• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.984-997
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• 2015

달 착륙선과 탐사 로버로 구성된 창어 3호는 2013년 12월 1일 시창 위성 발사 센터에서 장정 3B 발사체를 이용하여 발사되었다. 약 5일의 직접 전이궤적을 지나 달 궤도에 진입한 창어 3호는 달의 공전궤도에서 약 8일간 머무르다가 달 표면에 성공적으로 착륙하였다. 창어 3호의 성공적인 착륙은 한국의 달 탐사선 개발이 예정된 상황에서 향후 필요한 서브시스템의 기술 등을 분석하고, 발사에서 달 착륙까지의 궤적 및 운영 시퀀스 등을 도출하는데 많은 도움이 된다. 따라서 해외 언론에서 공지된 발사 현황을 바탕으로 창어 3호의 형상 및 전반적인 임무내용을 분석하고 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 경계조건을 이용하여 제어변수를 추정 및 수렴값을 도출하여 착륙선의 전반적인 궤적을 생성하였다. 또한 이를 기반으로 교신 현황 및 식 현상을 분석하여 교신 및 전력충전이 양호함을 확인하였으며, 속도증분(${\Delta}V$)을 이용하여 비추력에 따른 착륙선의 여유 질량을 도출하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제39권4호
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• pp.181-194
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• 2022

Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO), also known as Danuri, was successfully launched on 4 Aug. from Cape Canaveral Space Force Station using a Space-X Falcon-9 rocket. Flight dynamics (FD) operational readiness was one of the critical parts to be checked before the flight. To demonstrate FD software's readiness and enhance the operator's contingency response capabilities, KPLO FD specialists planned, organized, and conducted four simulations and two rehearsals before the KPLO launch. For the efficiency and integrity of FD simulation and rehearsal, different sets of blind test data were prepared, including the simulated tracking measurements that incorporated dynamical model errors, maneuver execution errors, and other errors associated with a tracking system. This paper presents the simulation and rehearsal results with lessons learned for the KPLO FD operational readiness checkout. As a result, every functionality of FD operation systems is firmly secured based on the operation procedure with an enhancement of contingency operational response capability. After conducting several simulations and rehearsals, KPLO FD specialists were much more confident in the flight teams' ability to overcome the challenges in a realistic flight and FD software's reliability in flying the KPLO. Moreover, the results of this work will provide numerous insights to the FD experts willing to prepare deep space flight operations.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권6호
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• pp.693-704
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• 2012

Space-born remote sensing camera systems tend to be developed to have very high performances. They are developed to provide extremely small ground sample distance, wide swath width, and good MTF (Modulation Transfer Function) at the expense of big volume, massive weight, and big power consumption. Therefore, the camera system occupies relatively big portion of the satellite bus from the point of mass and volume. However, the camera systems for lunar exploration don't need to have such high performances. Instead, it should be versatile for various usages under various operating environments. It should be light and small and should consume small power. In order to be used for national program of lunar exploration, electro-optical versatile camera system, called MAEPLE (Multi-Application Electro-Optical Payload for Lunar Exploration), has been designed after the derivation of camera system requirements. A ground model of the camera system has been manufactured to identify and secure relevant key technologies. The ground model was mounted on an aircraft and checked if the basic design concept would be valid and versatile functions implemented on the camera system would worked properly. In this paper, results of design and functional test performed with the field campaigns and air-born imaging are introduced.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권3호
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• pp.213-223
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• 2019

This paper analyzes delta-Vs to maintain an extremely low altitude on the Moon and investigates the possibilities of performing a CubeSat mission. To formulate the station-keeping (SK) problem at an extremely low altitude, current work has utilized real-flight performance proven software, the Systems Tool Kit Astrogator by Analytical Graphics Inc. With a high-fidelity force model, properties of SK maneuver delta-Vs to maintain an extremely low altitude are successfully derived with respect to different sets of reference orbits; of different altitudes as well as deadband limits. The effect of the degree and order selection of lunar gravitational harmonics on the overall SK maneuver strategy is also analyzed. Based on the derived SK maneuver delta-V costs, the possibilities of performing a CubeSat mission are analyzed with the expected mission lifetime by applying the current flight-proven miniaturized propulsion system performances. Moreover, the lunar surface coverage as well as the orbital characteristics of a candidate reference orbit are discussed. As a result, it is concluded that an approximately 15-kg class CubeSat could maintain an orbit (30-50 km reference altitude having ${\pm}10km$ deadband limits) around the Moon for 1-6 months and provide almost full coverage of the lunar surface.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권4호
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• pp.173-197
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• 2023

ShadowCam is a high-sensitivity, high-resolution imager provided by NASA for the Danuri (KPLO) lunar mission. ShadowCam calibration shows that it is well suited for its purpose, to image permanently shadowed regions (PSRs) that occur near the lunar poles. It is 205 times as sensitive as the Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) Narrow Angle Camera (NAC). The signal to noise ratio (SNR) is greater than 100 over a large part of the dynamic range, and the top of the dynamic range is high enough to accommodate most brighter PSR pixels. The optical performance is good enough to take full advantage of the 1.7 meter/pixel image scale, and calibrated images have uniform response. We describe some instrument artifacts that are amenable to future corrections, making it possible to improve performance further. Stray light control is very challenging for this mission. In many cases, ShadowCam can image shadowed areas with directly illuminated terrain in or near the field of view (FOV). We include thorough qualitative descriptions of circumstances under which lunar brightness levels far higher than the top of the dynamic range cause detector or stray light artifacts and the size and extent of the artifact signal under those circumstances.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1951-1957
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• 2010

Study of Lunar exploration is progressed and manned lunar exploration is planned. In order to explore in Lunar, we need habitat to stay for a long time and system that mine, classify and transport materials. Lunar has dust that is very light-tiny. That is on the air for a long time so there are problems to adject transportation system such as vehicle. However, it can solve the problem to use pipe transportation system. This transportation system help materials move continually and is more effective than other transportation system such as train or vehicle. For those positive points, some experts studied about tube transportation systems. I introduce these system and find out factors that can be used in Lunar regolith transportation system. I suggest Lunar regolith transportation system, using the factors.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권6호
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• pp.479-486
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• 2018

위성항법시스템이 없는 달 표면에서 탐사 로버의 신뢰성 있는 항법성능을 확보하기 위해 관성측정장치나 카메라와 같은 추가적인 센서를 활용한 항법 알고리즘이 필수적이다. 일례로 미국의 화성 탐사 로버에 스테레오 카메라를 이용한 비주얼 오도메트리(VO)가 성공적으로 사용된 바 있다. 본 논문에서는 달 유사환경의 스테레오 흑백 이미지를 입력받아 달 탐사 로버의 6 자유도 움직임을 추정하였다. 제안하는 알고리즘은 희소 이미지 정렬 기반의 준직접방식 VO를 통해 연속된 이미지간의 상대 움직임을 추정한다. 또한 비선형성에 취약한 직접방식 VO를 보완하고자 최적화 시 로버의 움직임에 따른 가중치를 비용 함수에 고려하였고, 그 가중치는 이전 단계에서 계산된 포즈의 선형 함수로 제안한다. 본 논문에서 제안하는 로버의 움직임에 따른 가중치를 통해 실제 달 환경의 특성을 반영하는 토론토 대학의 달 유사환경 데이터셋에서 VO 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권12호
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• pp.950-958
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• 2013

달 궤도선은 한국형발사체(KSLV-II)에 실려 지구 저궤도에 투입된 후, 지상 안테나를 이용한 달 궤도선의 추적데이터 획득 및 궤도결정 과정을 거쳐 적절한 시점에서 TLI(Trans Lunar Injection) 엔진을 점화시켜야 한다. 본 논문은 달 궤도선을 나로우주센터에서 발사하여 달 궤도에 진입하기까지 여러 단계로 나누고 발사 방위각 및 발사창 분석부터 TLI 및 LOI(Lunar Orbit Insertion) 분사 위치에 따른 속도증분(${\Delta}V$) 그리고 가시성 및 식 기간 분석까지 수행하여 직접 전이궤적의 전반적인 특성을 분석하였다. 본 논문은 향후 달 임무 설계 시 관성비행 기간 및 전이기간에 따라 속도증분이 어떻게 변하는지에 대한 전반적인 내용을 파악하는데 도움이 되고, 발사 시각 선정과 연료소모를 줄일 수 있는 파라미터 선정에 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.741-757
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• 2016

구 소련이 달에 루나(Luna) 1호를 발사한 이래 달을 비롯한 지구 밖의 천체에 대한 우주탐사를 시작한 지 60년이 된 지금 인류는 아직 외계의 생명체는 발견하지 못하였으나 태양계의 거의 모든 행성을 근접거리에서 탐사하고 빠른 속도로 이동하는 혜성의 표면에 우주선을 착륙시키는 등 괄목할 만한 성과를 이룩하였다. 그렇지만 아직까지 사람이 외계에 착륙한 곳은 달 뿐이며, 미국을 비롯한 여러 나라들이 사람을 달 또는 화성에 보내 기지를 건설하고 생존할 수 있도록 하는 것을 목표로 우주탐사에 매진하고 있다. 한편, 1990년대 초반에 우주개발을 시작한 우리나라는 정부주도로 수립된 수차례의 우주개발계획에서 달 탐사를 포함한 우주탐사계획을 선언하고 달 탐사 계획을 박근혜정부의 국정과제로 추진하여 2016년 초 공식적으로 달 탐사 프로그램을 시작하였다. 본 논문에서는 우리나라 달 탐사계획과 세계 우주탐사 프로그램의 간략한 역사, 관련기술의 발전현황과 개발방향 등을 살펴본다. 아울러 우리나라의 우주탐사분야의 과학연구 현황 및 분야별 기술수준을 점검한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권1호
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• pp.69-77
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• 2012

1990년대 들어 달 탐사가 재개 된 후 2000년대부터 세계우주선진국들을 중심으로 달을 선점하기 위한 치열한 달 탐사 경쟁이 벌어지고 있다. 우리나라도 2020년경 자력 달 탐사를 목표로 선행연구를 수행 중에 있다. 본 연구에서는 한국형 달 탐사를 대비하여 지구에서 달로 가는 천이궤적 중 연료 최소화를 위해 다양한 천이궤적의 Delt-V를 비교 분석하였다. 시뮬레이션을 통해 한국형 달 탐사에 가장 적합한 지구-달 천이궤적을 확인하였으며, 실제 한국형 달 탐사시 유용한 자료로 사용될 것이다.