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태양돛 기술 동향
Status of the Solar Sail Technologies 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.42 no.6, 2014년, pp.495 - 504  

조형순 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  김학인 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  이수용 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  노진호 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)

초록
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태양돛은 태양 광자들의 운동량 변화를 이용하여 추력을 얻는 우주선이다. 매우 작지만 연속적인 가속도를 얻을 수 있어 태양돛은 다양한 임무를 수행할 수 있다. 효과적인 임무개발을 위해서는 태양돛의 형상, 돛의 재료 그리고 전개 장치에 따른 구조/재료적 특성뿐만 아니라 위성의 임무 궤적에 따른 자세제어 방법들을 고려해야 한다. 본 논문에서는 태양돛의 기술발전, 태양돛 제작에 필요한 소요기술 그리고 태양돛을 이용한 향후 개발가능한 위성 임무에 대하여 살펴보고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Solar sail spacecrafts can gain propulsion using the momentum change through reflecting the photon packets of energy from the Sun. The sail slowly but continuously accelerates to accomplish a wide-range of potential missions. To develop the potential mission of the solar sail, the configuration, the...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 우주구조물에 적용되었던 전개형 붐 구조물의 자료조사를 통하여 축하중 지수 (μc) 그리고 굽힘 지수 (μb)를 비교하였다(Figs. 9 and 10).
  • 폴리 이미드(polyimide) 필름으로 돛을 제작하였다. 태양 전지판을 돛에 삽입하여 자체 동력원을 생성하고, 태양복사압의 난반사와 정반사를 조절하여 자세제어를 수행한다. IKAROS는 1.

대상 데이터

  • ATK와 L’Garde에서 각각 개발된 20 m × 20 m 사각형상의 태양돛은 NASA의 Glenn Research Center의 진공실에서 전개 시험이 수행되었다(Fig. 1).
  • 비교된 대상 구조물은 원통형 형상의 콜랩서블붐, 트러스 형태의 코일러블 붐 그리고 탄성 기억 복합재료를 이용한 붐 구조물 들을 비교하였다. 축하중 및 굽힘 지수 결과를 살펴보면, TriLock GS2가 가장 좋은 결과를 얻은 것을 확인할 수 있다.
  • 5 kg의 끝단 질량의 회전력에 의하여 전개가 되었다. 폴리 이미드(polyimide) 필름으로 돛을 제작하였다. 태양 전지판을 돛에 삽입하여 자체 동력원을 생성하고, 태양복사압의 난반사와 정반사를 조절하여 자세제어를 수행한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양돛 필름에 사용가능한 캡톤, 마일라, 그리고 렉산의 특징은 무엇인가? Table 2는 태양돛 필름에 사용가능한 캡톤 (kapton), 마일라(mylar) 그리고 렉산(lexan)의 기계적 물성치를 보여주고 있다. 캡톤은 폴리이미드 필름이며 열-기계적 특성이 우수하여, - 269 ∼ 400 ℃ 온도의 범위에서 사용가능하고 UV에 강하다. 마일라는 PET 필름으로 UV에 약하여 내구성을 위해 필름 표면에 코팅 처리를 해야 한다. 하지만 두께가 얇게 제작이 가능하며 강도/강성이 좋은 장점이 있다. 렉산은 폴리카보네이트(polycarbonate) 필름으로 낮은 면적 밀도를 가지고 내구성도 좋다. 하지만 긁힘에 약하고 표면 코팅이 어렵고 강도가 약하다는 단점이 있다[1].
태양돛이란 무엇인가? 태양돛은 태양 광자들의 운동량 변화를 이용하여 추력을 얻는 우주선이다. 매우 작지만 연속적인 가속도를 얻을 수 있어 태양돛은 다양한 임무를 수행할 수 있다.
특성가속도의 정의는 무엇인가? 태양돛의 성능 및 개발 가능한 임무를 평가할때 대표적으로 사용되는 지표는 특성가속도 (characteristic acceleration)이다. 특성가속도는 태양으로부터 1AU 떨어진 거리에서 태양돛이 태양복사압으로부터 받는 가속도로 정의 된다. 이상적인 태양돛은 9.
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참고문헌 (35)

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  31. V. Lappas, S. Pellegrino, H. Guenat, M. Straubel, H. Steyn, V. Kostopoulos, E. Sarris, O. Takinalp, S. Wokes, A. Bonnema, "Deorbitsail : De-orbiting of Satellites Using Solar Sails", 2nd International Conference on Space Technology, 1-3, 2011 

  32. Deorbit-Sail; http://www.deorbitsail.com 

  33. V. Lappas, N. Adeli, L. Visagie, J. Fernandez, T. Theodorou, W. Steyn, M. Perren, "CubeSail : A Low Cost CubeSat Based Solar Sail Demonstration Mission", Advances in Space Research, 48 1890-1901, 2011 

  34. L. Johnson, M. Whorton, A. Heaton, R. Pinson, G. Laue, C. Adams, "Nanosail-D : A Solar Sail Demonstration Mission", Acta Astronautica, 68 571-575, 2010 

  35. Surrey Space Center; http://www.surrey.ac.uk/ssc/ 

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