• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.27.3-27.3
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• 2009

인공위성이 발사체로부터 분리되면, 인공위성은 가장 먼저 태양 전지판을 전개한 후 전력을 생산한다. 전력은 인공위성의 운영에 반드시 필요하므로, 태양전지판의 성공적인 전개는 인공위성의 성공적 임무 수행의 필수 요소이다. 따라서, 태양전지판 또는 태양전지판의 전개장치 개발시에는 태양전지판이 이상없이 전개되는지를 확인할 수 있는 태양전지판 전개해석을 반드시 필요로 한다. 현재 개발중인 저궤도 지구관측위성의 경우, 3장의 태양전지판이 사용이 되며, 각 태양전지판의 전개 및 고정은 힌지 및 스트럿으로 이루어진 태양전지판 전개장치에 의하여 이루어진다. 이 논문에서는 다물체 동역학 해석프로그램인 Recurdyn을 이용하여, 상세 태양전지판 전개해석을 수행하고자 한다. 이전 연구에서는 기본적인 전개해석 모델을 수립하여, 태양전지판의 기본 전개거동을 확인할 수 있었다. 그러나, 태양전지판이 완전히 전개된 이후에 고정되는 부분의 모델링이 복잡하여, 단순하게 가정하여 전개해석을 수행하였다. 이러한 가정은 태양전지판의 전개 입장에서는 좀 더 극한상황이 되었으며, 이러한 환경하에서도 충분히 태양전지판이 잘 전개됨을 확인할 수 있었다. 이 논문에서는 간략화된 태양전지판 고정장치 및 기타 다른 부분들을 좀 더 상세모델링 하여, 전개 거동이 좀 더 실제에 가깝도록 하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.198.2-198.2
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• 2012

태양 전지판의 전개 여부는 저궤도 위성의 발사 성공 여부를 판단하는 가장 중요한 항목 중 하나이다. 태양 전지판이 성공적으로 전개되어야만 태양 지향 자세제어에 의해 위성 운용에 필요한 전력 생성이 가능하기 때문이다. 그러므로 발사 후 지상국 교신을 통해 최우선적으로 태양 전지판의 전개 여부를 판단한다. 태양 전지판의 전개 여부는 다양한 실패 상황에 가정해 총 5가지 조건을 통해 판단한다. 첫째, SAR1, SAR2의 입력 전류가 모두 0.8A보다 커야 한다. 만약 하나라도 0.8A 미만이라면 한 개 이상의 태양 전지판이 전개되지 않고 1번 태양 전지판이 태양 지향을 하지 못하는 상황이다. 둘째, SAR1 입력 전류와 SAR2 입력 전류의 값이 유사해야 한다. 만약 입력 전류 값이 크게 차이가 난다면 2번과 3번 태양 전지판 중 하나만 태양 지향을 하는 경우이다. 셋째, CSSA#5 출력 전류가 3.2mA보다 커야 한다. 만약 3.2mA보다 작다면 2번과 3번 태양 전지판의 전개가 실패하고 1번 태양 전지판이 태양 지향을 하는 경우 또는 1번 태양 전지판이 전개 실패하고 태양 지향을 하는 경우이다. 넷째, S/C Roll, Pitch, Yaw rate이 모두 0.2 deg/sec 보다 작아야 한다. 만약 body rate이 크다면 1번 태양 전지판의 전개 실패 상황을 예상할 수 있다. 다섯째, 각 태양 전지판의 온도 차이가 $35^{\circ}C$ 보다 작아야 한다. 만약 온도 차이가 크다면 1번 태양 전지판 전개 실패 상황에서 2번과 3번 태양 전지판이 태양 지향을 하는 경우이다. 총 다섯 가지의 조건을 모두 만족해야만 태양 전지판이 성공적으로 전개되었다고 판단한다. 태양 전지판의 전개 판단은 위성이 발사체에서 분리되고 약 4500초 이후 시점에 스발바드 지상국과의 교신을 통해 확인되었다. 이 시점의 SAR1 입력 전류는 약 2.00A, SAR2 입력 전류는 약 1.93A였기 때문에 모두 0.8A보다 크고 서로 유사한 값임을 확인했다. CSSA#5의 출력 전류는 약 3.5mA의 값을 나타냈다. S/C Roll rate은 -0.0084 deg/sec, Pitch rate은 -0.0072 deg/sec, Yaw rate은 -0.0303 deg/sec의 값을 나타냈다. 각 태양 전지판의 최대 온도 차이는 $7.7^{\circ}C$의 값을 나타냈다. 5가지 조건을 모두 만족함으로써 태양 전지판 전개는 성공적으로 수행된 것으로 판단했다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.29-34
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• 2008

발사체로부터 분리된 위성체가 궤도상에 진입하면 가장 먼저 태양전지판을 전개한다. 태양전지판의 전개유무는 위성 임무의 성공에 관련되어 있는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 따라서, 설계 초기 단계에서부터 태양전지판 전개해석을 통하여 태양전지판의 거동을 예측하고, 전개 중 태양전지판 주요 부위에서의 하중을 계산하여, 태양전지판 전개안전성을 점검하는 것이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 다몸체동역학 해석프로그램을 이용하여 차세대 저궤도 위성의 태양전지판 전개해석을 수행하고, 그 결과로부터 태양전지판 전개시 안정성을 분석하였다. 또한, 전개해석시 필요한 힌지 특성 데이터는 힌지 특성 시험을 수행하여 구하였으며, 이의 결과를 전개해석에 반영하여 해석을 수행하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.202-202
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• 2012

항공우주연구원에 설치되어있는 태양전지판 무중력 전개시험장치는 지상 전개시험 시 지구 자중으로 인해 발생하는 하중과 마찰력을 상쇄하여 우주 궤도상에서 전개되는 것과 동일하게 태양전지판이 전개되도록 구성되어 있다. 이를 위해 에어베어링을 사용하여 전개 시 발생할 수 있는 전개방향으로의 마찰력을 상쇄하고, 지구 중력으로 인한 영향이 없도록 하기 위해 중력축에 대해 각 레일이 수평이 되도록 정밀하게 정렬되어야 한다. 본 연구에서는 천리안위성의 정밀조립 및 전개시험에 사용되었던 태양전지판 무중력 전개시험장치를 차기 정지궤도위성의 대형 태양전지판에 적용하였을 때에도 전개시험이 가능한 지를 카티아 디지털 목업 시뮬레이션을 사용해 모사하고 검토되어야 할 주요 사항들에 대해 분석하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.136.1-136.1
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• 2012

저궤도지구관측 위성의 태양전지판은 위성이 궤도에 진입하고나서 전개된 후 위성에 전력을 공급하는 임무를 전담하는 중요 시스템이다. 이러한 시스템이 정상적인 임무 수행을 위해서는 우주 환경에서의 원활한 전개가 필수적이다. 따라서 위성은 발사이전 개발과정에서 태양전지판에 대한 전개성이 완벽히 검증되어야 한다. 이를 위해 무중력 조건을 모사하는 별도의 시험 장치를 활용하여 태양전지판의 전개 시험이 실시된다. 본 논문에서는 저궤도지구관측위성용 태양전지판의 비행모델에 대하여 실시한 전개 시험 방법 및 분석 내용을 소개하고자한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.53-59
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• 2003

다목적실용위성(KOMPASA) 태양전지판을 전개하기 위해 사용되는 Strain Energy Hinge(SEH)는 신뢰성 있는 전개를 보장하지만, 태양전지판이 완전 전개되는 순간, 큰 좌굴충격력을 유발하여 위성의 구조적 안정성이나 자세제어에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 전개장치의 설계단계에서부터 동역학적인 평가가 필요하다. 더욱이 위성의 임무가 다양해짐에 따라 태양전지판의 면적이 커지면서 보다 실제적이고 정확한 해석을 위해서는 태양전지판의 탄성변형 효과도 고려되어야 한다. 본 연구에서는 SE H를 이용하여 탄성효과가 큰 태양전지판을 전개할 때 발생하는 동적 특성들을 예측할 수 있도록 동력학 해석절차를 제시하였으며 다목적실용위성 2호의 태양전지판 전개시험을 통하여 해석결과의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.38-45
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• 2003

본 논문은 Strain Energy Hinge(SEH)를 갖는 다목적 2호기의 태양전지판 전개에 대한 동적 모델링과 관련이 있다. 이 연구를 위해 SEH는 단순한 비틀림 스프링으로 치환되었으며 인공위성과 태양전지판은 강체로 가정하고 운동방정식을 유도하였다. 또한 모델링에 지상 실험에 가장 큰 영향을 주고 있는 것으로 관찰된 지지줄의 영향을 고려하였다. 무중력 상태에서의 전개와 지상 전개 결과를 비교한 결과 태양전지판의 전개는 유사하나 인공위성의 운동은 지지줄의 영향으로 인해 전혀 다른 것으로 나타났다. 결론적으로 지상 전개 실험 장치를 이용해 무중력 상태의 태양전지판 전개를 어느 정도 정확하게 묘사할 수 있다. 또한 지지줄의 영향을 조사한 결과 현재 실험실의 지지줄의 길이가 적합한 것으로 나타났다. 지상실험 결과와의 비교는 다음 논문에서 다룬다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권7호
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• pp.583-591
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• 2018

본 논문에서는 하나의 큰 태양전지판 전개시험을 위해 새로운 전개시험장치를 제안하였다. 지상에서 전개시험을 수행하기 위해서는 궤도에서와 유사한 무중력 환경을 만들기 위해 중력 보상을 고려한 장치를 사용해야 한다. 기존에 주로 사용되는 전개시험장치를 시험하고자 하는 태양전지판 전개에 적용 가능한지 판단하기 위해 간단한 개념설계, 해석 그리고 시험 등을 통해 장단점을 분석하였다. 지상 시험의 문제점인 공기저항 문제를 해결하기 위해 더미 프레임을 제안하였으며 중력축과의 정렬 문제를 해결하기 위해 전개 장치에 자동조심 베어링 및 조절나사를 적용하였다. 그리고 테잎 스프링 힌지축의 변화를 보상하기 위해 반지름 방향 이동을 위한 수평 이동 베어링이 적용되었다. 이로부터 본 논문에서 전개하고자 하는 태양전지판에 특성화된 새로운 전개시험장치를 개발하고 검증함으로써 기존 전개시험장치의 문제점을 해결하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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• pp.984-984
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• 2001

위성체의 태양전지판과 안테나와 같은 구조물은 발사시 체적을 최소화하기 위하여 설정궤도에 도달하기 전까지 접혀진 상태로 운반되며, 설정궤도에 도달 후 고유의 임무를 수행하기 위하여 안테나, 태양전지판 및 로보트 팔과 같은 이차 부착물의 전개 작업을 수행한다. 이러한 작업은 위성체 및 발사체의 고유임무를 수행하는데 매우 중요한 작업이며, 이 작업의 성공 유무가 우주비행체 임무의 성패를 좌우한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.82-87
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• 2003

본 논문은 변형에너지 힌지(Strain Eenergy Hinge)를 갖는 다목적 2호기의 태양전지판 전개에 대한 지상 전개실험과 이전 논문에서 다루었던 이론적인 모델링의 타당성에 관한 연구이다. 본 연구를 위해 먼저 이론적으로 설명하기 어려운 Stopper를 갖는 SEH에 대해 실험을 수행하여 비선형 좌굴 특성을 조사하였다. 이 특성은 태양전지판의 전개속도와 전개형태에 영향을 주므로 매우 중요하다. Stopper를 갖는 SEH의 실험 결과를 바탕으로 등가 모멘트-각도 선도를 도출하였으며 이 선도를 이론 모델과 결합하였다. 지상 전개 실험은 중력의 완전한 제거가 불가능하기 때문에 지지줄을 이용해 중력 보상을 시도하고 있다. 본 연구에서는 항공우주연구원에서 수행한 지상 전개 실험의 과정과 결과를 자세히 소개한다. 지상 전개실험 결과는 이론 모델에 근거한 수치 모사 결과와 잘 일치함을 볼 수 있었다. 따라서 이론 모델링의 타당성을 입증하였다.