• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.40-50
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• 2003

저고도, 태양동기궤도인 아리랑 1호의 최초 임무운영 목표였던 3년 동안 관측된 궤도 변화를 분석하였다. 초기운영기간 동안 최적화된 궤도를 획득하기 위해 총 4회의 궤도조정이 있었으며, 총 8회의 안전모드가 발생하였다. 예상치 않은 안전모드 발생과 임무기간 동안 최고조에 달했던 태양활동이 궤도변화에 미치는 영향을 분석하였고, 초기 궤도조정 완료 직후 임무운영 기간에 대해 예측되었던 장기 궤도예측 결과와 궤도결정을 통해 실측된 궤도와의 차이를 분석하였다. 최적화된 궤도에서부터 운영된 3년의 임무기간 동안 고도를 제외한 나머지 궤도요소들은 설계된 임무궤도 범위 내에서 변화하였고, 태양동기궤도 특성을 유지하였음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.752-759
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• 2012

본 논문에서는 태양동기성 유지 및 지상궤적 반복이 요구되는 위성의 궤도 설계 방법에 대한 연구를 수행하였다. 특히, 위성 궤도 해석 및 공학 문제에서 빈번하게 사용되는 상용소프트웨어 (STK, MATLAB)를 활용한 "비선형 시뮬레이션 기반 수치 최적화" 기법을 제안하고자 한다. 설계 과정에서 위성에 미치는 다양한 교란력을 고려함으로써, 태양 동기성과 지상궤적 반복과 같은 임무 요구 사항을 더 정확하게 만족할 뿐만 아니라, 위성 지방시 변화 최소화, 특정 지상국과 접촉 시간 최대화와 같이 실제 위성 운용시 현실적으로 요구되는 사항을 설계에 반영할 수 있다. 저궤도 태양동기궤도 위성을 대상으로 설계 예제를 제시하였고, 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.141-148
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• 2015

본 논문에서는 각각 독립적으로 설계된 태양동기궤도 위성에 위성군 개념을 적용하여 다중 위성의 효율적인 운영에 대한 방법론을 제시한다. 이를 위해 태양동기궤도 설계 관점을 단순히 지방시나 태양동기성을 유지하는 것에 국한하지 않고, 지상국과 영상목표물의 교신 및 관측시간등을 고려하여 위성운영의 효율성을 높이고자 한다. 위성의 효율적인 운영을 위해 위성과 단일 목표물을 고려한 새로운 운영요소(Operation Parameter)를 정의하고, 이를 이용하여 위성의 운영효율성을 판단할 수 있는 운영효율성 지표(Figure of Merit)를 정의한다. 상용 소프트웨어인 MATLAB과 STK의 연동을 통해 비선형 시뮬레이션 기반의 수치최적화 기법을 적용하여 사용자의 요구사항을 만족하는 임무궤도를 재설계함으로써 본 연구의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.28.3-28.3
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• 2010

위성이 궤도를 운용함에 있어서 원으로 운용되는 저궤도(LEO)에서는 대기저항(Drag)에 의한 섭동 영향이 가장 크게 미친다. 이 연구에서는 대기저항 섭동에 의해 감소되는 위성의 고도를 전기추력기를 이용하여 고도를 유지할 때 이를 해석적인 측면에 대해 살펴보고 지구 관측 위성에서 많이 쓰이는 태양 동기 궤도(SSO)에 적용하여 궤도를 유지하는 방법에 대해 알아보았다. 태양활동에 의한 대기의 밀도변화를 John kennewell의 모델을 통해 예측하여 대기저항에 의해 감소되는 고도량을 구하고 위성에서 추력(thrust)을 줄 때는 Gaussian Variation of Parameters식을 이용하여 해석적인 방법으로 궤도 장반경의 증가량을 구하였다. 위성에 추력을 줄때 이심률이 증가하게 되는 문제는 구속조건으로 이심률 값의 최대 허용치를 정하여 증가하는 것을 방지하도록 하였다. 또한 $J_2$ 섭동에 의해 가장 영향을 받는 승교점(Ascending Node)과 추력에 의해 변화할 수 있는 근지점(Perigee)을 살펴보고 궤도 유지를 위한 적절한 추력 방향을 구하였다. 각각의 궤도 요소의 변화를 살펴보고 일반적인 태양 동기 궤도 위성의 제원을 이용하여 궤도 유지에 적용하였다. 저궤도 위성의 궤도 유지에 대한 복잡한 수치적인 방법으로 궤도요소의 변화를 정확하게 구하지만 해석적인 방법으로도 위성의 궤도 유지를 위한 정보를 얻을 수 있었다. 이를 저궤도 위성의 궤도 운용과 변화 예측에 적용할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권12호
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• pp.890-896
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• 2019

지구 주위 궤도를 공전하는 위성체가 지구 지향 자세를 유지할 경우, 위성체에 장착된 태양전지판이 태양지향을 할 수 없기 때문에 태양전지판구동기를 장착하여 태양전지판이 태양을 지향하도록 운용한다. 이 때 태양 주변을 공전하는 지구 공전궤도의 이심율과 지구 자전축의 기욺으로 인해 태양전지판이 태양을 지향하는 위치가 계절에 따라 변경되어 균시차가 발생하는데 본 논문에서는 자세안정화 요구조건에 따라 두 개의 속도로 운용하는 태양전지판구동기 운용의 경우에 대해 균시차로 인한 태양지향 오차를 효과적으로 보상하는 운용 방안에 대해서 기술하고 실제적인 시뮬레이션을 통해 검증한 결과를 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권4호
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• pp.283-288
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• 2019

본 논문은 천리안위성 2A호가 2018년도 12월 5일에 발사되고 태양전지판구동기의 초기운영을 수행하면서 획득된 텔레메트리를 통해 지상에서 개발하고 시험한 결과에 대한 우주검증 결과를 정리하였다. 특히, 전이궤도 이후 정지궤도에 진입하면서 태양전지판구동기의 위치 설정 로직과 open-loop 제어에 의한 누적오차 보상 로직에 대한 결과를 검증하고 정상 운영이 되고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 설계 단계에서 확인되지 못했던 정지궤도 대비 태양의 위치가 시간에 따라 주기적인 오프셋이 있음을 발견하고 그에 적합한 보정 threshold 값을 설정하게 된 결과도 정리하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.141-151
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• 2018

발사체 경량화에 따른 한국형발사체 투입성능 예측을 위해 궤적계산 프로그램을 작성하였다. 이 프로그램을 이용하여 단 별 구조비 감소 및 엔진 성능 개선에 따른 지구 저궤도 및 태양동기궤도 투입성능을 추정하였으며, 목표궤도에 투입 가능한 페이로드 중량을 성능 판단지표로 두었다. 한국형발사체의 구조비를 기존 대비 60% 수준까지 경량화 할 경우, 지구 저궤도 및 태양동기궤도에 최대 4.5톤, 3톤의 우주화물을 수송할 수 있을 것으로 보인다. 구조 경량화와 함께 90톤급, 10톤급의 개선 엔진을 탑재할 경우 태양동기궤도에 최대 3.65톤의 페이로드를 투입할 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제23권2호
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• pp.127-134
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• 2006

지구대기에 의해서 태양동기위성의 고도가 감소될 때 초기 궤도경사각에 따른 승교점 통과시각의 변화를 분석하였다. 이를 위해 고도 500km인 위성에 대해서 3년간 궤도예측 연구를 수행하였으며 초기 승교점 통과시각은 06시, 09시, 12시, 15시, 그리고 18시로 하였다. 위성의 고도 감소와 초기 승교점 통과시각에 따라서 각각 다른 궤도경사각의 변화를 얻을 수 있었으며 승교점 통과시각 역시 달라짐을 알 수 있었다. 이를 이용하면 궤도조정을 위한 추력기가 탑재되지 않은 태양동기위성에 있어서 임무기간 동안 승교점 통과시각의 변화를 최소로 하는 초기 궤도요소를 산출할 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.193-200
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• 2011

본 연구는 저궤도의 태양동기궤도 위성에 미치는 외란 토크의 크기와 영향을 해석하였다. 위성체 좌표계에서 보았을 때, 지구 지향 자세에서 최대 토크는 약 $8.3{\times}10^{-4}$ Nm로 한 궤도당 약 1.4 Nms 의 모멘텀이 축적되고, 태양지향 자세에서의 최대 토크는 약 $1.6{\times}10^{-3}$ Nm로 한 궤도당 약 3.0 Nms 의 모멘텀이 축적된다. 한 궤도당 축적되는 모멘텀의 양은 토커의 크기를 결정하는 설계 기준 자료로 사용되는데, 현재 사용 가능한 자기 토커의 한 궤도당 모멘텀 덤핑 용량을 고려했을 때, 위성의 임무 수행을 위해 적절한 선택임을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.163.1-163.1
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• 2012

이 연구는 우주물체에 대한 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 선행연구로, 궤도전파 시뮬레이터를 개발하여 궤도상 위성의 광학관측가능성을 분석하고 광학관측 여부를 판단하는 것을 목표로 한다. 연구의 주 내용은 주어진 궤도정보를 바탕으로 하는 태양동기궤도(Sun-Synchronous Orbit; SSO) 위성, Dawn-dusk 위성, 저궤도(Low Earth Orbit; LEO) 위성, 정지궤도(Geostationary Orbit; GEO) 위성 등 궤도상 위성의 추정궤도 전파와 자국위성의 광학관측가능성 분석으로 구성된다. 각각의 궤도전파 정밀도 및 광학관측가능성 분석성능을 확인하기 위해 AGI(Analytical Graphics Incorporated)사의 STK(Satellite Tool Kit) 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 개발된 궤도전파 시뮬레이터와 비교하였다. 시뮬레이션 과정에서 광학관측의 제한조건을, 지구반영(penumbra)과 태양직사광(direct sun)에서만 관측하며, 고도(elevation angle)의 최소값은 20도, 태양고도(Sun elevation angle)의 최대값은 -10도로 설정하였다. 광학관측이 이루어지는 가상의 관측소는 임의로 선정하였으며, 기본적인 관측시간은 1년으로 잡고, 계절의 변화에 따른 광학관측가능성 궤적의 변화를 보기위해 춘하추동에 대해서 각각 3일이내의 기간 동안 시뮬레이션을 수행하였다. 결과적으로, 우주물체 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 광학관측가능성 분석성능은 궤도전파 시뮬레이터 및 초기궤도요소 정밀도, 좌표변환과정 오차 등의 영향을 받으며, 설정된 제한조건에 따라 광학관측 지속시간의 차이가 발생한다. 연구결과를 통해 궤도상 위성의 궤도를 추정하기 위한 위성의 궤도전파 시뮬레이터를 개발하고, 자국위성의 관측가능성 분석을 통해 광학감시 및 추적시스템의 운영이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.