• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.89-97
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• 2021

현재 백두산의 분화 징후 및 지구관측을 목적으로 광학 및 중·장적외선 카메라를 탑재한 6U 규격의 초소형위성 STEP Cube Lab-II (Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project-II)가 개발되고 있다. 궤도상에서의 위성을 안정적으로 운용하기 위해서는 전 임무기간 동안 위성에 탑재된 장비가 허용온도범위 내 만족이 가능한 열설계가 필수적이며, 이에 앞서 위성이 겪을 수 있는 궤도 열환경에 대한 분석이 선행되어야 한다. STEP Cube Lab-II는 향후 한국형발사체 (KSLV-II)를 통해 발사될 예정이나, 현재 발사시간 미정으로 궤도가 정해지지 않은 상태이다. 따라서 본 논문에서는 큐브위성이 겪을 수 있는 최악의 궤도 조건 분석을 위해 예상되는 발사시간 이력을 토대로 위성의 열 유입량 분석을 수행하여 발사시간에 따른 열적 영향성 분석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권2호
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• pp.156-164
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• 2016

우주기반기술 검증용 극초소형 위성 STEP Cube Lab.(Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project)의 주요 탑재체인 집광형 프레넬렌즈가 적용된 고효율 집광형 태양전력시스템, 열선 절단방식이 적용된 무충격 구속분리장치 그리고 MEMS 기반의 고체추력기에 대해 인증수준의 열진공 시험과 열평형 시험을 수행하였다. 이를 통해 열진공 환경 하의 인증수준의 시험온도규격에서 탑재체의 구조건전성 및 정상작동성을 검증하고, 열평형 시험 결과로부터 보다 신뢰성 높은 보정된 열해석 모델을 확립하였다. 본 논문에서는 주요 임무 탑재체의 인증수준의 열환경 시험에 대한 기능시험 결과 및 시험 결과로부터 수행된 열모델 보정과 최종 열모델의 궤도 열해석 결과에 대해 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.814-821
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• 2015

극초소형 위성으로 분류되는 큐브위성 STEP Cube Lab.(Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project)은 우주기반 핵심기술들의 궤도검증을 주 임무로 2015년 발사를 위해 최종 비행모델의 개발을 완료하였다. 상기 임무를 위해 STEP Cube Lab.은 수동 열제어를 기반으로 최적화된 열제어 설계를 수행하였으며, 수락(acceptance) 수준의 열진공시험을 통해 위성 성능 및 열제어 설계의 검증을 완료하였다. 또한 열평형 시험을 통해 위성 열-수치 모델의 신뢰도 향상을 위한 보정 작업을 수행하였다. 본 논문에서는 STEP Cube Lab. FM의 열진공시험을 통한 일련의 검증 과정에 대해 서술하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권6호
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• pp.522-528
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• 2014

일반적으로 큐브위성에 적용되는 통신방식은 모노폴과 다이폴 안테나를 이용한 전이중통신으로 UHF/VHF 두 대역을 이용하여 송 수신을 하는 방식이 적용되고 있으나, 장착공간의 제약을 받는 큐브위성에 적용할 경우, 안테나 구속 및 전개방식의 복잡화를 비롯해 안테나 장착만을 목적으로 하는 별도의 전용 판넬을 필요로 하는 등 탑재체 또는 태양전지탑재를 위한 공간 효율적 측면에서의 단점을 갖는다. 본 논문에서는 큐브위성의 태양전지장착 공간 활용 극대화를 목적으로 상용 반이중 통신방식 UHF대역 송 수신 겸용 안테나를 선정하여 큐브위성의 통신 시스템 설계를 수행하였으며, 안테나의 사양 및 위성 운용조건으로부터 상향링크 및 하향링크에 대한 링크버짓 분석을 통해 상기 통신방식의 유효성을 입증하였다. 또한, 통신 시스템의 주요 구성 요소인 안테나 전개를 위해 본 큐브위성에 적용된 안테나 분리방식에 대해 소개하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권5호
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• pp.423-429
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• 2014

히스테리시스 댐퍼를 조합한 영구자석과 중력붐을 적용한 수동형 자세제어 안정화 방식은 시스템의 단순화가 가능하여 임무목적에 따라 큐브위성의 자세제어에 용이하게 적용되고 있다. 상기의 자세제어 안정화 방식을 적용한 경우, 큐브위성의 자세 프로파일은 상이하며, 본 논문에서는 각각의 자세제어 방식 적용에 따른 큐브위성의 열적 특성을 궤도 열해석을 통해 분석하였다. 또한, 통신용 안테나 장착 등의 목적으로 태양전지셀이 장착되지 않는 판넬 표면의 상이한 열코팅 적용에 따른 큐브위성의 열적 영향을 분석하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제2권1호
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• pp.41-51
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• 2022

큐브위성은 기존의 인공위성과 마찬가지로 지구 관측뿐만 아니라, 우주탐사 분야에도 폭넓게 활용되는 인공위성 플랫폼이다. 또한 우주 공간물리현상을 관측하기 위한 자기장관측 임무에서도 다양한 형태로 제작되어 활용되고 있다. 자기장 측정의 경우, 일반적으로 위성의 자기 교란을 최소화하기 위해 자기장측정기가 위성 몸체로부터 멀리 떨어져 있다. 그러나 큐브위성과 같은 작은 위성의 경우 공간적인 제약으로 인해 자기장 센서의 위치 설정이 제한적이다. 이에 이 논문에서는 큐브위성에서 생성된 자기장 간섭을 추정하여 자기장 측정의 신뢰성에 얼마나 영향을 줄 수 있는지 분석하였다. 주요 잡음원으로는 상대적으로 높은 소비전력을 가진 반작용 휠과 자기 토크로드를 대상으로 조사하였다. 이러한 부품의 자기 쌍극자 모멘트는 제조업체의 데이터 시트에 제공된 정보를 사용하였다. 외부 자기장이 없는 공간에서 3 U 큐브위성 중간에 위치한 자기 토크로드의 잔류 모멘트의 영향은 위성의 몸체 최 외곽 끝에서 약 36,000 nT까지 나타날 수 있음을 확인했다. 또한, 1 nT 미만의 정확한 자기장 측정의 임무라면, 자력계는 위성 본체에서 약 0.6 m 반경 거리 외곽에 있어야 함을 알 수 있었다. 이러한 분석 방법은 자기장 측정을 수행하기 위해 CubeSat을 설계할 때 자기 청결도 분석의 중요한 역할이 될 것으로 기대한다.

• 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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• 제41권9호
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• pp.720-725
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• 2013

큐브위성에서는 일반적으로 열선 작동 시 나일론선의 절단과 함께 구속을 해제하는 메커니즘을 적용하고 있다. 이를 적용할 경우 메커니즘은 단순하여 적용이 용이하나 다수의 구조물의 구속 및 분리를 위해 다수의 열선을 적용해야 하는 등 시스템의 복잡화가 불가피하며, 나일론선의 체결력이 상대적으로 취약하여 작용하중이 큰 구조물의 구속을 통한 구조건전성 확보에 취약한 단점을 갖는다. 본 연구에서는 상기의 단점을 극복하기 위한 큐브위성용 구속분리장치와 이를 적용하여 복수구조물의 동시 구속 및 분리가 가능한 큐브위성의 구조설계를 제안하였다. 분리장치 실험실 모델의 동작시험을 통해 분리장치의 기능성을 검증하였으며, 주요 분리 대상체인 상부 및 하부 주구조체가 분리장치에 의해 동시 구속된 상태의 큐브위성의 구조해석을 통해 구조설계의 유효성을 입증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제7권1호
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• pp.44-49
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• 2013

Passive attitude stabilization method has been widely used for attitude determination and control of cube satellite due to its advantage of system simplicity. In this paper, permanent magnet stabilization method for application of cube satellite attitude control has been introduced and its performance with and without hysteresis damper system has been investigated through a numerical simulation. The simulation results indicate that the permanent magnet stabilization combined with hysteresis damper shows much higher stabilization performance than the system without damper system.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제30권4호
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• pp.335-344
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• 2013

TRiplet Ionospheric Observatory-CubeSat for Ion, Neutron, Electron & MAgnetic fields (TRIO-CINEMA) is a CubeSat with 3.14 kg in weight and 3-U ($10{\times}10{\times}30$ cm) in size, jointly developed by Kyung Hee University and UC Berkeley to measure magnetic fields of near Earth space and detect plasma particles. When a satellite is launched into orbit, it encounters ultra-high vacuum and extreme temperature. To verify the operation and survivability of the satellite in such an extreme space environment, experimental tests are conducted on the ground using thermal vacuum chamber. This paper describes the temperature control device and monitoring system suitable for CubeSat test environment using the thermal vacuum chamber of the School of Space Research, Kyung Hee University. To build the chamber, we use a general purpose thermal analysis program and NX 6.0 TMG program. We carry out thermal vacuum tests on the two flight models developed by Kyung Hee University based on the thermal model of the TRIO-CINEMA satellite. It is expected from this experiment that proper operation of the satellite in the space environment will be achieved.