• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권4호
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• pp.279-300
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• 2022

This paper analyzes the possibilities of a new method to using TLE data for detecting satellite maneuvers. The method has a number of advantages over other methods that are designed to detect maneuvers. It allows not only to detect maneuvers, but also to get a more complete picture of the maneuver. In particular, the method makes it possible to estimate the moments of the beginning and end of the maneuver, calculate the changes in the orbital elements, evaluate the tangential and binormal components of the impulse, and finally, calculate the impulse of the satellite obtained as a result of the maneuver. To demonstrate in detail the capabilities of the algorithm, the proposed method was applied to one of LEO satellites - TIANHUI-1 satellite. After the efficiency of the method was proved, this method was applied to the China Space Station - TIANHE-1 (CSS), Starlink-1095 and Starlink-2305 satellites. The maneuvers of the CSS and Starlink-1095 satellite during their close encounter on 1 July, 2021, and the CSS and Starlink-2305 satellite during their close encounter on 21 October, 2021 are analyzed in detail. The minimum distances between the CSS and Starlink satellites at the moments of their maximum approaches are estimated. An estimate of the computation time of this algorithm is given, and the possibility of its use for monitoring maneuvers or other anomalous orbital changes of a large number of satellites in near real-time is shown. It is assumed that on the basis of this method, a service for monitoring satellite maneuvers can be created.

• 대한원격탐사학회지
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• 제15권2호
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• pp.119-130
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• 1999

현재 전 세계적으로 많은 위성관제 및 위성영상데이터 수신처리 지상국에서 저궤도 위성의 추적 및 위성과의 통신을 위하여 NORAD 궤도데이터를 사용하고 있다. 공신력있는 북미우주방위사령부(NORAD)에서는 거의 매일 주기로 수천개의 지구 주회 물체를 관측하여 그 궤도데이터를 인터넷을 통해 전 세계로 공개하고 있으며, 이 데이터를 사용한 위성 궤도 예측은 지상국에서 위성과 통신하기에 충분한 추적정확도를 제공한다. 하지만 고해상도 지구관측 위성의 임무수행을 위해서는 위성의 위치결정 정확도의 중요성 때문에 평균 궤도정보인 NORAD 데이터를 사용하는 대신 자체 위성 관측 및 추적시스템을 운영한다. 우리별 3호의 지상국인 경우 자체 위성 추적시스템이 없는 관계로 위성과의 통신 뿐 아니라 영상촬영 및 처리를 위한 궤도정보를 NORAD 데이터에 의존하고 있다. 본 논문에서는 이러한 NORAD 데이터를 이용하여 위성의 위치를 예측 또는 결정함으로써 고해상도 지구관측 위성이 원하는 지역을 얼마나 정확히 촬영할 수 있는지, 그리고 생성되는 영상 카탈로그의 위치는 실제 촬영된 위치와 얼마나 달라질 수 있는지를 실험, 분석한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권2호
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• pp.164-171
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• 2013

우주파편은 1957년 인류가 우주에 위성을 보내기 시작하면서 그 숫자가 급격하게 증가하고 있으며, 현재 미합동우주전략사령부(JSpOC, Joint Space Operations Center)에 의하면 지름 10cm 이상의 우주파편이 22,000개 이상이라고 알려지고 있다. 최근에는 중국이 자국의 위성을 미사일로 요격시킨 사건과 Iridium 33 및 Cosmos 2251 위성이 우주상공에서 서로 충돌한 사건이 발생함에 따라 아리랑 2호가 운영 중인 저궤도의 우주환경이 급격히 악화되고 있다. 미합동우주전략사령부는 15,000개 이상의 우주파편의 궤도정보를 이용하여 운영위성과의 충돌분석을 수행하고 있으며, 충돌 위험이 발생할 경우 해당 위성의 운영자에게 CSM(Conjunction Summary Message)이란 형식의 메시지를 제공하여 충돌분석 시 활용할 수 있도록 지원하고 있다. 본 논문은 JSpOC에서 제공하는 CSM의 아리랑2호 궤도데이터와 항우연이 관리하는 아리랑 2호의 정밀궤도 데이터와 비교하였으며, 아리랑 2호와 우주파편과의 충돌분석 결과를 도시하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권4호
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• pp.357-366
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• 2015

By using the Optical Wide-field Patrol (OWL) network developed by the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) we generated the right ascension and declination angle data from optical observation of Low Earth Orbit (LEO) satellites. We performed an analysis to verify the optimum number of observations needed per arc for successful estimation of orbit. The currently functioning OWL observatories are located in Daejeon (South Korea), Songino (Mongolia), and Oukaïmeden (Morocco). The Daejeon Observatory is functioning as a test bed. In this study, the observed targets were Gravity Probe B, COSMOS 1455, COSMOS 1726, COSMOS 2428, SEASAT 1, ATV-5, and CryoSat-2 (all in LEO). These satellites were observed from the test bed and the Songino Observatory of the OWL network during 21 nights in 2014 and 2015. After we estimated the orbit from systematically selected sets of observation points (20, 50, 100, and 150) for each pass, we compared the difference between the orbit estimates for each case, and the Two Line Element set (TLE) from the Joint Space Operation Center (JSpOC). Then, we determined the average of the difference and selected the optimal observation points by comparing the average values.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권4호
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• pp.411-417
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• 2015

Several optical monitoring strategies by a ground-based telescope to protect a Geostationary Earth Orbit (GEO) satellite from collisions with close approaching objects were investigated. Geostationary Transfer Orbit (GTO) objects, Inclined GeoSynchronous Orbit (IGSO) objects, and drifted GEO objects forced by natural perturbations are hazardous to operational GEO satellites regarding issues related to close approaches. The status of these objects was analyzed on the basis of their orbital characteristics in Two-Line Element (TLE) data from the Joint Space Operation Center (JSpOC). We confirmed the conjunction probability with all catalogued objects for the domestic operational GEO satellite, Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) using the Conjunction Analysis Tools by Analytical Graphics, Inc (AGI). The longitudinal drift rates of GeoSynchronous Orbit (GSO) objects were calculated, with an analytic method and they were confirmed using the Systems Tool Kit by AGI. The required monitoring area was determined from the expected drift duration and inclination of the simulated target. The optical monitoring strategy for the target area was analyzed through the orbit determination accuracy. For this purpose, the close approach of Russian satellite Raduga 1-7 to Korean COMS in 2011 was selected.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제33권2호
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• pp.127-135
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• 2016

Inactive space objects are usually rotating and tumbling as a result of internal or external forces. KOREASAT 1 has been inactive since 2005, and its drift trajectory has been monitored with the optical wide-field patrol network (OWL-Net). However, a quantitative analysis of KOREASAT 1 in regard to the attitude evolution has never been performed. Here, two optical tracking systems were used to acquire raw measurements to analyze the rotation period of two inactive satellites. During the optical campaign in 2013, KOREASAT 1 was observed by a 0.6 m class optical telescope operated by the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). The rotation period of KOREASAT 1 was analyzed with the light curves from the photometry results. The rotation periods of the low Earth orbit (LEO) satellite ASTRO-H after break-up were detected by OWL-Net on April 7, 2016. We analyzed the magnitude variation of each satellite by differential photometry and made comparisons with the star catalog. The illumination effect caused by the phase angle between the Sun and the target satellite was corrected with the system tool kit (STK) and two line element (TLE) technique. Finally, we determined the rotation period of two inactive satellites on LEO and geostationary Earth orbit (GEO) with light curves from the photometry. The main rotation periods were determined to be 5.2 sec for ASTRO-H and 74 sec for KOREASAT 1.

• 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.