초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 소형 전기추력기를 이용한 큐브위성 자세제어기법에 대한 기초연구를 수행하고자 한다. 큐브위성의 운용궤도, 크기에 따라 필요한 큐브위성 자세제어용 소형 전기추력기 요구사항을 조사하고, 이를 반영하여 소형 전기추력기의 모델링을 한다. 연구를 통해 확보한 전기추력기 모델을 이용하여 큐브위성의 자세제어기법을 설계하고, 그 성능을 개선하는 것을 최종 연구목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 1차년도에서는 다음과 같은 연구결과를 얻었다. 첫째, 국내외에서 개발중이거나 개발된 전기추

□ 연구개요
본 연구에서는 소형 전기추력기를 이용한 큐브위성 자세제어기법에 대한 기초연구를 수행하고자 한다. 큐브위성의 운용궤도, 크기에 따라 필요한 큐브위성 자세제어용 소형 전기추력기 요구사항을 조사하고, 이를 반영하여 소형 전기추력기의 모델링을 한다. 연구를 통해 확보한 전기추력기 모델을 이용하여 큐브위성의 자세제어기법을 설계하고, 그 성능을 개선하는 것을 최종 연구목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 1차년도에서는 다음과 같은 연구결과를 얻었다. 첫째, 국내외에서 개발중이거나 개발된 전기추력기의 사양에 대한 조사를 수행하였다. 둘째, 고전제어기법을 이용하여 자세제어기법을 설계하였다. 외란이 없는 이상적인 환경에서 쿼터니언으로 표현되는 위성의 자세제어를 고전제어기법을 이용하여 원하는 자세값을 가지도록 설계하였다.
본 연구의 2차년도에서는 저궤도 큐브위성에 미치는 외란에 대해서 조사하였으며, 위성의 초기 안정화를 위한 디텀블링 제어기를 설계하였다. 저궤도 큐브위성에 영향을 주는 외란은 중력 구배, 태양 봉사압, 지구 대기, 지구 자기장 등이 있으며, 디텀블링은 지구 자기장을 이용한 B-dot 제어기를 설계하여 수행하였다.
본 연구의 3차년도에서는 큐브위성 자세제어에 적합한 추력 크기를 가지는 전기추력기 종류를 결정하고, 효율적인 자세제어를 위한 전기추력기의 배치 형상에 대한 연구를 수행하였다. 2U 큐브위성의 자세제어에 용이한 크기와 추력 크기를 갖는 전자기추력기가 효율적이라고 판단하였으며, 적은 에너지로 최소시간에 원하는 자세로 제어가 되도록 4개의 전기추력기 배치 형상을 결정하였다. 수치 시뮬레이션을 통해서 본 연구에서 수행한 결과의 성능을 검증하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구를 통하여 향후 다양한 크기의 큐브위성 운용에 있어 필요한 전기추력기를 이용한 자세제어기술을 확보할 수 있다. 또한 우리나라는 현재 군 정찰위성을 개발하고 있으며, 다수의 정찰위성을 운용하는 것을 목표로 하고 있기 때문에 전기추력기를 이용한 정찰위성의 자세제어 및 궤도제어에 적용가능하다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 필요성 ... 4
• 1.2 연구개발의 목적 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 전기추력기 개요 ... 5
• 2.2 저궤도 위성에 영향을 주는 외란 ... 6
• 2.3 위성 자세동역학 및 자세제어법칙 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 3.1 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 24