• 한국항공우주학회지
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• 제39권11호
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• pp.1021-1032
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• 2011

본 논문은 혼합 추력 방식의 지구-달 최적 전이궤적의 설계를 위하여 설계인자에 따른 비교연구를 수행하였다. 지구 및 달의 인력을 동시에 고려하는 평면상 원형 제한 3체 궤도운동 모델을 바탕으로 지구 출발시에는 순간 추력을, 지구-달 천이 과정 및 달 임무궤도 투입시에는 연속 추력을 사용하는 혼합형 궤적전이 방법을 적용하였다. 설계 인자로 설정된 추력 가중치와 비행시간의 다양한 조합에 따라 지구 출발시 Direct Departure 및 Spiral Departure Trajectory, 달 도착시 무추력 투입(Ballistic Capture)이 가능한 전이궤적를 설계하였고, 각 궤적에 필요한 순간 및 연속 추력 요구량을 상세히 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권1호
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• pp.68-77
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• 2018

달 궤도선의 전반적인 특성을 해석하기 위해 일별 발사가 가능한 Variable Coast 방식을 3.5 위상전이궤적에 적용하였다. 발사장 및 발사체를 선정하여 발사에서부터 달 궤도 진입까지의 전 과정에 대한 임무 시나리오를 구성 및 해석을 수행하였다. 특히 지구-달 회전좌표계에서 정의한 SEM(Satellite-Earth-Moon) 각도는 3.5 위상전이궤적을 전반적으로 검토할 수 있는 중요한 구속조건이다. SEM 각도를 이용한 시뮬레이션 결과를 지구-달 전이궤적 및 달 궤도 진입에서의 발사 시각, 관성비행 기간, 근지점 고도 및 ${\Delta}V$등 다양한 관점으로 분석하고 최적의 SEM 각도를 제안하였다. 이 결과는 향후 Fixed Coast 분석결과와 비교함으로써 발사체 선정에 따른 3.5 위상전이궤적의 특성을 평가하는데 큰 도움을 줄 것으로 예상된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제10권4호
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• pp.35-40
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• 2016

중간경로수정기동은 발사체 분리벡터를 보정하기 위해 필요하다. 직접전이궤적의 경우에는 약 3~4회의 중간경로수정 기동이 요구되었다. 그러나 위상전이궤적의 직접전이궤적에 비해 전이궤적이 길기 때문에 중간경로수정기동의 전략이 달라진다. 위상전이궤적을 이용하는 궤도선은 지구를 여러 번 돌기 때문에 근지점 및 원지점 등 발사체 투입오차를 보정하기 위한 좋은 지점을 여러 번 만나게 된다. 발사체 분리 오차가 크다 하더라도 중간경로수정기동의 전략이 좋으면 적은양의 보정 기동으로도 큰 오차를 보정할 수 있다. 본 논문은 높은 발사체 투입오차를 보정하기 위한 위상전이궤적의 절차와 전략을 기술한다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권1호
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• pp.17-23
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• 2020

달 탐사에서 발사체 상단은 주로 저궤도에 투입된 탐사선을 38만 km의 거리에 있는 달까지 투입해주는 역할을 한다. 국외의 경우 상단(Upper Stage)은 달 탐사선을 지구-달 전이궤적에 투입 후 탐사선과 분리되고, 달 탐사선은 그 이후 자체 추진제를 이용하여 중간 경로 수정 기동 및 달 궤도 진입을 수행한다. 본 연구는 새롭게 제시되는 소형 액체상단을 기술하였다. 습질량이 총 2.9톤인 액체상단을 이용할 경우 달 탐사선을 지구-달 전이궤적 투입뿐만 아니라 달 궤도 진입까지 수행할 수 있다. 본 연구는 나로 우주센터에서 발사할 경우를 기준으로 허용 가능한 달 탐사선의 질량 범위를 도출하고, 탐사선의 허용 가능한 임무 범위도 다양하게 기술하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.684-692
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• 2010

본 논문에서는 지구-달 천이를 위한 최적 궤도 설계에 관한 연구를 수행하였다. 지구와 달의 인력을 동시에 고려한 평면상 제한 3체 궤도 운동 모델을 바탕으로 지구 출발시에는 순간 추력을, 지구-달 천이 과정 및 달 임무궤도 투입시에는 연속 추력을 사용하는 혼합형 궤도전이 방법을 제시하였다. 최적화 풀이 방법으로서 Direct Transcription 및 Collocation을 이용한 비선형 프로그래밍 기법을 적용하였으며, 지구 출발 및 달 임무궤도 투입 궤적의 형상은 순간 추력의 연속 추력에 대한 상대 가중치 및 비행시간에 의하여 매우 달라질 수 있음을 파악하였다.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.108-116
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• 2009

본 논문에서는 한국형발사체를 사용한 달 탐사 위성의 궤적 설계를 수행하였다. 발사체는 달탐사위성과 킥모터 스테이지를 지구 저궤도에 투입하고, 이후 킥모터 스테이지의 연소에 의해 직접전이궤도 또는 고타원궤도에 투입된다. 설계된 궤적에 대해 TLI 및 LOI 기동을 실제와 가깝게 finite burn으로 모델링하여 요구속도 및 필요한 추진제량을 계산하여, 한국형 발사체를 사용할 경우 발사 임무에 대한 가능성을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권12호
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• pp.950-958
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• 2013

달 궤도선은 한국형발사체(KSLV-II)에 실려 지구 저궤도에 투입된 후, 지상 안테나를 이용한 달 궤도선의 추적데이터 획득 및 궤도결정 과정을 거쳐 적절한 시점에서 TLI(Trans Lunar Injection) 엔진을 점화시켜야 한다. 본 논문은 달 궤도선을 나로우주센터에서 발사하여 달 궤도에 진입하기까지 여러 단계로 나누고 발사 방위각 및 발사창 분석부터 TLI 및 LOI(Lunar Orbit Insertion) 분사 위치에 따른 속도증분(${\Delta}V$) 그리고 가시성 및 식 기간 분석까지 수행하여 직접 전이궤적의 전반적인 특성을 분석하였다. 본 논문은 향후 달 임무 설계 시 관성비행 기간 및 전이기간에 따라 속도증분이 어떻게 변하는지에 대한 전반적인 내용을 파악하는데 도움이 되고, 발사 시각 선정과 연료소모를 줄일 수 있는 파라미터 선정에 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권3호
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• pp.218-227
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• 2016

대한민국 정부는 2020년까지 달에 궤도선과 착륙선 발사를 계획하고 있다. 두 가지 탐사선을 발사하기 이전에 탐사선의 핵심기술 확보 및 달의 과학 데이터를 획득하기 위해 시험용 궤도선을 2018년까지 발사할 계획이다. 궤도선의 탑재체는 달 표면 촬영 및 과학 데이터를 획득한 후 지상으로 전송한다. 또한 궤도선이 지상국과 교신이 가능하면 S-band 대역으로 원격명령 및 원격 측정 데이터를 전송하고, X-band 대역으로 과학 데이터를 전송한다. 한국형 심우주 네트워크는 궤도선과 주로 S 및 X-band 통신을 수행한다. 지구-달 전이 단계에서 한국형 심우주 네트워크가 가용할지 않을 경우 Deep Space Network 또는 Universal Space Network를 이용하며, 임무 궤도에서는 예비로 이 네트워크들이 사용된다. 본 논문은 임무 시나리오에 따른 궤도선의 일별 교신 횟수를 예측하고 운영 시나리오를 작성하기 위해 다양한 안테나 및 마스크 각도에 따른 가시성 조건을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권12호
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• pp.867-875
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• 2022

본 논문에서는 달착륙선이 국내 개발된 발사체 상단에 탑재되어 지구 저궤도에 투입되고, 이후 달 전이 궤도 투입 기동을 통해 달에 착륙할 경우에 대한 예비 임무 분석을 수행하였다. 각각의 장단점이 있는 직접 착륙 방식 및 간접 착륙 방식을 모두 적용해보았으며, 2030년 음력 10월에 발사할 경우 발사 일에 따른 전이 궤도 특성을 분석하였다. 여기에 미국의 달착륙선 Surveyor-1과 같이 일식 조건, 태양 고도각 조건 및 추적 가능 시간대를 만족시키는 발사 일을 분석해 보았다. 직접 착륙 방식의 경우는 음력 10월중 4일, 간접 착륙 방식의 경우는 3일에 발사할 경우 근지점 이각과 일식 조건에 있어서 가장 적합한 발사일로 분석되었다.