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박귀종,문봉곤,박성준,박영식,이대희,이창희,나자경,정웅섭,표정현,이덕행,남욱원,이승우,양순철,한원용,Park, Kwi-Jong,Moon, Bong-Kon,Park, Sung-Jun,Park, Young-Sik,Lee, Dae-Hee,Ree, Chang-Hee,Nah, Jak-Young,Jeong, Woog-Seob,Pyo, Jeong-Hyun,Lee, Du 한국광학회 2011 한국광학회지 Vol.22 No.6
한국천문연구원이 개발한 다목적적외선영상시스템(Multi-purpose IR Imaging System, MIRIS)은 과학기술위성 3호(STSAT-3)의 주탑재체이다. 지구관측카메라(Earth Observation Camera, EOC)는 MIRIS를 구성하는 두 개의 적외선 카메라 중에 하나로, 지구의 $3{\sim}5{\mu}m$ 파장대의 적외선을 관측하기 위한 카메라이다. EOC의 광학계는 카세그레인 방식으로써 구경이 100 mm이고, 주경과 부경은 모두 비구면 반사경이다. EOC 주경의 플렉서는 링 타입으로써 발사환경에서 주경이 겪을 수 있는 충격과 진동을 견디도록 예압을 가하며 주경을 지지한다. 이는 마치 리테이너로 렌즈를 지지하는 것과 같은 메커니즘으로 주경을 지지하기 위한 시도이다. 광기계 해석을 통해 EOC 주경이 효과적으로 지지되고 있음을 확인했다. MIRIS(Multi-purpose Infra-Red Imaging System) is the main payload of the STSAT-3(Korea Science and Technology Satellite. 3), which is being developed by KASI(Korea Astronomy & Space Institute). EOC(Earth Observation Camera), which is one of two infrared cameras in MIRIS, is the camera for observing infrared rays from the Earth in the range of $3{\sim}5{\mu}m$. The optical system of the EOC is a Cassegrain prescription with aspheric primary and secondary mirrors, and its aperture is 100mm. A ring type flexure supports the EOC primary mirror with pre-loading in order to withstand expected load due to the shock and vibration from the launcher. Here we attempt to use the same mechanism by which a retainer supports the lens. Through opto-mechanical analysis it was confirmed that the EOC primary mirror is effectively supported.
다양한 천정각에서 자중에 의한 마젤란 부경의 표면 정밀도
박귀종,김영수,안기범,천무영,장정균,박병곤,육인수,경재만 한국우주과학회 2009 한국우주과학회보 Vol.18 No.2
카네기 천문대에서 주도하여 개발 중인 구경 25.4m GMT 망원경 사업에 한국도 공식적으로 참여하였다. 현재 한국천문연구원은 GMT(Giant Magellan Telescope)부경부를 국내에서 개발하고자 이와 관련된 연구를 진행하고 있다. GMT 부경은 직경 1.06m 오목거울 7장이 모여 전체 직경 3.2m인 타원면을 형성하고 초점비는 F/0.7이다. GMT 부경개발 선행 연구과제로 카네기 천문대에서 개발되어 현재 운용중인 구경 6.5m 마젤란 망원경의 부경을 선택하였는데, 이는 마젤란 부경의 형상과 직경, 부경시스템 운영방식이 GMT 와 유사하기 때문이다. 천체관측 망원경에서 거울면의 변형에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 거울의 자중이다. 거울의 직경이 커지면 자중이 증가하게 되어 거울면의 처짐이 커지게 된다. 이를 극복하고자 다양한 거울 support들이 개발되었다. 그중에서 counterweight lever 시스템 같은 부양(float) 시스템은 자중의 영향을 보상해 줌으로써 그것에 의한 거울의 변형을 최소화하는 역할을 하는데, GMT 부경 개발에 근간이 되는 마젤란 부경 또한 부양 시스템을 도입하였다. 마젤란 부경의 부양시스템은 counterweight lever 시스템과 유사한 진공 시스템을 도입하였다. 마젤란 부경의 support는 axial 방향으로 거울을 지지하는 axial support와 lateral 방향으로 거울을 지지하는 lateral support가 있는데, 이중에서 axial support가 진공시스템으로 구성된다. Lateral 방향의 지지는 경량화된 거울의 hole 안에 3개의 판스프링을 삽입하여 단지 거울과 판스링의 강성에 의해서만 이루어진다. 이 논문에서는 망원경이 작동을 할 때 즉, 천정각(zenith angle)이 변할 때 axial support와 lateral support의 조합(combination)에 의해 지지되는 마젤란 부경의 표면 정밀도 RMS 값을 비교하였다.
Performance Analysis for Mirrors of 30 cm Cryogenic Space Infrared Telescope
박귀종,문봉곤,이대희,정웅섭,ukwonnam,박영식,표정현,한원용 한국우주과학회 2012 Journal of Astronomy and Space Sciences Vol.29 No.3
We have designed a 30 cm cryogenic space infrared telescope for astronomical observation. The telescope is designed to observe in the wavelength range of 0.5~2.1 μm, when it is cooled down to 77 K. The result of the preliminary design of the support structure and support method of the mirror of a 30 cm cryogenic space infrared telescope is shown in this paper. As a Cassegrain prescription, the optical system of a 30 cm cryogenic space infrared telescope has a focal ratio of f/3.1 with a 300 mm primary mirror (M-1) and 113 mm secondary mirror (M-2). The material of the whole structure including mirrors is aluminum alloy (Al6061-T6). Flexures that can withstand random vibration were designed, and it was validated through opto-mechanical analysis that both primary and secondary mirrors, which are assembled in the support structure, meet the requirement of root mean square wavefront error <λ/8 for all gravity direction. Additionally, when the M-1 and flexures are assembled by bolts, the effect of thermal stress occurring from a stainless steel bolt when cooled and bolt torque on the M-1 was analyzed.
Giant Magellan Telescope Fast Steering Mirror Prototype의 반사경 Cell 초기설계 및 해석
박귀종,김영수,조명규,김호상,고주헌,장정균,박병곤,경재만,천무영 한국우주과학회 2011 한국우주과학회보 Vol.20 No.1
한국천문연구원은 Giant Magellan Telescope Fast Steering Mirror prototype을 개발 중이고, 반사경 제작과 tip-tilt 시스템 제작을 목표로 하고 있다. 반사경은 직경이 1.06m, 두께가 약 140mm, 질량이 약 100kg인 meniscus 타입인 비축 비구면 반사경이다. Tip-tilt 시스템은 바람에 의한 반사경의 진동과 망원경의 tracking jitter를 보정하기 위한 장치로써 tip-tilt 각도가 ±20″ 범위 내에서 약 30Hz로 작동하는 시스템이다. 반사경 cell은 반사경 뒷면에 조립되어 반사경 cell 내부에 주입되는 진공과 함께 반사경의 무게를 지지하고, tip-tilt 시스템을 작동시키는 액츄에이터가 장착되는 base structure 역할을 한다. 이 논문에서는 반사경 cell의 초기설계와 반사경 cell에 발생할 수 있는 하중조건에 따른 응력과 변위, 반사경 cell의 두께에 따른 고유진동수를 해석한 결과들에 대해 논한다.
김영수,박귀종,고주헌,장정균,양호순,김호상,이경돈,안효성,Cho, Myung,경재만,박병곤,천무영,윤양노 한국우주과학회 2011 한국우주과학회보 Vol.20 No.1
한국천문연구원은 Giant Magellan Telescope (GMT)의 부경 중의 하나인 Fast Steering Mirror (FSM)의 시험모델을 개발 중이다. 구경 1.06m의 비축 비구면 반사경을 시험제작하기 위하여 경량화 설계를 하였고 실제 가공 준비를 하고 있다. 반사경의 tip-tilt 제어를 위해서는 mathmatical model을 작성하고 실제 test-bed를 제작하였다. 이 논문에서는 FSM 시험모델의 개발 현황에 대해 논한다.