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정옥철(Okchul Jung),정대원(Deawon Chung),김은규(Eunkyou Kim),윤재철(Jaecheol Yoon),황유라(Yoola Hwang) 한국항공우주연구원 2014 항공우주기술 Vol.13 No.2
본 논문에서는 2013년 8월 22일 발사되어 정상 운영되고 있는 다목적실용위성 5호의 궤도정밀도를 기술하였다. 다목적실용위성 5호의 궤도결정을 위해 사용 가능한 다양한 GPS 자료에 대한 분석을 수행하였고, 궤도자료의 종류 및 처리방식에 따른 궤도정밀도를 비교하였다. 이중 주파수 GPS 수신기에서 제공되는 L1, L2 주파수에 대한 의사시선거리와 반송파 위상, GPS 위성의 정밀궤도력과 IGS 지상국 데이터를 이용하여 궤도결정을 수행한 결과 약 12.8cm(1)의 위치정밀도를 확인하였다. 또한, 단일 주파수 GPS 수신기 데이터를 이용할 경우의 정밀도는 약 2m로 확인되었고, 10미터 수준의 정밀도를 갖는 GPS 항행해만을 이용할 경우, 지상 궤도결정 결과는 5m 수준임을 알 수 있었다. This paper describes the orbit accuracy of KOMPSAT-5, which has been in normal operations since the launch on Aug. 22, 2013. The analysis on the various GPS related data and the different methodologies for orbit estimation are carried out and compared with each other. The accuracy of precise orbit is confirmed to be 12.8cm(1) on average using data from the in-flight dual frequency GPS receiver, GPS precise ephemeris, and IGS stations. In addition, the orbit estimation using single frequency GPS receiver provides the orbit solution around 2m level. And, the accuracy of orbit processing is 5m using on-board navigation solution, which has about 10m accuracy.
원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용한 행성간 궤적설계 기초 연구
정옥철(Okchul Jung),안상일(Sangil Ahn),정대원(Daewon Chung),김은규(Eunkyou Kim),방효충(Hyochoong Bang) 한국항공우주학회 2015 韓國航空宇宙學會誌 Vol.43 No.8
본 논문에서는 원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용하여 지구-달 또는 행성간의 궤적을 설계하고 해석하는 기법을 소개한다. 2체 문제를 조합하는 고전적인 방식 대신에 원형 제한 3체 문제에 대한 운동방정식, 궤적의 동적 특성, 평형점 주변의 리아프누프 궤도와 불변위상공간의 특성을 기술한다. 원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용했을때, 지구-달 시스템의 궤적설계 방식과 태양-목성 시스템의 경계면에서의 초기조건에 따른 궤적 특성을 수치 시뮬레이션을 통해 확인한다. 본 논문에서 제안한 원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용한 궤적설계 기법은 저추력 또는 저에너지를 이용한 달탐사 또는 행성탐사 임무 등에 활용 가능할 것이다. This paper represents a trajectory design and analysis technique which uses invariant manifolds of the circular restricted three body problem. Instead of the classical patched conic method based on 2-body problem, the equation of motion and dynamical behavior of spacecraft in the circular restricted 3-body problem are introduced, and the characteristics of Lyapunov orbits near libration points and their invariant manifolds are covered in this paper. The trajectories from/to Lyapunov orbits are numerically generated with invariant manifolds in the Earth-moon system. The trajectories in the Sun-Jupiter system are also analyzed with various initial conditions in the boundary surface. These methods can be effectively applied to interplanetary trajectory designs.
성재동,정옥철,정유연,정대원,Seong, Jaedong,Jung, Okchul,Jung, Youeyun,Chung, Daewon 한국우주과학회 2021 우주기술과 응용 Vol.1 No.2
본 논문은 2021년 5월에 수행된 국제우주쓰레기조정위원회(IADC, Inter-Agency Space Debris Coordination Committee Reentry) 재진입 테스트 캠페인의 분석 대상인 중국 창정 5B호 발사체의 재진입 시점 예측 분석 내용을 포함하고 있다. 우주물체의 재진입 예측은 물체의 크기나 무게, 자세에 대한 정확한 정보의 부재, 대기밀도의 불확실성 등으로 정확한 예측이 어렵다. 때문에 IADC에서는 재진입 캠페인을 매년 수행하여 기관별 분석기법에 대한 검증을 수행하고 있고, 한국항공우주연구원에서도 2015년부터 이에 참여하고 있다. 본 연구에서는 우주물체가 재진입하는 시점을 예측하기 위해 탄도계수 최적화 기법을 제안하였고, 이를 활용하여 분석 대상의 재진입 시점을 예측한 결과, 실제 재진입 시점과 약 73초의 차이를 보여주어 제안한 기법의 정확도를 확인하였다. This paper represents a reentry time prediction analysis of CZ-5B rocket-body in China, subject to analysis of the Inter-Agency Space Debris Coordination Committee Reentry (IADC) reentry test campaign conducted in May 2021. Predicting the reentry of space objects is difficult to accurately predict due to the lack of accurate physical information about target, and uncertainty in atmospheric density. Therefore, IADC conducts annual re-entry campaigns to verify analysis techniques by each agency, and the Korea Aerospace Research Institute has also participated in them since 2015. Ballistic coefficient estimation method proposed to predict target reentry time and the result confirmed the difference of 73 seconds, which confirms the accuracy of the proposed method.
성재동(Jaedong Seong),정옥철(Okchul Jung),정대원(Daewon Chung) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.12
본 연구에서는 다목적실용위성 2호의 폐기시점에 대비하여 국제규정, 수행사례를 분석하였고, 현재 다목적실용위성 2호에 탑재된 추진제를 이용하여 폐기기동 계획을 수립하여 국제규정을 만족하는지 여부를 확인하였다. 분석 결과 45kg의 추진제를 이용하여 위성의 근지점을 300km 낮추는 폐기기동을 수행할 경우 3.6년의 궤도수명을 가지는 것으로 나타났고, 동일한 방식을 적용하여 14.5kg 이상의 추진제를 사용하여 고도를 낮추는 경우 국제규정을 만족할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 다목적실용위성 2호의 재진입 생존률 분석을 수행하였고, 그 결과 내열성이 높은 추진제탱크나 반작용 휠의 일부가 생존하여 지상에 낙하하는 것으로 나타났으나 지상피해확률 측면의 국제규정을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. In this paper, we investigated the international guidelines and actual disposal maneuver cases to prepare KOMPSAT-2 post mission disposal. And then, disposal maneuver plan was established using current propellant of KOMPSAT-2 and verification was also performed to find out whether the international guidelines are satisfied. As a result, the lifetime of KOMPSAT-2 was 3.6 years when 45kg propellant was used to decrease perigee altitude to 300km. And if more than 14.5kg propellant consumed for same strategy, KOMPSAT-2 can satisfy the international guidelines. Finally, re-entry survivability analysis was performed and it represented that heat resistant objects, such as propellant tank and reaction wheel, could be survived but total ground casualty probability was less than international guidelines.