• 우주기술과 응용
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• 제3권4호
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• pp.355-372
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• 2023

민간 주도의 상업적 목표가 최우선 과제가 된 뉴 스페이스 시대에 이르러 낮은 투자 비용 대비 높은 효율을 가진 큐브위성이 시대적 상황과 결합되면서 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 국내 및 해외의 큐브위성 발사와 운영사례를 통해 밝혀진 문제점들 살펴보고 실무적인 관점에서 위성의 강건성과 신뢰성을 확보하는 방안에 대해서 제시하였다. 특히 위성의 사출 과정에서부터 임무 시나리오 상정상모드나 임무모드 이전 단계까지 발생되는 주요 이벤트를 중심으로 놓치기 쉬운 점검 사항들에 대해 중점적으로 다루었다. 다만, 논문에 제시된 내용은 위성 버스 시스템의 특성에 따라 기술적으로 적용할 수 없거나 상이한 측면이 있을 수 있다. 하지만, 위성의 운용 과정에서 충분히 발생 가능한 개연성 높은 문제점을 중심으로 기술하였기 때문에 위성의 조립·통합·테스트 과정에서 해당 내용이 작은 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.914-921
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• 2017

우주발사체 고공환경모사의 실험적 연구는 우주발사체 발사 및 임무완수에 대한 독자적 기술력 확보를 위해 중요하다. 본 연구는 한국형발사체(Korean Space Launch Vehicle; KSLV-II)의 발사 후 마하수 6을 돌파하는 고도 65 km 조건을 선정하였다. 지상시험장비중 하나인 충격파 터널을 이용하여 고공환경모사를 수행하였다. 유동발달 이후 공기열역학적 특성과 수직 및 경사충격파 확인을 위해 선두부 모델의 정체 압력과 정체 열 유량, 그리고 반구형상 모델의 충격파 이탈거리 측정을 통해 유동검증을 수행하였다. 추가적으로 발사체 측면과 저부면 현상연구에 사용되는 시험모델의 자유류 회복을 위한 충격파 상쇄 기법을 개발 및 검증하였다. 세 가지 유동검증 결과를 통해 이론값과 약 ${\pm}3%$ 이내의 오차를 갖는 정확한 유동이 발달되었음을 확인하였다. 그리고 충격파 상쇄기법을 갖는 천이구간 축소 모델의 경사충격파 경사각과 수평 평판모델의 경사각, 그리고 모델 측면 정압력의 실험값과 이론값의 오차가 각각 2%, 그리고 1% 으로 확인되었으며, 이를 통해 해당 충격파 상쇄 기법의 합리적인 효과가 검증되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권3호
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• pp.249-262
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• 2005

순간적인 속도변화에 의한 ECO(Earth-Crossing Object)의 케도변경을 최적화하는 알고리즘을 개발하였다. 이를 통해, ECO의 궤도변경을 위한 속도변위를 계산할 때, 기존연구에서 간과되었던 궤도평면에 수직인 방향의 속도 변화를 살펴보았다. 이러한 3차원의 최적화 문제를 풀기위해서 순간적인 속도변화를 계산하기 위한 순간추력 근사법이 적용되었으며, ECO의 지구 접근 시에는 지구중력 효과를 고려한 부분적 궤도근사법을 사용하였다. 지구와 충돌천체의 상대적인 위치와 속도에 따라 ECO의 궤도변경을 위한 최적해가 달라지며, 그러한 최적해는 순간추력시간에 대한 최적속도변화나 최적비행각으로 표현될 수 있다. 순간추력시간이 작을 때, 궤도평면에 수직인 방향의 속도 변화를 무시할 수 없는 경우도 발견되었다. ECO의 궤도가 지구의 궤도와 비슷할수록 더 많은 최적속도변화가 필요로 하였으며, 순간추력시간이 충돌 순간에 가까워질수록 궤도변경에 필요한 최적속도변화의 크기가 지수함수적으로 증가하였다. 이러한 연구결과는 실제 ECO의 우주임무를 설계하는데 중요한 지침이 될 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권6호
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• pp.678-699
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• 2015

Although the harsh space environment imposes many severe challenges to space pioneers, space exploration is a realistic and profitable goal for long-term humanity survival. One of the viable and promising options to overcome the harsh environment of space is nuclear propulsion. Particularly, the Nuclear Thermal Rocket (NTR) is a leading candidate for nearterm human missions to Mars and beyond due to its relatively high thrust and efficiency. Traditional NTR designs use typically high power reactors with fast or epithermal neutron spectrums to simplify core design and to maximize thrust. In parallel there are a series of new NTR designs with lower thrust and higher efficiency, designed to enhance mission versatility and safety through the use of redundant engines (when used in a clustered engine arrangement) for future commercialization. This paper proposes a new NTR design of the second design philosophy, Korea Advanced NUclear Thermal Engine Rocket (KANUTER), for future space applications. The KANUTER consists of an Extremely High Temperature Gas cooled Reactor (EHTGR) utilizing hydrogen propellant, a propulsion system, and an optional electricity generation system to provide propulsion as well as electricity generation. The innovatively small engine has the characteristics of high efficiency, being compact and lightweight, and bimodal capability. The notable characteristics result from the moderated EHTGR design, uniquely utilizing the integrated fuel element with an ultra heat-resistant carbide fuel, an efficient metal hydride moderator, protectively cooling channels and an individual pressure tube in an all-in-one package. The EHTGR can be bimodally operated in a propulsion mode of $100MW_{th}$ and an electricity generation mode of $100MW_{th}$, equipped with a dynamic energy conversion system. To investigate the design features of the new reactor and to estimate referential engine performance, a preliminary design study in terms of neutronics and thermohydraulics was carried out. The result indicates that the innovative design has great potential for high propellant efficiency and thrust-to-weight of engine ratio, compared with the existing NTR designs. However, the build-up of fission products in fuel has a significant impact on the bimodal operation of the moderated reactor such as xenon-induced dead time. This issue can be overcome by building in excess reactivity and control margin for the reactor design.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.677-692
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• 2009

최근 미국, 유럽, 일본 등 우주선진국을 중심으로 달, 화성 등 행성 탐사를 위한 로버(Rover) 시스템에 대해 많은 연구 개발이 진행되고 있다. 행성탐사용 로버 시스템 기술 중 특히 주행장치, 자율 주행 알고리즘, 탑재체 등을 중심으로 많은 연구가 수행되고 있다. 이 논문에서는 실제 행성탐사에 앞서 지상에서 로버 주행장치의 주행성 및 안정성을 평가하기 위해 지상시험모델용 로버의 주행장치에 대한 개념 설계 내용을 소개하였다. 또한, 로버 주행장치의 기술적인 관점에서 해외 연구개발 사례를 분석, 기술하였다. 이를 통해 로버 주행장치 개발을 위한 요구사항들을 주행성과 안정성 관점을 고려하여 도출하였다. 설계된 로버 주행장치는 높은 주행성과 안정성을 만족하기 위해 6족을 가지고 있으며, 각 다리의 관절을 제어하는 능동 서스펜션(Active Suspension)을 적용하였다. 이러한 종류의 주행장치 개념은 근미래 (Constellation 프로그램)에 수행될 유인달 탐사에서 이동 및 거주 장치로써 NASA의 ATHELE을 통해 처음 적용하여 개발하고 있다. 이 연구에서 제안된 장치 개념은 이와 달리 우리나라에서 앞으로 수행할 무인소형 달탐사에 적용하고자 설계되었다. 이 논문에서 소개된 내용은 향후 국내에서 행성탐사용 로버시스템을 본격적으로 개발하고자 할 때 유용한 참고자료 및 경험을 제공할 것 이다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권1호
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• pp.141-151
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• 2009

탐구는 학교과학에서 지속적으로 강조되어 왔다. 하지만 학교에서 주어지는 문제는 학생들이 일상생활에서 경험하고 부딪치는 문제들과는 여러 면에서 다르다. 본 연구의 목적은 학생들이 문제에 대한 인지도식을 거의 갖고 있지 않을 때, 과제에 대한 태도와 사고력이 문제해결과정, 특히, 문제공간의 형성과 정교화에 어떻게 영향을 미치는지를 알아보는 것이다. 이를 위하여 연구자는 미국의 한 영재센터 여름방학 프로그램 중 4-6학년 영재학생 대상 '레고 로봇 수업'에 참여한 학생들의 문제해결전략을 추적하였다. 결과는 다음과 같다. (1) 과제의 선택과 파악방법, 작동자에 대한 인식의 차이 등 과제에 대한 태도는 서로 다른 문제공간을 형성하게 하였다. (2) 분석적 사고, 융통성, 효율적인 정교화 기술, 기존 인지도식의 적용 등의 사고력의 수준 차이는 문제공간의 정교화 차이와 문제해결의 성공여부로 이어졌다. (3) 초기의 문제공간의 차이는 문제해결전략의 형성 차이를 가져왔지만, 사고력 없이는 효과적인 문제해결전략의 정교화가 이루어지지 못하였다. 마지막으로, 위의 결과를 바탕으로 과학탐구를 증진시킬 몇 가지 사항이 제안되었다.

• 천문학회지
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• 제37권5호
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• pp.571-574
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• 2004

Clusters of galaxies are filled with X-ray emitted hot gas with the temperature of T ${\~}$2-10 keV. Recent X-ray observations have been revealing unexpectedly that many cluster cores have complicated, peculiar X-ray structures, which imply dynamical motion of the hot gas. Moreover, X-ray spectra indicate that radiative cooling of the cool gas is suppressed by unknown heating mechanisms (the 'cooling flow problem'). Here we propose a novel mechanism reproducing both the inhomogeneous structures and dynamics of the hot gas in the cluster cores, based on state-of-the-art hydrodynamic simulations. We showed that acoustic-gravity waves, which are naturally expected during the process of hierarchical structure formation of the universe, surge in the X-ray hot gas, causing a serous impact on the core. This reminds us of tsunamis on the ocean surging into an distant island. We found that the waves create fully-developed, stable turbulence, which reproduces the complicated structures in the core. Moreover, if the wave amplitude is large enough, they can suppress the cooling of the core. The turbulence could be detected in near-future space X-ray missions such as ASTRO-E2.

• 천문학회보
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• 제40권2호
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• pp.45.1-45.1
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• 2015

Hayabusa is the JAXA's space mission that succeeded in sample-return from S-type asteroid (25143) Itokawa. During the rendezvous phase, more than a thousand of images were taken with the Asteroid Multi-band Imaging Camera (AMICA). It is valuable to study the regional variation of the optical properties on the asteroid using these images to know the generality and uniqueness of the returned samples. In addition, AMICA images are important in that they provide unique data set at low phase angle (i.e Sun-Itokawa-AMICA's angle) that have not been explored in the previous asteroidal missions. At the previous conference (2015 KAS spring meeting), we introduced our preliminary data analysis of AMICA data without considering the shape model of Itokawa and mentioned. In this study, we present a new result obtained through further analysis, taking account of the shape model of the asteroid. We thus utilized "plate_renderer" tool to derive Hapke model parameters at different terrains. It is found that the opposition amplitude (parameter B0) is consistent with those of the other S-type asteroids while the opposition width (parameter h) is significantly narrower than those of the other S-type asteroids. At this conference, we plan to describe the regional variation of photometric properties on Itokawa.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권5호
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• pp.543-553
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• 2017

Vibration is a source of performance degradation in all optical imaging systems. Performance of high resolution remote sensing payloads is often limited due to satellite platform vibrations. Effects of Linear and high frequency sinusoidal vibrations on the system MTF are known exactly in closed form but the low frequency vibration effects is a random process and must be considered statistically. Usually the vibration MTF budget is defined based on the mission requirements and the overall MTF limitations. For analyzing low frequency effects, designer must know all the systems specifications and parameters. With a good understanding of harmful vibration frequencies and amplitudes in the system preliminary design phase, their effects could be removed totally or partially. This procedure is cost effective and let the designer to eliminate just harmful vibrations and avoids over-designing. In this paper we have analyzed the effects of low-frequency platform vibrations on the payload's modulation transfer function. We have used a statistical analysis to find the probability of imaging with a MTF equal or greater than a pre-defined budget for different missions. The worst and average cases have been discussed and finally we have proposed "look-up figures". Using these look-up figures, designer can choose the electro-optical parameters in such a way that vibration effects be less than its pre-defined budget. Furthermore, using the results, we can propose a damping profile based on which vibration frequencies and amplitudes must be eliminated to stabilize the payload system.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2011

This work describes a study on the Analysis of Alternatives (AoA) based defense decision making. Future battle-space is transformed into a System of Systems (SoS) concept which is accomplished missions and their functions through network based battle management systems under forming their grids of various sensors and shooters in a single theater. The acquisition process is, therefore, changing over from single system requirements to capabilities based acquisition of SoS. AoA help to justify the need for starting, stopping, or continuing an acquisition program. AoA identify potentially viable solutions and provide comparative cost, effectiveness, and risk assessments of each solution to a baseline. The decision making must consider not only cost-effectiveness, risk, and military worth, but also domestic policy, foreign policy, technological maturity of the solution, the environment, the budget, treaties, and a host of additional factors. In this point of view, this paper analyzes AoA template which are critical elements of the defense decision making. From results of this analysis of AoA template for Korean acquisition environment are presented.