• 제목/요약/키워드: Satellite Thermal Control

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수동형 자세제어 안정화 방식을 적용한 큐브위성의 열적 특성분석 (Numerical Investigation of On-orbit Thermal Characteristics for Cube Satellite with Passive Attitude Stabilization Method)

  • 오현웅;박태용
    • 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.

열해석에 의한 인공위성 추진시스템 열설계 (Thermal Design for Satellite Propulsion System by Thermal Analysis)

  • 한조영;김정수;이승우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권1호
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    • pp.117-124
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    • 2003
  • Thermal design fur satellite propulsion system has been performed. Overall design requirements and the constitution for propulsion system is described. To meet the thermal design requirements, both a primary and a redundant heater circuit, each with two thermostats placed in series, will protect each hydrazine-wetted components, even if one heater circuit fails to operate. Heater power is turned off if any one of these thermostats is opened at its higher setpoint. Thus, even if one thermostat is failed closed, the second thermostat will turn off the heater. All such components shall be insulated with MLI. Propulsion heater sizing based on the constant worst cold case condition is conducted through thermal analysis. All heaters selected fur propulsion components operate to prevent propellant freezing satisfying the thermal requirements for the propulsion subsystem over the worst case average voltage, i.e. 25 volts.

정지궤도위성 광학탑재체 복사 열제어 시스템 개념 설계 (A CONCEPTUAL DESIGN OF RADIATIVE THERMAL CONTROL SYSTEM IN A GEOSTATIONARY SATELLITE OPTICAL PAYLOAD)

  • 김정훈;전형열
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.62-68
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    • 2007
  • A conceptual thermal design is performed for the optical payload system of a geostationary satellite. The optical payload considered in this paper is GOCI(Geostationary Ocean Color Imager) of COMS of Korea. The radiative thermal control system is employed in order to expect a small thermal gradient in the telescope structure of GOCl. Two design margins are applied to the dedicated radiator dimensioning, and three kinds of configuration to the heater power sizing. A Monte-Carlo ray tracing method and a network analysis method are utilized to calculate radiative couplings and thermal responses respectively. At the level of conceptual design, sizing thresholds are presented for the radiator and heater on the purpose of determining the mass and power budget of the spacecraft.

멀티 탑재체를 가진 6 U 초소형위성의 열설계 검증을 위한 궤도 열해석 (On-orbit Thermal Analysis for Verification of Thermal Design of 6 U Nano-Satellite with Multiple Payloads)

  • 김지석;김희경;김민기;김해동
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.455-466
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    • 2020
  • 본 연구에서는 다수의 우주 환경 관측용 탑재체를 장착한 6U급 초소형위성에 대한 열모델을 구축하여 이를 기반으로 수행된 열설계에 대해 기술하였으며, 궤도 열해석을 통해 적용된 열설계의 유효성을 입증하였다. 초소형위성의 특성을 고려하여 표면 처리 및 절연체, 열전도체 등의 수동 열제어 기법 위주로 열설계를 진행하였지만, 배터리 및 추력기 등과 같이 작동 온도의 범위가 좁고 궤도 열환경에 직접적으로 노출되는 부품들에 대해서는 능동 열제어 기법 중 하나인 히터를 적용하였다. 궤도 열해석 조건은 기본적으로 위성의 궤도 조건을 바탕으로 하며, 임무 시나리오에 따른 발열량 및 위성의 자세에 따라 임무 모드, 초기 운용 모드, 비상운용 모드, 편대 비행 모드로 분류하여 궤도 열해석을 수행하였다. 각 모드 별 해석 결과를 통해 모든 부품들이 작동 온도 조건을 만족하는 것을 확인하였고, 비상운용 모드의 해석 결과를 통해 배터리 및 추력기의 히터 용량과 작동 주기를 산출하였다.

외장형 HEAT PIPE 가 장착된 정지궤도 위성 패널의 열해석 (THERMAL ANALYSIS OF SURFACE HEAT PIPE INSTALLED PANEL OF GEOSTATIONARY SATELLITE)

  • 전형열;김정훈
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.8-13
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    • 2006
  • The north panel of a geostationary satellite is used as one of the main radiators, on which communication equipment or bus equipment are installed. The thermal control of panel is designed by using embedded heat pipes and surface heat pipes (or external heat pipes) to spread out heat dissipated from equipment all over the radiator evenly and finally to reject the heat to the space through the radiator efficiently. This panel is also divided by several areas based on the operating temperature and dissipation of equipment in order to increase heat rejection capability of radiator. The thermal analysis is carried out for the hot case, Winter Solsitce EOL (End Of Life), in order to validate thermal design of the panel utilized 6 surface heat pipes and 8 embedded heat pipes. The sensitivity studies for the heat pipe failure case and no heat pipe case are performed and compared to its normal state. The heat transport capability of heat pipe is also obtained from these calculations.

실시간 플랜트 시뮬레이터를 이용한 우주 열환경 챔버 제어기 개발에 관한 연구 (Study on the application of a realtime simulator to the development of a controller for a space thermal environment chamber)

  • 정무진;신영기;최석원;문귀원;서희준;이상훈;조혁진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.216-221
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    • 2003
  • A thermal vacuum chamber is mainly used to simulate thermal environments of a test satellite in satellite orbits in which daily temperature variations range from 80K to above 400K depending on solar radiation under the vacuum below $10^{-4}$ torr. The test facility is quite complex and consists of expensive parts. So any modification of control software is discouraged in fear of unexpected system failure. The purpose of this study is to develop a realtime dynamics model of the thermal vacuum chamber in view of controller design and simulate its electrical inputs and outputs for interface with a PLC (programmable logic controller). A PLC program that was used in the thermal vacuum chamber is applied to the realtime simulator. The realized simulator dynamics is found to be quite similar to that of the thermal vacuum chamber and serve to an appropriate plant to verify the control performance of a programmed PLC.

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열해석을 이용한 위성 광학탑재체 냉각 장치의 히터설계 (Heater Design of a Cooling Unit for a Satellite Electro-Optical Payload using a Thermal Analysis)

  • 김희경;장수영;최석원
    • 항공우주기술
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    • 제10권2호
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    • pp.20-28
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    • 2011
  • 저궤도 관측위성의 광학탑재체는 궤도에서 임무수행을 뒷받침하는 위성 본체와 열적으로 분리되어 각각 독립된 열제어를 할 수 있도록 개발된다. 광학탑재체는 내부에 작동하는 동안에 높은 발열량으로 순간적으로 온도가 상승하는 부품 박스인 FPA(Focal Plane Assembly)의 열을 외부로 방출하기 위한 히트파이프, 방열판으로 구성된 냉각 장치(Cooling Unit)를 가지고 있다. 이러한 냉각 장치는 고온 조건에서 내부 발열을 빠르게 외부로 방출할 수 있는 히트파이프의 성능과 충분한 면적의 방열판 면적을 확보하도록 설계되어야 하고, 동시에 저온 조건에서 최저 온도 이상을 유지하는 위한 히터설계도 포함해야 한다. 본 연구에서는 먼저 FPA 냉각 장치의 열제어 요구조건과 현재 열설계 기준의 열해석 결과를 통하여 히터설계에 대한 검토와 설계 제한 조건을 분석을 하였다. 또한 열해석을 이용한 효율적이고 경제적인 위성 히터설계 방식을 제시하고, 이것을 FPA 냉각 장치의 히터설계에 적용하여 개선된 히터설계 요소를 찾았다.

Development of ETRI satellite simulator-ARTSS

  • Kang, J.Y.;Lee, S.;Hong, K.Y.;Shin, K.K.;Rhee, S.W.;Choi, W.S.;Oh, H.S.;Kim, J.M.;Chung, S.J.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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    • pp.49-53
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    • 1994
  • Advanced Real-Time Satellite Simulator(ARTSS) has been developed to support the telemetry, tracking and command operations of the ETRI satellite control system and to provide satellite engineers a more powerful and informative satellite simulations tool on the desktop. To provide extensive simulation functions for a communication satellite system in the pre-operational and operational missions, ARTSS uses a geosynchronous orbit(GEO) satellite model consisting of the attitude and orbit control subsystem, the power subsystem, the thermal subsystem, the telemetry, command and ranging subsystem, and the communications payload subsystem. In this paper, the system features and functions are presented and the satellite subsystem models are explained in detail.

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큐브위성 STEP Cube Lab. 비행 모델의 열진공시험을 통한 성능 및 열제어계 설계 검증 (Performance and Thermal Design Validation for FM STEP Cube Lab.)

  • 강수진;정현모;서정기;오현웅
    • 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.

STM 열진공 시험 결과를 이용한 EOS-C Ver.3.0 열제어계 설계 검증 (Design Verification of Thermal Control Subsystem for EOS-C Ver.3.0 using STM Thermal Vacuum Test Result)

  • 장진수;양승욱;정연황
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.1232-1239
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    • 2010
  • (주)쎄트렉아이는 지구관측위성의 주 탑재체로 사용될 고해상도 전자광학카메라, EOS-C Ver.3.0을 개발 중이다. EOS-C Ver.3.0은 현재 운용중인 DubaiSat-1의 주 탑재체인 EOS-C Ver.2.0 개발 경험을 바탕으로 능동 열제어 방식과 수동 열제어 방식을 적절하게 혼용하여 보다 향상된 성능을 갖도록 설계되었다. 설계를 바탕으로 STM을 개발하여 인증(qualification) 수준의 열진공 시험을 수행하여 설계 여유(design margin)를 확인하였다. 또한 열평형 시험 결과를 이용하여 열제어계 설계에 사용한 열-수치 모델에 대한 검증 작업을 수행하였으며, 열-수치 모델이 실제 열적 특성을 잘 모사하고 있음을 확인하였다.