우주 발사체의 순간 낙하점 예측 = (The) prediction of the Instantaneous Impact Point (IIP) for Korea Space Launch Vehicle-Ⅰ

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Korea Space Launch Vehicle-Ⅰ(KSLV-Ⅰ), which has being developed to be launched at Naro Space Center in 2007, needs Launch Control System for safe launch operation. In the thesis, algorisms of Instantaneous Impact Point(IIP) of Flight Safety Information System about Launch Control System are studied and applied to Korea Sounding Rocket-Ⅲ(KSR-Ⅲ) and fictitious KSLV-Ⅰ. Numerical Integral Model, Kepler Orbit Model and Local Model are used as algorism to calculate the IIP. For the IIP of KSR-Ⅲ, Local Model is better than Kepler Orbit Model when Numerical Integral Model is used a criterion. For the IIP of the fictitious KSLV-Ⅰ, Kepler Orbit Model is better than Local Model when compared by the IIP from Numerical Integral Model. It can be concluded that Local Model is suitable to the launch vehicle flying shorter distance and lower altitude such as KSR-Ⅲ, whereas Kepler Orbit Model is profitable to the launch flying longer distance and higher altitude such as KSLV-Ⅰ.

국문 초록 (Abstract)

2007년 발사를 목표로 개발 중인 KSLV-Ⅰ은 나로 우주센터에서 발사될 예정으로, 안전한 발사운용을 위해서 발사통제시스템을 개발 중에 있다. 본 논문에서는 발사통제시스템 중 비행안전 정보시스템에서 사용될 순간 낙하점 알고리즘에 대해 연구하였고 이 알고리즘을 사용하여 KSR-Ⅲ와 가상의 KSLV-Ⅰ에 적용해 보았다. 본 논문에서 사용한 순간 낙하점 알고리즘은 수치적분 모델, 케플러 궤도 모델, 국지 모델이다. 수치적분 모델을 기준으로 하여 KSR-Ⅲ에 나머지 두 모델을 비교해 본 결과 국지 모델이 케플러 궤도 모델보다 기준값에 근접하였다. 즉 비행거리가 짧고, 비행 고도가 낮은 발사체에서는 국지 모델이 더 잘 맞는다는 것을 알 수 있었다. 또 위와 같은 방법으로 가상의 KSLV-Ⅰ에 적용해 본 결과, 비행거리가 길고 높은 고도를 비행하는 KSLV-Ⅰ에서는 케플러 궤도 모델이 국지모델 보다 기준값에 더 근접하였다. 결론적으로, KSR-Ⅲ와 같은 단거리, 저고도를 비행하는 발사체에서는 국지 모델을 사용하는 것이 적당하며, KSLV-Ⅰ과 같이 장거리, 고고도를 비행하는 경우에는 케플러 궤도 모델을 사용하는 것이 유리하다. 그러나 케플러 궤도 모델은 지표면 근처에서는 부정확하므로 두 가지 모델의 장단점을 결합하여, 실제 KSLV-Ⅰ을 발사할 경우에는 발사초기에는 국지 모델을 사용하고 어느 고도 이상에서는 케플러 궤도 모델을 사용하는 것이 더 바람직할 것이다.