• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.108-116
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• 2009

본 논문에서는 한국형발사체를 사용한 달 탐사 위성의 궤적 설계를 수행하였다. 발사체는 달탐사위성과 킥모터 스테이지를 지구 저궤도에 투입하고, 이후 킥모터 스테이지의 연소에 의해 직접전이궤도 또는 고타원궤도에 투입된다. 설계된 궤적에 대해 TLI 및 LOI 기동을 실제와 가깝게 finite burn으로 모델링하여 요구속도 및 필요한 추진제량을 계산하여, 한국형 발사체를 사용할 경우 발사 임무에 대한 가능성을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권1호
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• pp.63-70
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• 2017

본 논문에서는 가항력돛을 이용한 궤도이탈 장치를 설계 및 제작하고 전개 특성을 연구하였다. 형상기억합금을 이용한 분리장치를 개발하고, 형상기억합금의 구동에 따라 테잎 스프링의 복원력을 이용해 구동되는 새로운 궤도이탈 장치를 설계하고 실험하였다. 가항력돛의 효율적인 수납 및 전개를 위해 origami flasher 방식 중 original ISO flasher 방식을 선정하였으며, 반복적인 실험을 하기 위해서 다른 재료들에 비해 저렴한 우주재료인 mylar film을 가항력돛의 재료로 사용하였다. 또한, 일회성 장치 신뢰성 평가 방법 중 하나인 FTA(fault tree analysis) 방법을 통해 장치의 신뢰도(0.997572)를 평가하고 가장 치명도가 높은 부분이 Roller failure임을 확인하였다. 최종적으로 가항력돛의 전개장치의 제작 및 실험을 통하여 향후 궤도이탈 장치의 개발 가능성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권3호
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• pp.218-227
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• 2016

대한민국 정부는 2020년까지 달에 궤도선과 착륙선 발사를 계획하고 있다. 두 가지 탐사선을 발사하기 이전에 탐사선의 핵심기술 확보 및 달의 과학 데이터를 획득하기 위해 시험용 궤도선을 2018년까지 발사할 계획이다. 궤도선의 탑재체는 달 표면 촬영 및 과학 데이터를 획득한 후 지상으로 전송한다. 또한 궤도선이 지상국과 교신이 가능하면 S-band 대역으로 원격명령 및 원격 측정 데이터를 전송하고, X-band 대역으로 과학 데이터를 전송한다. 한국형 심우주 네트워크는 궤도선과 주로 S 및 X-band 통신을 수행한다. 지구-달 전이 단계에서 한국형 심우주 네트워크가 가용할지 않을 경우 Deep Space Network 또는 Universal Space Network를 이용하며, 임무 궤도에서는 예비로 이 네트워크들이 사용된다. 본 논문은 임무 시나리오에 따른 궤도선의 일별 교신 횟수를 예측하고 운영 시나리오를 작성하기 위해 다양한 안테나 및 마스크 각도에 따른 가시성 조건을 분석하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제7권1호
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• pp.56-67
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• 2009

1969년에 아폴로 계획을 통해 최초로 인류가 달에 착륙한 이후, 20년 이상 중단되었던 달탐사 계획은 달에 대한 관심이 다시 고조됨에 따라 1990년대부터 재개되었다. 최근에는 여러 국가에서 자체적으로 달탐사 계획을 수립한 후, 성공적으로 진행하고 있다. 본 보고서에서는 달 탐사위성에 탑재되었던 추진시스템 개발의 기술적 동향을 조사하기 위해 1990년대 이후 개발이 완료된 달 탐사위성들의 추진시스템 성능에 관련된 기술적 특징들을 분석하였다. 본 기술동향 조사를 통해 향후 국내 달 탐사위성 개발 시 적절한 추진시스템을 선정할 수 있는 기본 지침서로서 활용될 수 있으리라 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제31권4호
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• pp.285-294
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• 2014

The uneven mass distribution of the Moon highly perturbs the lunar spacecrafts. This uneven mass distribution leads to peculiar dynamical features of the lunar orbiters. The critical inclination is the value of inclination which keeps the deviation of the argument of pericentre from the initial values to be zero. Considerable investigations have been performed for critical inclination when the gravity field is assumed to be symmetric around the equator, namely for oblate gravity field to which Earth's satellites are most likely to be subjected. But in the case of a lunar orbiter, the gravity field of mass distribution is rather asymmetric, that is, sectorial, and tesseral, harmonic coefficients are big enough so they can't be neglected. In the present work, the effects of the first sectorial and tesseral harmonic coefficients in addition to the first zonal harmonic coefficients on the critical inclination of a lunar artificial satellite are investigated. The study is carried out using the Hamiltonian framework. The Hamiltonian of the problem is cconstructed and the short periodic terms are eliminated using Delaunay canonical variables. Considering the above perturbations, numerical simulations for a hypothetical lunar orbiter are presented. Finally, this study reveals that the critical inclination is quite different from the critical inclination of traditional sense and/or even has multiple solutions. Consequently, different families of critical inclination are obtained and analyzed.

• 한국추진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.90-101
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• 2011

1969년에 아폴로 계획을 통해 최초로 인류가 달에 착륙한 이후, 20년 이상 중단되었던 달탐사 계획은 달에 대한 관심이 다시 고조됨에 따라 1990년대부터 재개되었다. 최근에는 여러 국가에서 자체적으로 달탐사 계획을 수립한 후, 성공적으로 진행하고 있다. 본 보고서에서는 달 탐사위성에 탑재되었던 추진시스템 개발의 기술적 동향을 조사하기 위해 1990년대 이후 개발이 완료된 달 탐사위성들의 추진시스템 성능에 관련된 기술적 특징들을 분석하였다. 본 기술동향 조사를 통해 향후 국내 달 탐사위성개발 시 적절한 추진시스템을 선정할 수 있는 기본 지침서로서 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 설비공학논문집
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• 제17권8호
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• pp.754-763
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• 2005

This paper introduces a new concept compressor in which piston orbits in the cylinder having an annular space formed between two concentric circular walls. In this configuration, two gas pockets are formed with $180^{\circ}$ phase difference: one between the wrap of the orbiting piston and the inner cylinder wall and the other between the piston wrap and the outer cylinder wall. This alternating feature of gas compression and discharge processes yields several advantages such as low torque variation and low gas pulsation. Computer simulation program has been developed to evaluate the compressor performance. The volumetric, adiabatic, and mechanical efficiencies of the orbiter compressor are calculated to be $85.6\%,\;97.2\%,\;and\;95.2\%$, respectively, when it is used as an air compressor.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권4호
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• pp.217-224
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• 2023

The Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO), also known as Danuri, successfully entered its mission orbit on December 27, 2022 (UTC), and is currently performing its mission smoothly. To mitigate potential contingencies during the flight and to navigate the spacecraft into the desired lunar orbit, the KPLO flight dynamics (FD) team analyzed major trajectory-related contingencies that could lead to the violation of mission requirements and prepared operational procedures from the perspective of trajectory and FD. This paper presents the process of preparing contingency trajectory operations for the KPLO, including the identification of trajectory contingencies, prioritization results, and the development of recovery plans and operational procedures. The prepared plans were successfully applied to address minor contingencies encountered during actual operations. The results of this study will provide valuable insights to FD engineers preparing for space exploration mission operations.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권4호
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• pp.309-318
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• 2019

한국형 달 궤도선(Korea Pathfinder Lunar Orbiter, KPLO)에 탑재되는 달 표면지형 광학관측기(Lunar Terrian Imager, LUTI)의 열설계를 수행하고, 열해석을 통하여 열설계의 건전성을 검증하였다. 달 임무궤도의 열환경은 지구궤도와 달리 달 표면의 IR 복사가 중요하므로 이를 열설계에 반영하여야 한다. 위성 외부에 노출되는 부품이나 모듈은 가능한 MLI로 단열시키지만 경통이나 방열판은 기능상 노출되므로 복사형상계수의 개념을 이용한 thermal shield를 전면에 장착함으로써 IR 복사를 완화시킨다. 태양복사를 거의 받지 않는 방열판의 전면부는 IR 방사율이 중요하며, 경통과 같이 열변형에 취약한 부품은 복사히터를 사용하여 온도구배를 최소화시킨다. 열해석 결과분석을 통하여 LUTI의 열설계는 다양한 상황에서 안정적임을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권4호
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• pp.293-306
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• 2019

In this study, the observational arc-length effect on orbit determination (OD) for the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) in the Earth-Moon Transfer phase was investigated. For the OD, we employed a sequential estimation using the extended Kalman filter and a fixed-point smoother. The mission periods, comprised between the perigee maneuvers (PM) and the lunar orbit insertion (LOI) maneuver in a 3.5 phasing loop of the KPLO, was the primary target. The total period was divided into three phases: launch-PM1, PM1-PM3, and PM3-LOI. The Doppler and range data obtained from three tracking stations [included in the deep space network (DSN) and Korea Deep Space Antenna (KDSA)] were utilized for the OD. Six arc-length cases (24 hrs, 48 hrs, 60 hrs, 3 days, 4 days, and 5 days) were considered for the arc-length effect investigation. In order to evaluate the OD accuracy, we analyzed the position uncertainties, the precision of orbit overlaps, and the position differences between true and estimated trajectories. The maximum performance of 3-day OD approach was observed in the case of stable flight dynamics operations and robust navigation capability. This study provides a guideline for the flight dynamics operations of the KPLO in the trans-lunar phase.