• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.361-364
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• 1997

The re-enty guidance design involves trajectory optimization, generation of a reference drag acceleration profile with the satisfaction of trajectory constraints. This reference drag acceleration profile can be considered as the reference trajectory. This paper proposes the atmospheric re-entry system which is composed of longitudinal, later and range control. This paper shows the a performance of a re-entry guidance and control system using feedback linearization control and predictive control.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권9호
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• pp.1519-1528
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• 2004

Atmospheric Re-Entry guidance is divided as longitudinal and lateral. This paper proposes a longitudinal reference trajectory and control law using the inverse dynamics method with pseudospectral Legendre method. Application of this method into Re-Entry problem forces a power of calculation time-reduction due to unnecessary of integration or any iteration as well as sufficient accuracy convergence. The used guidance scheme is time-to-go.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권10호
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• pp.1557-1566
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• 2006

We present a procedure for the application of global orthogonal polynomial into an atmospheric re-entry maneuvering problem. This trajectory optimization is imbedded in a family of canonically parameterized optimal control problem. The optimal control problem is transcribed to nonlinear programming via global orthogonal polynomial and is solved a sparse nonlinear optimization algorithm. We analyze the optimal trajectories with respect to the performance of re-entry maneuver.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권4호
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• pp.289-302
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• 2017

The key risk analysis technologies for the re-entry of space objects into Earth's atmosphere are divided into four categories: cataloguing and databases of the re-entry of space objects, lifetime and re-entry trajectory predictions, break-up models after re-entry and multiple debris distribution predictions, and ground impact probability models. In this study, we focused on reentry prediction, including orbital lifetime assessments, for space situational awareness systems. Re-entry predictions are very difficult and are affected by various sources of uncertainty. In particular, during uncontrolled re-entry, large spacecraft may break into several pieces of debris, and the surviving fragments can be a significant hazard for persons and properties on the ground. In recent years, specific methods and procedures have been developed to provide clear information for predicting and analyzing the re-entry of space objects and for ground-risk assessments. Representative tools include object reentry survival analysis tool (ORSAT) and debris assessment software (DAS) developed by National Aeronautics and Space Administration (NASA), spacecraft atmospheric re-entry and aerothermal break-up (SCARAB) and debris risk assessment and mitigation analysis (DRAMA) developed by European Space Agency (ESA), and semi-analytic tool for end of life analysis (STELA) developed by Centre National d'Etudes Spatiales (CNES). In this study, various surveys of existing re-entry space objects are reviewed, and an efficient re-entry prediction technique is suggested based on STELA, the life-cycle analysis tool for satellites, and DRAMA, a re-entry analysis tool. To verify the proposed method, the re-entry of the Tiangong-1 Space Lab, which is expected to re-enter Earth's atmosphere shortly, was simulated. Eventually, these results will provide a basis for space situational awareness risk analyses of the re-entry of space objects.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.142-149
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• 2013

인공위성을 포함한 우주물체가 지구궤도로 재진입하고 대기권에서 소실되거나, 지표면에 추락하는 일들이 날로 증가하고 있다. 최근 국내에서도 위성추락상황실을 운영하여 인공위성의 추락고도 및 추락시기에 대한 예측을 실시하였다. 아직까지 국내에서는 우주물체의 추락 시 현업에 적용할 수 있는, 미전략사령부에서 발표하는 TLE 자료를 활용한 독자적인 추락예측모델이 없으며, 다른 위성 운영국에서 발표하는 추락 예상시기를 참고하였다. 이 연구에서는 TLE 자료에 대기모델을 바탕으로 추락예상시기를 예측하고, 분석한 결과를 종합 분석하였고, 위성추락상황실 운영간 적용했던 RUBBER SHEET SHIFT METHOD(RSSM)의 인공위성 예상추락시기 예측결과를 토대로 새로운 추락모델에 대한 예시를 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.51-60
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• 2002

통계학적 해석인 몬테-칼로 모의실험은 대기권 재진입 분산의 결과인 낙하예정지역뿐만 아니라 상태변수들의 최종조건들을 조사하는데도 사용된다. 본 논문에서 재진입 분산은 위도, 경도, 고도, 뱅크각, 비행경로각, 기수 오차, 그리고 항속거리로 생성되는 $7\times7$ 공분산 행렬로 한정된다. 감속을 목표로 하는 대기권 재진입시 이것들에 영향을 미치는 오차 원인들은 대기밀도, 온도, 초기오차, 바람, 그리고 항력계수의 추정오차 등에 관련된 불확실성들로서 이들 오차의 $3{\sigma}_n$와 공칭 비행궤적을 사용해서 상태변수의 공분산 행렬은 궤적 오차 해석을 수행함으로 결정될 수 있다. 재진입에 대한 몬테-칼로법의 적용에 있어서 주요 고려할 점은 교란궤적, 뱅크역전, 그리고 이 제적들 각각에 대한 최종 낙하지점의 결정이다. 본 논문은 불확실성에 대한 결과를 공력계수와 뱅크역전의 관점에서 해석한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.156.4-156
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• 2001

The uncertainties of an atmospheric re-entry flight with respect to stability and controllability are aerodynamic error, measurement error of the angle of attack, variation of dynamic pressure, wind, and trim position of the control surfaces, etc. During hypersonic flight, a future angle of attack is biased from a nominal schedule. In order words, because the angle of attack is estimated from the navigation data, estimation error occurs due to wind, atmospheric density variation, etc. Error models used in this study, include a standard deviation of +-3 sigma, and are the normal distribution of statistics. This paper shows the appraisement of tracking performance onto the reference trajectory, satisfaction of the initial condition of TAEM about the re-entry system.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.150-158
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• 2013

국내에서 위성이나 잔해물이 대기권으로 진입하는 상황을 공식적으로 감시한 것은 1983년 1월 23일에 본체가, 동년 2월 7일에 핵연료 코어가 추락한 구 소비에트 연방의 위성 코스모스 1402호의 상황주시를 위해 구)과학기술처가 구성한 추락상황대책반 운영이 최초이다. 이 후에 2001년 대기권에 재진입한 러시아 우주정거장 미르의 폐기대책반이 구)과학기술부 주관으로 한국천문연구원과 한국항공우주연구원 등 관련기관의 지원으로 운영되었고, 2011년 9월 24일에 있었던 미국의 고층대기기상위성인 UARS (Upper Atmosphere Research Satellite)의 추락이 한국천문연구원에 의해서 분석되었다. 빈번해진 폐기위성 및 우주잔해물의 대기권 재진입 상황에 따라 2011년 10월 14일 구)교육과학기술부와 우주 관련 기관인 한국천문연구원과 한국항공연구원의 관련 전문가 그룹이 대책회의를 거쳐서 위성추락상황실을 한국천문연구원 내에 설치하고 한국천문연구원 주관으로 운영하기로 결정하였다. 그 결과 이 위성추락상황실은 2011년 10월에는 독일 뢴트겐 위성, 2012년 1월에는 러시아 화성 탐사선 포브스 그룬트, 2013년 1월에는 러시아 위성 코스모스 1484, 그리고 2013년 11월에는 유럽연합의 측지위성 고체 (GOCE)의 대기권 재진입을 감시, 자료 분석, 관련기관 보고, 언론 자료 배포 및 대국민 상황 전파를 실시하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.79-85
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• 2018

지구 재진입 비행체와 태양계 행성의 대기권 진입 비행체의 개발 요구가 증가하고 있다. 일반적으로 대기권 진입에는 대기 항력과 가열 환경이 동반하여 이에 따른 열보호 자재의 선정과 열보호 시스템의 설계와 적용이 매우 중요하다. 본 논문에서는 대기권 진입 환경과 우주 비행기의 열보호 자재의 종류와 특징을 고찰하였다. 그리고 우주비행기에 사용하는 열보호 시스템의 설계 및 활용 현황 등에 대하여 기술하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권4호
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• pp.449-465
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• 2017

The aim of the present work is to present a computational study of the non-linear aero-elastic behavior of a multi-layered Thermal Protection System (TPS). The severity of atmospheric re-entry conditions is due to the combination of high temperatures, high pressures and high velocities, and thus the aero-elastic behavior of flexible structures can be difficult to assess. In order to validate the specific computational model and the overall strategy for structural and aerodynamics analyses of flexible structures, the simplified TPS sample tested in the 8' High Temperature Tunnel (HTT) at NASA LaRC has been selected as a baseline for the validation of the present work. The von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n^{\prime}s$ three dimensional large deflection theory for the structure and a hybrid Raleigh-Ritz-Galerkin approach, combined with the first order Piston Theory to describe the aerodynamic flow, have been used to derive the equations of motion. The paper shows that a good description of the physical behavior of the fabric is possible with the proposed approach. The model is further applied to investigate structural and aero-elastic influence of the number of the layers and the stitching pattern.