 방법을 이용하여 epoxy potting의 전도성이 모든 주파수 영역에서 인공위성의 요구사항에 만족함을 보여준다. Radiation 해석은 인공위성 시스템의 radiated emission(RE)을 추정하고 S-band 수신기와 GPS 안테나와 같은 수신단에 대한 상호간섭에 의한 위험도를 분석하기 위해 필요하다. RF 수신기의 수신 대역에서 발생한 잡음의 영향으로 신호대잡음비가 허용수치이하로 감소하여 위성 명령을 수신하는 동작에 지장을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 RF 수신단에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 star tracker의 RE test 결과를 분석하여 test 결과가 GPS 수신기와 S-band 수신기의 각각의 성능에 적합한지 해석하였다. 또한 solar array regulator의 스윗칭에 의해 발생되는 radiation이 위성 구조체에 미치는 영향을 해석하고 시뮬레이션 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.167-168
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• 2008

인공위성에서 궤도 변경에 사용되는 추진계를 제외한 인공위성 본체와 탑재체의 모든 기능은 전기에너지를 이용하여 임무를 수행한다. 이러한 전기에너지가 태양전지 배열기에 의해 생성되는 만큼, 태양전지 배열기의 설계는 인공위성 개발에서 매우 중요하다. 인공위성을 위한 태양전지 배열기는 발사시의 충격과 우주환경에서의 방사능에 대한 노출을 직접적으로 받으므로 견고하게 제작되어야 하며, 인공위성의 수명 말기까지 위성 운용을 위한 충분한 전력을 생산하도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 저궤도 인공위성을 위한 태양전지 배열기의 제작 및 설계에 관하여 기술한다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.57-57
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• 2003

우리별 3호는 1996년 5월 26일 발사하여 2002년 12월까지 수명 초과에 따른 성능 하락으로 임무 수행을 마칠 때까지 설계 예상 수명 3년을 초과하여 약 3년 7개월 동안 운용되었다. 인공위성은 운용 되는 동안 종종 예측하지 못한 이상현상을 겪는다. 이러한 이상현상은 인공위성의 임무 수행을 일시적으로 중지시키며 심지어는 인공위성의 작동을 완전히 불가능하게 만들기도 한다. 이러한 이상현상 발생은 매년 수백 건씩 기록되고 있으며 인공위성 시스템이 복잡해짐에 따라 더욱 증가하고 있는 실정이다. 인공위성에서 발생하는 이상현상은 다양한 원인에 기인하며 시스템 설계 오류, 제작 오류, 운용 오류, 우주환경이 끼치는 영향 등이 있다. 우리별 3호 또한 운용 동안 발생한 이상현상으로 임무를 제한적으로 수행하기도 하였다. 인공위성에서 발생한 이상현상을 분석 및 해결함으로서 임무수행을 원활히 할 수 있을 뿐만 아니라 더 나아가서 분석 경험과 축적된 자료를 통해서 이상현상을 예측 및 대비할 수 있고 위성의 성능과 수명 평가의 지표로 삼을 수 있으며 위성의 문제점을 보완하여 향 후 향상된 위성을 개발하는데 기여할 수 있다. 본 연구에서는 궤도상에서 발생한 이상현상을 각 서브시스템 별로 임무 수행에 끼치는 영향, 위성체에 미치는 영향, 발생원인, 이상현상 종류, 처리 방법으로 분류하여 살펴보았고 그 분석 결과를 과학위성 1호 개발 시 문제점 보완에 적용한 사항에 대하여 살펴보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.140.1-140.1
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• 2014

인공위성은 지상에서 발사된 후 로켓에 의해 임무궤도에 안착을 한 뒤 위성 내부에 탑재된 추진시스템에 의하여 자세 및 궤도제어를 수행한다. 특히, 저궤도 관측위성의 경우 정확한 이미지 촬영을 위해서는 자세제어가 매우 중요하고, 추진체의 잔여량에 따라 인공위성의 수명이 결정되기도 하므로 추진시스템의 역할이 매우 중요하다. 특히, 추진체의 무게에 따라 위성 전체 중량이 좌우되어 발사중량에도 영향을 미치게 되므로 고성능, 저질량의 추진계가 요구되며, 추진계는 극히 미세한 누설도 허용되지 않는다. 개발된 인공위성 추진계 내부의 누설 여부 확인을 위하여 우주환경을 모사한 진공챔버 내부에서 고압으로 충진된 추진 탱크의 누설탐지 시험을 수행하게 된다. 본 논문에서는 지상에서 모사된 우주환경 하에서 인공위성 추진계의 누설 탐지 기법에 대해 알아보고자 한다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.180.2-180.2
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• 2012

저궤도 인공위성에서 배터리는 태양전지 배열기에서 생성된 전력을 저장하여 탑재체 구동과 식구간 위성의 동작 유지를 위하여 사용된다. 최근 상용 배터리 시장에서도 리튬이온 배터리의 보급이 많이 이루진거와 마찬가지로 인공위성에서도 리튬이온 배터리의 사용이 보편화 되는 추세이다. 리튬이온 배터리가 기존에 인공위성에서 사용되던 니켈카드늄이나 니켈수소 배터리에 비하여 자연 방전량이 적다고는 하지만 이 또한 존재하며, 초기 위성 발사시 태양전지 배열기의 전개를 통한 전력 생산이 이루어질 때까지 위성의 동작을 보장하고 임수종료까지 에너지를 충방전 할 수 있는 상태를 유지하여야 하므로 위성 발사 전까지 배터리의 상태를 최적으로 유지해야 함은 필수적이다. 본 연구에서는 저궤도 인공위성의 발사 전까지 배터리의 상태를 최적화 하기위한 배터리 운용에 관하여 기술하며, 배터리 상태에 대한 실측 데이터를 제시하여 배터리의 정상상태를 검증하였다.