• 한국항공우주학회지
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• 제49권10호
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• pp.829-839
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• 2021

무인기를 위한 자율 시스템은 임무 목표, 임무 상황, 무인기의 상태를 기반으로, 목표 달성을 위해 현재 수행할 행동을 결정하는 의사결정 능력을 가진다. 본 논문에서는 지형 충돌 위험이 있는 저고도 운용, 방문 순서를 변경하지 않아야 하는 항로점 집합, 임무 대상 객체의 위치 불확실성 등 현실적인 제약조건 하에서 감시정찰 임무를 자율적으로 수행할 수 있는 의사결정 시스템과 이러한 특성을 효과적으로 표현할 수 있는 임무 정의를 제시한다. 제안한 의사결정 시스템을 Hardware-In-the-Loop Simulation 환경에서 현실적인 임무 상황을 반영한 3종의 시나리오를 통해 검증한다. 무인기의 비행 경로와 임무 상황에서 의사결정 시스템이 선택한 행동을 시뮬레이션 결과로 제시하고, 그 결과를 논의한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권10호
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• pp.871-877
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• 2021

항공기 결함은 항공기 운영 및 조종사의 생명과 직결된 중요한 사항으로 항공기 조종 중 발생하는 임무 소프트웨어의 결함은 조종사 임무수행 및 안전에 심각한 영향을 미친다. 항공기 개발을 주관하는 단체나 소프트웨어 결함을 개발 초기에 식별하고 제거하기 위해 프로세스를 강화하고 많은 공수와 시간을 할애하고 있지만 임무 소프트웨어의 특성상 타 항전 장비와 강한 기능적 결합도(Coupling) 및 높은 복잡도(Complexity)를 가지고 있어 기존 시험 방법을 통한 소프트웨어 결함 식별 및 제거에 제약이 따른다. 본 연구는 임무 컴퓨터 연동 장비의 통신 데이터 중 피드백 데이터의 기댓값 검증을 자동화하는 도구를 개발하여 데이터 무결성 검증을 통한 임무 소프트웨어 건전성 확보 및 시험 비용 감소 효과를 분석한다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권4호
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• pp.602-613
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• 2015

As one of the mission payloads to be verified through the cube satellite mission of Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project (STEP Cube Lab), we developed a hinge driving separation nut-type holding and releasing mechanism. The mechanism offers advantages, such as a large holding capacity and negligible induced shock, although its activation principle is based on a nylon cable cutting mechanism triggered by a nichrome burn wire generally used for cube satellite applications for the purpose of holding and releasing onboard appendages owing to its simplicity and low cost. The basic characteristics of the mechanism have been measured through a release function test, static load test under qualification temperature limits, and shock measurement test. In addition, the structural safety and operational functionality of the mechanism module under launch and on-orbit environments have been successfully demonstrated through a vibration test and thermal vacuum test.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.50-56
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• 2010

이제까지 수행된 우주 탐사 임무에서 임무 궤도의 설계는 행성 혹은 위성과 인공위성의 2체 문제 (two-body problem)에 기초한 Hohmann transfer를 기반으로 하는 Patched Conic Approximation 방식이 주로 사용되어져 왔다. Hohmann transfer는 원 궤도에서 다른 원 궤도로 천이할 수 있는 타원 천이 궤도의 설계 방식으로서, Patched Conic Approximation은 태양계를 여러 개의 2체 문제로 분해하고 각기 분해된 2체 시스템 사이의 Hohmann 천이 궤도를 설계하여 조합함으로써 행성 간의 임무 궤도를 설계하는 방식이다. 이 방식은 하나의 행성만을 고려했을 때, 즉 행성과 인공위성의 2체 문제일 때, 가장 효율적인 천이 방식으로 알려져 있고 현재까지의 우주 탐사 임무 설계에 주로 이용되고 있다. 하지만, 우주 탐사 임무가 점차 다양화되고 소형 위성을 이용한 임무 수행의 필요성이 증가함에 따라 기존의 Patched Conic Approximation은 요구되는 연료의 양이 크다는 점과 원뿔꼴(conic) 특성을 가지는 궤도만을 표현할 수 있다는 점에서 한계점을 보이기 시작하고 있다. 이에 반해 3체 동역학의 기하학적 특성은 기존의 태양계의 패러다임을 획기적으로 변화시킨다. 개념적으로는 요구되는 에너지가 매우 적은 에너지로 태양계를 모두 연결하는 궤도를 구성할 수 있기 때문이다. 본 논문에서는2체문제 기반의 임무 궤도 설계 기술의 한계성에서 벗어나 유연하고 효율적인 탐사 임무를 설계한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.678-685
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• 2019

미래 전장 환경의 변화와 항공무기체계의 기술적 발전에 따라 유인기와 무인기의 상호 보완적인 유무인기 복합 운용을 통한 임무 수행이 요구된다. 기존의 유무인기 전투체계는 항공작전임무에 따라 운용되었으며 유무인기의 성능에 따라 수행 가능한 임무가 제한된다. 본 논문에서는 유무인기 협업 기반의 임무 도출을 위해 미 국방성의 무인기 시스템 로드맵과 공군의 항공작전을 분석한 후 기존의 유무인기의 임무를 분석한다. 다음으로 임무를 수행하기 위해 필요한 유무인기의 기본 기능을 식별하고 유무인기 협업 기반의 임무를 적 방공제압 임무로 선정한 후 이 임무를 수행하기 위한 절차를 단계별로 분석한다. 본 논문은 유무인기 복합 운용 개념의 구체화를 위해 임무 단계별 절차를 물리적인 공간 및 시간 순서의 맥락으로 분석하여 제안한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.989-996
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• 2021

배터리를 동력원으로 사용하는 무인항공기의 경우 배터리 용량이 한정적이기 때문에 임무 수행에 제약이 발생할 수 있다. 이를 최소화하기 위해 임무 지역으로 이동하는 동안 소모되는 배터리를 최소화 하는 것이 중요하다. 또한 임무 계획 단계에서 배터리 소모량 예측 모델을 이용하여 임무 수행 가능성을 사전에 판단할 수 있으며 복귀 시점 선정에 기준이 될 수 있다. 본 논문에서는 3차원 공간에서 환경 요소를 반영한 배터리 사용량 예측 모델을 제안한다. 무인항공기의 비행 기하 관계에 따라 요구 동력을 산출하고 이를 통해 배터리 사용량을 예측하였으며 기존에 제안된 배터리 사용량 예측 기법과 비교를 통해 검증한다. 또한 이를 목적함수로 하여 배터리 사용량을 최소화 하는 비행경로를 생성하고 최단 거리를 목적함수로 하였을 때의 결과와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.746-756
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• 2017

본 연구에서는 한국형 달 탐사 시험용 궤도선을 위한 심우주 추적망 (Deep Space Network)의 관측값을 구현하는 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘을 활용하여 탐사선의 신호 지연 효과를 관측 모델을 통해 보정해서 계산된 관측값을 생성할 수 있다. 계산된 관측값으로 거리, 도플러, 방위각, 고도각을 생성하였다. 기하학적 데이터 값을 General Mission Analysis Tool (GMAT)의 시나리오를 통해 구하였으며, 계산된 관측값을 구하기 위해서 시간 지연 효과, 대류층 지연 효과, 대류권 내 하전 입자에 의한 지연 효과, 대류권 밖 하전 입자에 의한 지연 효과, 대류층에 의한 굴절 효과, 안테나에 의한 지연 효과를 고려하였다. 관측 모델들을 통해 구한 계산된 관측값은 시험용 궤도선의 정밀 궤도 결정을 위해 사용된다. 본 논문에서 개발한 데이터 시뮬레이션 모듈은 미 항공우주국의 궤도 결정 툴 박스 (Orbit Determination ToolBoX, ODTBX)를 이용해 검증되었다.

• 우주기술과 응용
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• 제2권2호
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• pp.104-120
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• 2022

도요샛(Small Scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment, SNIPE)의 과학임무는 전리권 상층부 소규모 플라즈마 구조의 공간적 시간적 변화를 관찰하는 것이다. 이를 위해 4개의 6U 큐브위성(10 kg)이 고도 약 500 km 극궤도로 발사될 예정이며, 상호 위성 간 거리는 편대 비행 알고리즘에 의해 수 10 km에서 수 1,000 km 이상으로 제어된다. 운영 초기에는 4기의 위성이 같은 궤도 평면에 위치하는 종대비행을 하다가 경도상에서 나란히 배치되는 횡대비행으로 전환하여 4기의 서로 다른 지점에서 공간적인 변화를 관측하게 된다. 도요샛에는 입자 검출기, 랑뮈어 탐침, 자력계로 구성된 우주날씨 관측 장비가 각 위성에 탑재된다. 모든 관측기는 10 Hz 이상의 높은 시간 분해능을 가지며 큐브위성에 최적화 설계되었다. 이 외에도 이리디듐 통신 모듈은 지자기 폭풍이 발생할 때 작동 모드를 변경하기 위한 명령을 업로드할 수 있는 기회를 제공한다. 도요샛은 극 지역 플라즈마 밀도 급상승, 필드 정렬 전류, 고에너지 전자의 국소 영역 침투, 적도 및 중위도 플라즈마 거품의 발생 및 시공간적 진화에 대한 관찰을 수행할 예정이며, 이를 통해 태양풍이 우주날씨에 어떠한 영향을 미치는지 탐구하게 된다. 도요샛은 2023년 상반기 러시아 소유즈-2에 의해 카자흐스탄 바이코누르에서 발사될 예정이다.

• 천문학회보
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• 제46권1호
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• pp.44.1-44.1
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• 2021

한기로 나누어 보면, 흑점의 관측 빈도는 두 기간에서 비슷하지만, 오로라는 냉한기에 집중적으로 관측된다. 특이하게도, 크기가 큰 흑점의 경우는 냉한기보다 온난기에서 관측 빈도가 세 배 이상 높다. 또한, 흑점과 관련된 오로라의 강도를 분석해보면 크기가 큰 흑점은 작은 흑점보다 2~3배 이상 지구영향성이 높다는 것을 알 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권3호
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• pp.187-197
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• 2020

In order to avoid the high cost and high risk of demonstration mission of rendezvous-docking technology, missions using nanosatellites have recently been increasing. However, there are few successful mission cases due to many limitations of nanosatellites like small size, power limitation, and limited performances of sensor, thruster, and controller. To improve the probability of rendezvous-docking mission success using nanosatellite, a rendezvous-docking phase analysis tool for nanosatellites is developed. The tool serves to analyze the relative position and attitude control of the chaser satellite at the docking phase. In this tool, the Model Predictive Controller (MPC) is implemented as a controller, and Extended Kalman Filter (EKF) is adopted as a filter for noise filtering. To verify the performance and effectiveness of the developed tool for nanosatellites, simulation study was conducted. Consequently, we confirmed that this tool can be used for the analysis of relative position and attitude control for nanosatellites in the rendezvous-docking phase.