• 우주기술과 응용
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• 제3권2호
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• pp.144-153
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• 2023

기존의 군 위성 통신체계는 적의 재밍 공격 및 신호 수신을 대비한 특수한 통신 탑재체가 장착된 정지궤도 통신위성을 기반으로 하였는데, 무인체계 등 새로운 무기체계가 등장함에 따라 신규 통신 수요를 충족시킬 저궤도 위성 기반의 위성 통신체계의 필요성이 점점 커지고 있다. 본 논문은 큐브 위성 기반의 통신체계에 적합한 다양한 웨이브폼 기술과 미래 군 초소형 위성 통신체계의 운용 개념에 대해 소개한다.

• 우주기술과 응용
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• 제4권2호
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• pp.137-152
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• 2024

현재 마이크로중력 환경을 활용한 과학실험은 초 단위 정도의 짧은 시간 동안 실험이 수행 가능한 낙하 탑부터 시간제한이 없는 우주정거장 등 여러 분야에서 수행되고 있다. 하지만 과학 실험에 필요한 긴 시간이 확보된 마이크로중력 환경을 구현하기 위해서는 적지 않은 개발비용과 시간이 소모된다. 따라서 고비용이 수반되는 마이크로중력 환경 실험을 큐브위성에서 수행한다면 저비용 고효율의 이점으로 과학 실험의 다양성과 시간의 제약에서 자유도가 더욱 높아질 것으로 판단된다. 이러한 특장점을 살린 KMSL(Korea Microgravity Science Laboratory) 큐브위성은 마이크로중력 환경에서의 과학 임무를 수행하였던 위성이다. KMSL 위성은 2021년 3월 22일 카자흐스탄 바이코누르 발사기지에서 Soyuz2.1a 발사체에 의해 발사되었고, 약 2개월간 정상적으로 임무를 수행하였다. 본 논문에서는 KMSL 위성의 운영 경험과 발생한 문제에 대한 분석을 바탕으로 마이크로중력 환경에서의 과학 임무를 성공적으로 수행하기 위한 해결책과 교훈을 제시하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권8호
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• pp.686-696
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• 2017

본 연구에서는 3U 큐브위성의 표준 플랫폼을 기반으로 한누리 5호 위성을 개발하고 이를 검증하였다. 표준 플랫폼의 기계시스템 설계에서는 초소형 부품 및 서브시스템 기능/성능을 초소형 PCB에 집적 및 소형화하도록 하고, 다양한 탑재체를 수용하도록 전기적 능력을 극대화한다. 한누리 5호는 지구저궤도(LEO)에서 운용하는 3U 크기의 큐브위성으로 적외선 카메라를 이용한 지구관측임무와 가이거뮬러 튜브로 우주방사선 측정을 하는 과학임무를 수행한다. 또한, 자체 개발한 소형 가변속제어모멘트자이로(VSCMG)와 퍼지로직 기반의 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 등의 부품(장치)들에 대한 기술검증도 포함한다. 한누리 5호의 검증을 위해 한누리 5호 위성체계의 ETB 시험, 기능시험 및 인증(Qualification)과 인수(Acceptance) 수준의 환경시험을 수행하였고 이들 시험결과를 제시하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권3호
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• pp.51-59
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• 2020

초소형 위성인 큐브위성의 경우 위성체의 제한적인 중량 및 부피를 고려하여 경량화 및 전기적 회로설계 측면에서 유리한 PCB 기반의 전개형 태양전지판이 폭넓게 적용되고 있으나, PCB의 낮은 두께 방향 열전도율로 인해 태양전지셀의 방열이 어려운 점이 있다. 본 논문에서 제안한 6U 큐브위성용 태양전지판은 PCB 기반의 태양전지판으로 제작되고, 판넬 외곽에 장착된 알루미늄 보강재 접속부에 열전도 패드가 적용된다. 따라서 판넬 전면부의 태양전지셀에서 방열면인 판넬 후면으로 열전달이 원활하도록 하여 PCB 적용에 따른 장점을 유지하면서도 방열성능을 극대화함으로서 태양전지셀 온도 하강에 따른 전력생성효율 향상이 가능한 장점을 갖는다. 본 연구에서 제안된 열전도 패드가 적용된 태양전지판의 열제어 측면에서의 유효성 입증을 위해 궤도 열해석을 통해 기존 PCB 태양전지판과 비교 분석을 실시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권7호
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• pp.609-618
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• 2015

CNUSAIL-1은 태양돛을 탑재한 3U 크기의 큐브위성이다. 저궤도에서 태양돛을 전개하고, 이에 따른 자세와 궤도에 대한 영향을 확인하는 임무를 수행한다. 본 논문에서는 CNUSAIL-1을 위한 자세결정 알고리즘의 구현 가능성을 제시하였다. 위성의 기준센서는 태양센서, 3축 지자기센서를 이용하며, 관성센서는 MEMS 자이로센서를 사용한다. 큐브위성용 센서는 상대적으로 저가이며, 성능 및 잡음특성이 좋지 않은 단점이 있다. 따라서 자세결정 알고리즘으로 노이즈 특성을 고려할 수 있는 확장칼만필터를 적용하였다. 또한 자세결정의 결정론적 방법인 QUEST 알고리즘과 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권6호
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• pp.529-534
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• 2014

전개형 우주 구조물의 구속 및 분리를 위해 일반적으로 적용되는 폭발식 분리장치의 경우, 극초소형 위성으로 분류되는 큐브위성에는 적용불가가 설계요구조건으로 규정되어있다. 큐브위성의 제한된 장착 공간과 이로 인한 저충격 요구조건, 저가의 개발비 등의 요구조건으로부터 일반적으로 적용이 용이한 나일론선 열선절단방식이 적용되고 있다. 하지만 나일론선 적용에 따른 낮은 체결력과 복수 구조물의 구속/분리를 위해 복수의 체결부와 열선을 필요로 하는 등 시스템 복잡화 및 신뢰도 저하의 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 상기의 문제점 해결을 위해 힌지 구동형 분리너트를 적용한 구속분리장치를 제안하였으며, 인증시험 온도범위에서의 분리장치 동작 기능시험, 정하중 시험, 충격레벨 측정시험을 통해 설계의 유효성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권10호
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• pp.827-832
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• 2013

극초소형 위성으로 분류되는 큐브위성의 경우, 1U를 기준으로 $10cm{\times}10cm{\times}10cm$의 크기, 1kg 이하의 중량제한을 비롯해 폭발식 구속분리장치의 적용이 불가한 설계요구조건으로 인하여 열선 작동시 나일론선의 절단과 함께 구속을 해제하는 구속분리 방식이 일반적으로 적용되고 있으나 낮은 체결력과 다수 구조물의 구속 시 다수의 열선 적용을 필요로 하는 등 시스템 복잡화의 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 큐브위성에 적용되는 열선 절단방식의 단점을 극복하기 위하여 열선절단방식을 적용한 분리너트형 비폭발식 구속분리장치를 고안하였으며, 인증모델의 기능시험, 정하중시험 및 충격시험을 통해 설계 유효성을 입증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.94-102
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• 2023

큐브위성용 태양전지판 분리장치는 열선 또는 저항소자의 발열로 나일론선을 절단하여 구조물의 구속을 해제하는 나일론선 절단방식 구속분리장치가 주로 적용되고 있다. 일반적으로 태양전지판 조립체의 발사하중을 고려한 구조해석을 수행하여 구속분리장치의 설계가 이루어지고 있으나, 발사 이후 궤도 열환경에 대한 구속분리장치의 열적 검토 및 분석사례는 전무한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 현재 개발중인 큐브위성 STEP Cube Lab-II에 적용되는 나일론선 절단 기반 구속분리장치의 열적 안정성 평가를 수행하고자 한다. 위성이 POD (Picosatellite Orbital Deployer)에서 사출되고 태양전지판이 전개되기까지의 분리장치 온도 분포를 검토하여 분리장치의 허용온도 범위 내에서 안정적인 구속 분리가 될 수 있도록 분리장치에 대한 궤도 열해석을 수행하였다. 또한, 열해석 결과를 기반으로 열진공시험을 수행하여 분리장치의 설계를 검증하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.94-100
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• 2017

본 논문에서는 425 MHz에서 동작하는 저궤도 큐브위성 탑재용 메타물질형 안테나를 연구하였다. 원거리 무선통신 네트워킹의 중요성과 위성의 역할이 대두되고, 큐브위성과 같은 자신만의 위성을 저가로 개발 보유를 희망하는 대학교나 개인들이 늘어감에 따라, 구조의 소형화 기술이 필요하다. 위성의 외부 공간을 많이 차지하는 것이 안테나 크기이므로, 경량화 목적으로 탑재용 소형 안테나의 설계하였다. 제안된 메타물질형 저자세 안테나의 경우 일반 패치안테나와 달리 0차 공진을 만들어 냄으로서, 전방향성 방사패턴을 만들어낸다. 또한, 제안된 안테나의 위성내부의 시스템 결합에 따른 전기적 특성변화를 확인하기 위해, 급전부를 대표하는 UHF 도파관 대역통과 여파기와 연결하여 성능을 검증하였다. 모노폴과 메타물질형 저자세 안테나의 성능이 서로 비교된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.92-99
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• 2008

다목적실용위성5호는 정밀궤도결정을 위하여 위성레이저반사경을 부착할 예정이다. 레이저반사경은 독일 DFZ에서 개발된 것으로 4개의 코너큐브로 구성된 피라미드 형태를 갖는다. 본 논문에서는 레이저반사경의 유효면적과 link budget에 따른 광자수 계산 및 지상관측소 위치에 따른 광자수 계산 등의 성능 해석을 수행하였다.