• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.156-165
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• 2015

궤도 속도에 근접하거나 궤도운동을 하고 있는 발사체 상단의 지구 재진입에 따른 지상피해 분석에 이용하기 위하여 지구 재진입 물체의 생존성 분석 프로그램(SAPAR: Survivability Analysis Program for Atmospheric Reentry)을 개발하였다. 3자유도 파편 낙하시뮬레이션 과정에 파편이 낙하하는 도중에 받게 되는 공력 열하중, 열하중에 의한 파편의 온도변화, 녹는점에 도달한 후 물체의 상변화 여부 등을 포함하여 최종적으로 지상에 낙하하는 파편의 크기와 무게를 분석하였다. 개발된 코드의 검증을 위하여 단순한 형태의 파편에 대한 생존성 분석을 수행하여 미항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 코드 결과와 비교하였다. 또한 실제 재진입 파편에 대한 분석을 수행하여 측정된 결과와 비교하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권4호
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• pp.487-501
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• 2017

The main purpose of the paper is to analyze effect of geometrical parameters of the reentry capsules such as radius of the spherical cap, shoulder radius, back shell inclination angle and overall length on the flow field characteristics. The numerical simulation with viscous flow past ARD (Atmospheric Reentry Demonstrator), Soyuz (Russian) and OREX (Orbital Reentry EXperimental) reentry capsules for freestream Mach numbers range of 2.0-5.0 is carried out by solving time-dependent, axisymmetric, compressible laminar Navier-Stokes equations. These reentry capsules appear as bell, head light and saucer in shape. The flow field features around the reentry capsules such as bow shock wave, sonic line, expansion fan and recirculating flow region are well captured by the present numerical simulations. A low pressure is observed immediately downstream of the base region of the capsule which can be attributed to fill-up in the growing space between the shock wave and the reentry module. The back shell angle and the radius of the shoulder over the capsule are having a significant effect on the wall pressure distribution. The effects of geometrical parameters of the reentry capsules will useful input for the calculation of ballistic coefficient of the reentry module.

• 우주기술과 응용
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• 제1권2호
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• pp.149-159
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• 2021

본 논문은 2021년 5월에 수행된 국제우주쓰레기조정위원회(IADC, Inter-Agency Space Debris Coordination Committee Reentry) 재진입 테스트 캠페인의 분석 대상인 중국 창정 5B호 발사체의 재진입 시점 예측 분석 내용을 포함하고 있다. 우주물체의 재진입 예측은 물체의 크기나 무게, 자세에 대한 정확한 정보의 부재, 대기밀도의 불확실성 등으로 정확한 예측이 어렵다. 때문에 IADC에서는 재진입 캠페인을 매년 수행하여 기관별 분석기법에 대한 검증을 수행하고 있고, 한국항공우주연구원에서도 2015년부터 이에 참여하고 있다. 본 연구에서는 우주물체가 재진입하는 시점을 예측하기 위해 탄도계수 최적화 기법을 제안하였고, 이를 활용하여 분석 대상의 재진입 시점을 예측한 결과, 실제 재진입 시점과 약 73초의 차이를 보여주어 제안한 기법의 정확도를 확인하였다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권1호
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• pp.23-34
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• 2012

우주 발사체는 치밀한 비행 계획에 따라 사전에 결정된 경로를 비행하도록 설계된다. 그러나 비정상으로 추력이 종료되거나 계획된 비행경로를 이탈한 경우, 또는 자유 낙하 중인 대기권 재진입 발사체에 대한 추적 과정에서 추적 센서의 측정이 불가하게 된 경우 등에는 별도의 추적 장비를 이용한 추적 또는 신속한 낙하지점 추정이 필요하다. 본 논문에서는 클러터 환경에서 무추력 탄도 비행 중인 발사체에 대한 위치 정보를 획득하고 트랙을 생성 및 유지하기 위하여 Integrated Track Splitting(ITS) 알고리듬과 Extended Kalman Filter(EKF)를 결합한 ITS-EKF 알고리듬 적용을 제안한다. 따라서 대기권 재진입 발사체에 대하여 ITS-EKF 알고리듬을 적용한 시뮬레이션을 통해 추적 성능 확인 및 지상 낙하지점을 추정한다. ITS-EKF 알고리듬 적용 결과의 적절성을 확인하기 위하여 ITS와 Particle Filter를 결합한 ITS-PF 알고리듬을 적용하여 구한 추적 성능 및 낙하지점 분포 결과와 비교하여 제시된 알고리듬이 효과적인 실시간 On-line 낙하지점 추정에 사용이 가능함을 확인한다.

• 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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1228-1233
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• 2005

In this paper, we present a new guidance law for a reusable launch vehicle (RLV) that lands vertically after reentry. In our past studies, a guidance law was developed for a vertical/soft landing to a target point. The guidance law, which is analytically obtained, can regenerate a trajectory against disturbances because it is expressed in the form of state feedback. However, the guidance law does not necessarily guarantee a vertical/soft landing when a dynamical system such as an RLV includes a nonlinear phenomenon owing to the atmosphere of the earth. In this study, we introduce a design of the guidance law for a nonlinear system to achieve a vertical/soft landing on the ground using the exact linearization method and solving the two-point boundary-value problem for the derived linear system. Numerical simulation confirmed the validity of the proposed guidance law for an RLV in an atmospheric environment.