• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.13-18
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• 2019

본 연구에서는 한국형발사체와 유사한 작동환경에서 Jet A1 액체연료의 매연 입자특성에 대해 농도를 측정함으로써 그 결과를 고찰하였다. 발사체환경과 유사한 대기 조건을 모사하기 위해 연소챔버의 산소 농도를 30%로 유지하고 내부 압력을 0.06 MPa에서 0.1 MPa 까지 변화시켜가며 실험을 통해 수행하였고, 대기의 조성을 질소, 헬륨, 이산화탄소 가스로 치환하여 실험을 수행하였다. 직경이 2 mm인 Jet-A1 액적에 동일한 점화에너지를 인가하여 발생 되는 매연 입자의 농도를 전역 광소멸 기법을 이용하여 측정하였다. Jet-A1 액적 화염의 매연 입자입자의 농도는 모든 압력조건에서 대기의 조성이 질소로 치환된 경우 높았으며, 이산화탄소로 치환된 경우 가장 낮았다. 압력이 낮아질수록 매연의 입자농도가 감소하였고, 대기압력의 Pⁿ 형태로 감소하는 경향을 확인하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권2호
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• pp.118-143
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• 2023

우주공간은 안보공간의 역할에서 상업공간으로 역할을 급속히 넓혀가고 있다. 현실적인 제약들 때문에 늦게 출발했지만 우리나라는 최근 들어 비약적 기술발전과 함께 우주에 대한 국가적 관심이 커지고 있다. 2023년 5월 25일, 누리호는 7개의 위성을 성공적으로 550 km 고도의 태양동기궤도에 배치했다. 그런데, 이 근처 고도에는 이미 스타링크가 4,000대 이상의 위성을 배치시키고 상업적 서비스를 진행하고 있다. 따라서, 누리호 위성들은 스타링크위성들과의 위험상황발생 가능성에 대해 지속적으로 예측하고 만일의 경우에 대해서는 준비를 해야 한다. 본 논문은 누리호 위성들이 임무수행을 위해 궤도비행을 하면서 발생할 수 있는 충돌위험상황에 대해 수행한 연구의 계량적 분석결과를 보고한다. 분석결과에 따르면 누리호 위성들은 하루에 3회 정도 1 km 거리 이내로 스타링크위성에 접근하는 것으로 나타났으며, 이 상황에서의 충돌확률은 1.0E-5 이상인 것으로 계산되었고 크게는 1.0E-2 이상인 경우도 발생하고 있다. 2013년에 발사된 후 성공적으로 임무를 수행하고 있는 아리랑 5호에 대한 본 연구의 비교분석은 아리랑 5호와 누리호 위성들이 위험상황의 분포에 있어 중요한 차이가 있음을 보여준다. 본 연구는 스타링크가 회피기동을 할 때의 비용에 대한 계량적인 분석결과도 보고하며, 후발주자로서 우주산업에 진입하는 우리나라가 고려해야 할 전략도 제시했다. SpaceMap사에서 개발한 AstroOne 프로그램을 분석도구로 사용했으며, Celestrak사의 Socrates Plus에서 보고한 결과와 비교검증하였다. 우주물체데이터는 TLE(two line element)를 사용했다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.55-62
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• 2014

비행종단수신기는 발사체 비행 중 발생할 수 있는 비정상 상태에 대비하여 비행을 중단시키는 지상 명령을 수신하는 장치이다. Secure 톤은 IRIG에서 규정한 7개의 음성 주파수 대역 톤 신호 중 2개의 톤을 조합하여 11개의 연속적인 부호로 명령 포맷을 구성한다. 한국형발사체 탑재를 고려해 개발 중인 비행종단수신기는 Secure 톤에 암호화 기능을 추가한 MHA 명령 방식을 적용하였다. 제작된 비행종단수신기의 성능 및 기능을 점검하기 위해선 동일한 규격의 RF 신호를 발생함과 동시에 수신기의 외부 출력 포트를 모니터링하고 RS-422 통신을 제어하며 시험 데이터 저장 기능을 제공하는 점검장비가 필요하다. 본 논문에서는 비행종단수신기 인터페이스 및 적용된 명령 방식에 대한 간략한 설명과 함께 LabVIEW 기반으로 제작된 점검장비의 하드웨어 구성, 소프트웨어 구현 및 기능 점검 결과에 대해 기술한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.67-71
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• 2012

본 논문에서는 우주발사체의 표면에 장착되는 다양한 종류의 안테나 중 UHF-대역 안테나의 반사면 크기 변화에 따른 안테나의 주요 성능지표인 공진주파수, 반사손실, 이득 및 방사패턴 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 반사면의 크기에 의한 영향을 파악하기 위해 충분한 크기의 반사면을 갖는 경우와 KSLV-I에 탑재된 안테나 반사면과 동일한 크기의 반사면을 가진 경우, 제작된 안테나의 형상에 의해 가질 수 있는 최소크기의 반사면을 가진 경우의 3가지 형태로 반사면 모델을 제시하고 각각의 모델에 대한 시뮬레이션을 진행하여 안테나 성능에 미치는 영향을 확인하였다. 시뮬레이션 결과, 반사면의 크기가 변화하여도 공진주파수와 10dB 대역폭은 거의 변화하지 않는 것으로 확인되었다. 반사면의 크기변화에 따른 안테나 이득은 반사면의 크기가 감소됨에 따라 전반적인 이득과 3dB 대역폭은 감소되고, 방사패턴의 최대이득 방향이 안테나의 수직방향으로 변동되는 것으로 확인되었다. 방사패턴 특성은 전방방향으로 각 반사면 모델이 거의 동일한 특성을 보였고 후방방향에서는 반사면의 크기가 작아짐에 따라 후방방사가 더욱 많이 발생되어 방사패턴에 차이를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.108-116
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• 2018

한국형발사체의 1단 및 2단 엔진으로 사용될 75톤급 액체로켓엔진의 연소시험이 엔진 연소시험설비에서 수행되었다. 이 엔진은 산화제로 극저온 유체인 액체산소를 사용하므로, 연소시험을 위해서는 필수적으로 설비의 공급 배관 및 엔진의 예냉과정이 진행되어 주어진 엔진 입구 온도 및 압력 요구조건이 만족되어야 한다. 따라서 향후 효율적인 시험 운용을 위해서는 시험 시 설비와 엔진에서의 예냉특성 및 예냉과정에서 소모되는 액체산소의 양을 파악하는 것이 중요하다. 이 논문에서는 75톤급 액체로켓엔진의 연소시험에서 예냉과정의 고찰을 통하여 런탱크 가압 전, 후 각 단계에서의 설비배관 및 엔진의 예냉특성을 평가하였으며, 시험 시 소모되는 액체산소의 양을 평가하였다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제20권1호
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• pp.9-43
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• 2005

우리나라는 2005 년 11월에 한국항공우주연구원이 개발한 다목적실용위성 2호(아리랑 2호)를 발사하게 될 것이고 2006 년 6월에는 한국통신의 통신 방송위성 5호(무궁화 5호)가 발사될 예정이고 2007 년에는 한국항공우주연구원이 한반도의 남해안 외나로도에 건설하고 있는 "우주센타"가 준공되어 자력으로 개발한 우주발사체(KSLV-1 : 로켓)를 이용하여 국산 과학기술위성2호(100kg급의 소형)의 발사 등 우리나라에 본격적인 우주개발시대에 접어들게 된다. 따라서 우리나라의 우주개발중기계획에 따라 2010년까지 13기의 각종위성과 발사체를 개발하여 "우주센타"에서 시험발사와 발사를 자주 하게 될 것이다. 이와 같이 위성발사에 따라 예상할 수 없는 발사사고 발생될 가능성도 있게 된다. 상기위성들을 국내외에서 우주발사체(로켓)를 이용하여 발사하는 과정에서 있을지도 모르는 로켓 발사사고로 인해 지상에 있는 제3자의 인적 손해 또는 물적 손해를 입혔을 때에 선진국의 입법례와 같이 이를 신속히 해결하기 위하여 가해자와 피해자 양자 간의 공정한 책임규명, 책임한계 및 재판의 기준, 손해배상책임 등을 규정하고 우리나라의 우주개발중장기기본계획을 성공적으로 달성시키기 위하여 국내우주법의 제정이 필요로 하게 되었던 것이다. 우리나라는 우주개발을 체계적으로 진흥시키고 우주물체를 효율적으로 이용관리하기 위한 법적 제도적 틀을 마련하고, 우주개발국가로서 국제조약에 규정된 국가의무를 이행하기 위한 법적 근거를 마련하기 위하여 우주개발진흥법을 2005년 5월 31일 정부가 제정 공포하여 동법 부칙에 의거 6개월 후인 2005년 12월 1일부터 시행하게된다. 본 논문에서는 우주개발진흥법의 제정을 계기로 현재 세계도처에서 발생되고 있는 우주사고의 특성과 사례, 우주개발진흥법을 제정하는데 계기가 되었던 4개의 우주관계 국제조약과 세계 각국의 국내우주관계법의 입법례((1)미국,(2)러시아, (3)영국, (4)독일, (5)프랑스, (6)캐나다, (7)일본, (8)스웨덴 (9)오스트레일리아, (10)브라질, (11)노르웨이, (12)남아프리카, (13)아르헨티나, (14)칠레, (15)우크라이나)를 소개한 후 우리나라 우주개발의 실적과 현황 및 전망 및 우주개발진흥법의 입법배경과 경위 및 주된 내용, 2005년 8월 19일 과학기술부가 입법 예고한 우주개발진흥법 시해령 안과 시행규칙안의 주요내용, 앞으로의 과제로서 우리나라 우주관계기구의 개혁 등 순서로 설명하였다. 본 논문의 핵심이 되는 사항인 앞으로의 과제로서 우주관계기구의 개혁의 문제는 필자가 과학기술부의 우주관계 담당부서의 기구개혁과 한국항공우주연구원의 기구를 확대 개편하여 한국항공우주개발공사(가칭)의 설립을 제안하는 이유는 각종위성 및 발사체의 개발지연과 우주센터의 건립이 지연되지 않도록 하고 앞으로 우주개발중기계획에 따라 각종위성 및 발사체의 개발이 2010년까지 당초 정한 목표 년도에 완성시키어 우리나라의 우주산업을 세계10위권 내에 조기에 진입시키고자 하는데 그 목표가 있는 것이다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제25권1호
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• pp.97-158
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• 2010

우리나라는 1992년 최초의 인공위성 우리별 1호를 발사한 이후, 현재까지 11기의 인공위성을 발사하였다. 2007년 국가우주위원회에서 우주개발중장기 기본계획을 수정 보완한 우주개발진흥계획을 수립하였다. 동 계획에 의하면, 2010년 까지 총 13기의 인공위성 개발, 2020년경까지 한국형 우주발사체 개발, 2021년 달 탐사선 발사 등이 예정되어 있다. 한편 2009년 6월 전남 고흥군 외나로도에 우주센터가 준공되어 동년 8월 우리나라 최초의 소형 우주발사체 나로호 KSLV-1가 1차 발사되었으며, 2010년 6월 나로호가 2차 발사되었다. 유엔에서 채택되어 발효 중인 우주개발 관련 국제조약으로는 1967년 우주조약, 1968년 우주구조반환협정, 1971년 우주손해책임조약, 1972년 우주물체등록조약, 1979년 달 조약 등 5가지 조약이 있으며, 우리나라는 달 조약을 제외한 4가지 조약을 가입 비준하였다. 세계 주요국의 우주개발 관련 국내입법례로는, 미국의 1958년 국가항공우주법 및 1998년 상업우주법, 영국의 1986년 우주법, 프랑스의 1961년 국립우주센터 설립법, 캐나다의 1990년 우주청법, 일본의 2008년 우주기본법, 러시아의 1993년 우주활동법 등이 제정되어 있다. 우리나라의 우주개발 관련 국내입법으로는, 1987년 항공우주산업개발 촉진법, 2005년 우주개발진흥법, 2008년 우주손해배상법 등이 제정 시행되고 있으며, 이러한 국내입법의 개선방향은 다음과 같다. 지식경제부는 2009년 12월 23일 항공우주산업개발촉진법 전부 개정안을 입법 예고하였는 바, 개정안의 주요내용으로는 (1) 법의 제명 "항공우주산업육성법"으로 변경, (2) 항공비행시험장 등 정의규정 신설, (3) 항공우주산업 기본계획 수립, 항공우주산업위원회 설치, (4) 항공우주산업의 육성을 위한 사업, (5) 탐색개발, 국제공동개발, (6) 협동개발, (7) 공제사업, (8) 우주산업의 기반 조성을 위한 사업, (9) 항공우주산업의 집적 활성화, (10) 항공비행시험장의 지정 등, (11) 특정사업자의 지정 및 지원제도 폐지, (12) 성능검사 및 품질검사 폐지 등에 관하여 규정하고 있다. 우주개발진흥법의 개정방향으로는 (1) 우주개발진흥법과 항공우주산업개발촉진법과의 법체계상의 중복문제, (2) 국가우주위원회와 국가과학기술위원회 간에 우주개발에 관한 국가연구개발 예산의 배분, 조정문제, (3) 우주개발에 있어서 환경의 배려 및 보전, (4) 우주개발에 관한 시책 및 규제를 위한 법제상 조치 강구 및 법제의 정비 등의 사항에 관하여 수정 보완이 되어야 할 것이다. 우주손해배상법의 개정방향으로는 (1) 우주손해의 정의와 간접손해, (2) 손해배상책임 한도액의 통화단위, (3) 우주물체 공동발사자의 연대책임 및 구상권, (4) 우주손해배상심의위원회의 설치 등의 사항에 관하여 수정보완이 되어야 할 것이다. 우리나라가 2013년에 우주여행의 실현을 위하여 미국의 민간 유인 우주선 제작사인 XCOR 에어로스페이스사로 부터 우주선을 도입하여 운항할 계획이다. 앞으로 우주여행 관련기업들을 비롯한 상업우주운송 기업체들의 국내진출이 예상되므로 상업우주운송에 대한 안전인증 및 관리감독 체계의 마련이 시급하며, 국내 상업우주운송산업의 육성에 관한 정책개발과 현행 항공법 및 우주개발 관련 법령의 적절한 보완 정비가 필요하다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제6권1호
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• pp.3-13
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• 2008

우주분야에서의 2007년은 역사적으로 기념할 만한 해였다. 구소련의 스푸트니크가 1957년 10월 4일 발사되어 50주년을 맞이하였고, UN이 우주의 평화적 이용을 선언한지 40주년이 되는 해이기도 하다. 그리고 2007년과 2008년 초에는 일본과 중국의 달 탐사위성 발사 성공, 유럽과 일본의 국제우주정거장 실험모듈 조립성공, 중국의 위성요격시험 시도, 그리고 한국 최초의 우주인 배출사업 성공 등 다양한 변화들이 돋보인 한 해였다. 2007년 주요국 정부의 우주개발 예산은 총 783억불로 전년 대비 36% 증가하였으며, 탐사분야에서는 세계 탐사 전략과 협력 프레임워크가 발표되면서 달탐사에 대한 전 세계 14개국의 국제협력 방향이 마련되었다. 우주산업 매출은 2006년 1,061억불 규모로 전년 대비 20% 증가하였으며, 2007년 매출은 1,739억불로 예상되고 있다. 본 논문에서는 특히 지구관측위성 연구개발과 제도, 이로 인해 파생되는 영상데이터 및 서비스 시장의 동향과 전망을 자세히 분석하였다. 우리나라의 2008년 우주개발 예산은 3,164억원이며, 2007년 우주산업 생산규모는 1억불이다. 다목적실용위성 3, 3A, 5호, 통신해양기상위성의 개발과 소형위성발사체 개발 등의 연구사업이 진행 중이며, 올 해 완공되는 나로 우주센터에서 과학기술위성2호가 탑재된 소형위성발사체를 연내 발사할 예정이다.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.132-139
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• 2023

추진제 탱크의 경량화를 위해 비강도가 우수한 탄소섬유 강화 복합재를 이용하여 라이너 없이 복합재 추진제 탱크를 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 MEOP 1.7 MPa의 내압을 지탱할 수 있는 직경 800 mm의 복합재 추진제 탱크 축소형 시제를 설계하였고, 보스 또한 동일한 복합소재로 제작하여 무게를 줄였다. 라이너 없이 탱크를 제작하기 위해 분리형 맨드릴을 이용하였고, 맨드릴의 무게도 줄이고 경화 과정에서 맨드릴의 팽창을 줄여 치수안정성을 도모하기 위해 복합재로 맨드릴을 제작하였다. 맨드릴 상에 탄소섬유 직물 소재를 핸드레이업 공정으로 적층한 후 오토클레이브 경화 과정을 거쳐 시제품을 제작하였다. 시제품 제작 후, 상온 보증압 시험과 헬륨 기밀 시험, 그리고 상온 반복 내압 시험과 파열 시험을 수행하여 내압 강도 및 기밀 성능 요건을 충분히 만족함을 확인하였고 파열압에 대한 안전여유가 충분함을 확인하였다. 본 연구 결과를 발사체 연료탱크 개발에 적용함으로써 발사체 전체 경량화에 기여할 수 있고, 향후 극저온 성능까지 검증한다면 극저온 산화제탱크 제작에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제28권2호
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• pp.295-347
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• 2013

우리나라는 2009년 8월 및 2010년 10월에 전남 고흥군 외나로도의 나로우주센터에서 우리나라 최초 우주발사체인 나로호(KSLV-1)에 의해 과학위성이 우리의 자력으로 발사되었으나 두 차례 발사가 모두 실패로 돌아갔다. 마침내 2013년 1월 30일 나로우주센터에서 우주발사체 나로호가 3차로 발사되어 나로과학위성을 우주궤도에 진입시키는데 성공하였다. 금번 나로호 발사의 성공으로 우리나라는 미국, 러시아, 일본, 중국 등에 이어 11번째로 스페이스 클럽(Space Club)반열에 합류하게 되었다. 우주공간의 평화적 이용과 우주질서를 유지하기 위하여 유엔 결의에 따라 1967년 우주조약, 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1976년 등록협약, 1979년 달 협정 등 우주관련 조약이 채택되었으며 우리나라는 달 협정을 제외한 4개 우주관련 조약에 가입되어 있다. 위와 같은 우주관련 조약에는 우주물체 발사국의 우주활동에 대한 국제책임에 관하여 규정하고 있다. 특히 우주조약에는 우주활동에 대한 국가의 책임원칙을 규정하고 있는바, 동 조약에 의하면 본 조약의 당사국은 달과 천체를 포함한 외기권에 있어서 그 활동을 정부기관이 행한 경우나 비정부기관이 행한 경우를 막론하고 국가 활동에 관하여 그리고 본 조약에서 규정한 조항에 따라서 국가 활동을 보증함에 관하여 국제적 책임을 져야한다. 또한 달과 기타 천체를 포함한 외기권에 물체를 발사하거나 또는 그 물체를 발사하여 궤도에 진입케 한 본 조약의 각 당사국과 그 영역 또는 시설로부터 물체를 발사한 각 당사국은 지상, 공간 또는 달과 기타 천체를 포함한 외기권에 있는 이러한 물체 또는 동 물체의 구성부분에 의하여 본 조약의 다른 당사국 또는 그 자연인 또는 법인에게 가한 손해에 대하여 책임을 진다. 책임협약에 의하면 발사국은 자국 우주물체가 지구표면에 또는 비행중의 항공기에 끼친 손해에 대하여 배상을 지불할 절대적인 책임을 진다. 또한 발사국의 과실 책임, 연대책임, 손해배상액을 규정하고 있다. 세계 주요국은 상기 우주관련 조약의 준수 및 자국의 우주개발을 진흥하고 우주활동을 규제하기 위하여 국내 우주법을 제정하여 시행하고 있다. 우리나라를 비롯한 미국, 러시아, 일본 등 주요국의 우주관련 국내법에는 우주물체 발사국 정부의 책임에 관하여 규정하고 있다. 우리나라 우주개발진흥법에서 정부의 책무로서 정부는 다른 국가 및 국제기구와 대한민국이 맺은 우주관련 조약을 지키며 우주공간의 평화적 이용을 도모하도록 규정하고 있으며, 또한 우주물체의 국내등록 및 국제등록, 우주사고에 따른 손해배상책임 등을 규정하고 있다. 우리나라 우주손해배상법에서 정부는 우주손해가 발생한 경우에 피해자의 구조 및 피해의 확대 방지에 필요한 조치를 시행하도록 규정하고 있으며, 또한 무과실책임 및 책임의 집중, 손해배상책임 한도액, 권리행사의 기간 등을 규정하고 있다. 주요국의 우주관련 국내입법으로는 미국의 국가항공우주법 및 상업우주발사법, 러시아의 우주활동법, 일본의 우주항공연구개발기구(JAXA)법 및 우주기본법 등이 있다. 우리나라가 우주물체 발사국으로서 우주관련 조약상 및 국내법상 우주물체 발사국 정부의 책임을 이행하고 우주강국의 위상을 정립하기 위하여 우리나라 우주정책 및 법 제도는 다음과 같이 개선되어야 할 것이다. 첫째, 우주개발 및 우주활동 관련 법제의 정비이다. 이를 위해 우주개발 및 우주활동에 관한 정부정책 및 규제를 실사하기 위한 법제상의 조치 및 정비를 하고, 또한 유엔 COPUOS에서 채택된 우주의 평화적 탐사와 이용에 관한 국내입법시 고려 사항에 따라 법제 정비를 해야 할 것이다. 둘째, 우주손해배상책임제도의 개선이다. 이를 위해 우주물체의 공동발사 및 위탁발사의 경우 손해배상책임 및 구상권에 관한 규정을 신설하고, 또한 우주물체 발사자의 책임보험 가입의무를 보다 상세히 규정해야 할 것이다. 셋째, 우주환경 보전정책의 수립이다. 이를 위해 우주개발에 있어서 환경의 배려 및 보전정책을 강구하고, 또한 우주쓰레기 경감을 위한 규범을 채택해야 할 것이다. 넷째, 우주활동 관련 국제협력의 증진이다. 이를 위해 우주의 탐사와 이용에 있어 국가의 국제협력 의무를 준수해야하고, 또한 우주 국제협력을 통해 우주개발 역량을 확보하여 우주 선진국으로 진입해야 할 것이다.