• 한국전산유체공학회지
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• 제20권4호
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• pp.63-69
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• 2015

The thermal balance test in vacuum chamber for satellite structures is an essential step in the process of satellite development. However, it is technically and economically difficult to fully replicate the space environment by using the vacuum chamber. To overcome these limitations, the thermal analysis through a computer simulation technique has been conducted. The CFRP composite material has attracted attention as satellite structures since it has advantages of excellent mechanical properties and light weight. However, the nonuniform nature of the thermal conductivity of the CFRP structure should be noted at the step of thermal analysis of the satellite. Two different approaches are studied for the thermal analyses; a detailed numerical modeling and a simplified model expressed by an effective thermal conductivity. In this paper, the effective thermal conductivities of the CFRP composite structures are extracted from the detailed numerical results to provide a practical thermal design data for the satellite fabricated with the CFRP composite structure. Calculation results of the surface temperature and the thermal conductivities along x, y, z directions show fairly good agreements between the detailed modeling and the simplified model for all the cases studied here.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권10호
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• pp.729-737
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• 2022

하반기에 발사 예정인 차세대소형위성2호(NEXTSat-2)에 탑재된 고상-액상 상변화물질 열제어장치(Phase Change Material Thermal Control Unit, PCMTCU)의 비행모델에 대한 위성 차원 열진공시험 결과로부터 융해-응고에 따른 작동과정을 분석하였다. 시험결과 PCM의 상변화는 발열부품의 온도 안정화에 기여함을 확인하였다. 시험에서 계측된 온도변화를 이용하여 타당한 정도의 정확도를 갖도록 PCMTCU의 열해석모델에 대한 보정을 수행하였다. 보정된 열해석모델로써 임무궤도의 정상 작동에 따른 PCMTCU의 주기적 온도변화를 예측하였으며, PCM의 액상분율로써 정량적 기여도를 평가하였다. 향후 임무궤도에서의 비행자료를 수신하여 PCMTCU의 우주 환경 검증을 완료할 예정이다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.230-235
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• 2011

COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) is a geostationary satellite and was developed by KARI for communication, ocean and meteorological observations. COMS was tested under vacuum and very law temperature conditions in order to correlate thermal model and to verify thermal design. The test was performed by using KARI large thermal vacuum chamber. The COMS S/C thermal model was successfully correlated versus the 2 thermal balance test phases. After model correlation, temperatures deviation of all individual unit were less than $5^{\circ}C$ and global deviation and standard deviation also satisfied the requirements, less than $2^{\circ}C$ and $3^{\circ}C$. The final flight prediction was performed by using the correlated thermal model.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권3호
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• pp.59-65
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• 2011

COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) is a geostationary satellite and was developed by KARI for communication, ocean and meteorological observations. COMS was tested under vacuum and very low temperature conditions in order to correlate thermal model and to verify thermal design. The test was performed by using KARI large thermal vacuum chamber. The COMS S/C thermal model was successfully correlated versus the 2 thermal balance test phases. After model correlation, temperatures deviation of all individual units were less than $5^{\circ}C$ and global deviation and standard deviation also satisfied the requirements, less than $2^{\circ}C$ and $3^{\circ}C$. The final flight prediction was performed by using the correlated thermal model.

• 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.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.75-79
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• 2010

인공위성 구조체는 궤도상에서 열하중으로 인하여 구조적인 변형을 일으키게 된다. 이로 인하여 구조체에 장착된 관측장비들은 지상에서 조립 시에 설정된 지향방향이 변화하게 되고 원하지 않는 방향으로 관측하는 문제점이 발생한다. 위성의 관측성능이 높아질수록 성공적인 관측임무를 수행하기 위해서는 열변형에 의한 지향방향의 변화량은 줄어들어야 한다. 본 논문에서는 지구궤도 위성에 대하여 열변형 해석을 수행하여 지향오차를 예측하는 방법 및 결과에 대하여 기술한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.142-147
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• 2009

COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) is a geostationary satellite and has been developing by KARI for communication, ocean and meteorological observations. It will be tested under vacuum condition and very low temperature in order to verify thermal design of COMS. The test will be performed by using KARI large thermal vacuum chamber, which was developed by KARI, and the COMS will be the first flight satellite tested in this chamber. The purposes of thermal balance test are to correlate analytical model used for design evaluation and predicting temperatures, and to verify and adjust thermal control concept. KARI has plan to use heating plates to simulate space hot condition especially for radiator panels such as north and south panels. They will be controlled from 90K to 273K by circulating GN2 and LN2 alternatively according to the test phases, while the shroud of the vacuum chamber will be under constant temperature, 90K, during all thermal balance test. This paper presents thermal modelling including test chamber, heating plates and the satellite without solar array wing and Ka-band reflectors and discusses temperature prediction during thermal balance test.

• 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.

• 항공우주기술
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• 제10권2호
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• pp.114-120
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• 2011

인공위성의 효율적인 열제어를 위해 알루미늄으로 만들어진 하니콤 패널과 OSR로 구성된 방열판을 사용한다. 또한 추가적으로 발열량이 많은 부품의 경우, 알루미늄으로 만들어진 더블러와 히트파이프 등을 이용하여 열제어를 수행한다. 최근 위성 전장 부품의 발열량의 증가로 정해진 위성의 크기, 발사 중량 및 비용으로 더 많은 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있는 방열 능력향상에 대한 필요성으로 새로운 열제어 물질에 대한 연구가 진행 중이다. 특히, 탄소 복합재는 일반적으로 열전도가 매우 높고, 가볍고, 기계적 강성에 좋은 특성이 있어 차세대 열제어를 위한 물질로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 차세대 탄소 복합재인, APG(Annealed Pyrolytic Graphite)와 탄소-탄소 복합재(carbon-carbon composites)를 이용하여 통신패널의 열제어를 수행하는 경우와 기존의 열제어 방식과의 차이를 수치적으로 비교하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권3호
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• pp.257-279
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• 2023

한국항공우주연구원에서는 심우주 탐사를 위한 핵심 기술 개발을 위해 6U급 초소형 위성인 HiREV(high resolution video and image)를 개발하였다. 6U HiREV 초소형 위성의 임무는 지구 관측을 위한 고해상도 영상 및 동영상 촬영이며, 임무 수행 시 고온의 카메라 모듈로 인해 렌즈와 모듈 간의 열 지향 오차가 발생할 수 있다. 열 지향 오차는 해상도에 큰 영향을 미치므로, 이를 해결하기 위해 열 설계가 필요하다. 또한 HiREV 광학 카메라는 지상에서 쓰이는 상용제품(COTS, Commercial Off The Shelf)을 이용하여 개발한 것이므로 상온에서 가장 좋은 성능을 가지며, 고온/저온 환경인 우주에서 활용되기 위해 별도의 열 설계가 적용되어야 한다. 본 논문에서는 임무 카메라 탑재체를 위해 3가지의 수동 열 설계가 수행되었으며, 궤도열 해석을 통하여 열 설계가 효과적임을 확인하였다.