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초소형 위성 군집 시스템 구축을 위한 민간항공기 기반 공중발사체 임무설계
심주현(Juhyen Sim),박주원(Juwon Park),홍용기(Yonggi Hong),이광원(Kwangwon Lee),신진영(Jinyoung Shin),박재필(Jaephil Park),이승현(Seunghyeun Lee),손택준(Taekjoon Son) 한국추진공학회 2022 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.5
최근 민간 우주개발 사업이 활성화되면서 민간 우주개발 분야 중 하나인, 초소형 위성 군집 시스템을 활용한 인공위성 정보서비스 분야도 많은 시도가 이루어 지고 있다. 이에 따라 초소형 위성 군집 시스템의 요구사항을 충족할 수 있는 공중발사 서비스에 대한 관심도 늘어나고 있는 상황이다. 초소형 위성 군집 시스템 설계를 통해 공중발사 서비스 임무목표를 설정하고, 이에 대한 임무설계를 수행하였다. 2단형 공중 발사체를 활용하여 3톤급 액체엔진을 1단에 9기, 2단에 1기를 각각 장착하여, 고도 약 10km 높이에서 초기 상승각 30° 조건에서 공중발사체를 통한 임무 수행 가능성을 시뮬레이션을 통해 검토하였다. Recently, as the many kind of private space project has been activated, many attempts are being made in the field of satellite information service using a microsatellite clustered system. Accordingly, air-launched services that can meet the requirements of microsatellite clustered systems. Through the microsatellite cluster system design, the air launch service mission goal was set and performed. Using a two-stages air launch vehicle with nine 3-ton liquid engines in the 1st stage and one in the 2nd stage, the possibility of mission performance was simulated at an initial elevation angle of 30° at an altitude of about 10 km.
소형발사체 상단 액체엔진 종류에 따른 임무설계 비교연구
박주원(Juwon Park),심주현(Juhyen Sim),홍용기(Yonggi Hong),손택준(Taekjoon Son),정진택(Jintaeg Jung) 한국추진공학회 2022 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.5
본 논문에서는 무게 500 kg 급 위성을 고도 500 km의 태양동기궤도(SSO)에 투입할 수 있는 소형발사체 임무설계를 수행하였다. 발사체는 한국형발사체(누리호)의 2단 엔진(75 ton)을 1단으로 사용하고 2단은 임무 목표를 달성할 수 있도록 3 ton급 액체엔진을 선정하였다. 새로운 2단 엔진 선정을 위해 추진제와 엔진 사이클의 장단점을 각각 분석하고 추진제와 엔진 사이클 간 최적의 조합을 찾아 최종 두 종류의 엔진을 선정하였다. 또한 선정된 두 종류의 엔진에 따른 소형발사체의 Staging 및 임무설계를 수행하였다. 끝으로 설계된 임무가 현실적으로 타당한지 확인하기 위해 발사체 임무설계 및 분석 프로그램인 ASTOS를 사용하여 그 타당성을 확인 및 비교분석하였다. This paper carried out a mission design of a small launch vehicle that can put a 500 kg satellite into a sun-synchronous orbit(SSO) at an altitude of 500 km. The launch vehicle uses the Korea space launch vehicle(Nuri) second stage engine(75 ton class) in first stage, and a 3 ton class liquid rocket engine in second stage to achieve mission goals. During the new second stage engine selection process, the pros and cons of the each propellants and the engine cycles were analyzed and two types of engine were finally selected. Also, the staging and mission design was carried out according to the selected two types of engines. Finally, the results were verified and compared using ASTOS, a launch vehicle mission design and analysis program, to ensure that the mission design were realistically valid.
3톤급 고성능 상단 엔진 활용한 소형발사체 체계 개념설계
박주원(Juwon Park),배진효(Jinhyo Bae),심주현(Juhyen Sim),이숙(Sook Lee),홍용기(Yonggi Hong),손택준(Taekjoon Son),길기남(Ginam Gil) 한국추진공학회 2023 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.11
본 논문은 500 kg 급 소형위성을 고도 500 km의 태양동기궤도에 투입하는 것을 목표로 하는 지상발사 소형발사체 체계에 대한 개념설계 결과를 소개한다. 발사장은 나로우주센터의 제1발사장 또는 향후 정부 지원으로 구축될 우주산업 클러스터의 민간발사장을 활용하는 것으로 설정하였고, 발사체 1단 엔진에는 한국형발사체(KSLV-II) 2단에 사용된 75톤 엔진을 사용하고, 2단 엔진에는 과기부의 소형발사체 개발역량지원사업을 통해 개발하는 고성능 3톤급 메탄 엔진을 사용하는 것으로 설정하였다. 설계 과정에는 체계공학(System engineering) 기법을 적용하여, 운용개념 분석에서부터 요구사항 분석, 발사체 Staging 설계 및 형상설계(Sizing 및 Layout 설계), 그리고 임무분석까지의 연구를 수행하였다. This paper introduces the result of the conceptual design of a ground-launched small launch vehicle system aimed at inserting a 500 kg small satellite into a sun-synchronous orbit at an altitude of 500 km. The launch site is set to use the first launch site of the Naro Space Center or a public launch site in the space industry cluster to be built with government support in the future, and the first stage engine is set to use a 75 tonf engine used in the second stage of the Korean Space Launch Vehicle-II, and the second stage engine is set to use a high performance 3 tonf class methane engine developed through the Small Launch Vehicle Development Capability Support Project of the Ministry of Science and ICT. System engineering techniques were applied to the design process, from concept of operations analysis to requirements analysis, launch vehicle staging design and configuration design(Sizing and Layout design), and mission analysis.