태양돛을 탑재한 초소형 위성 CNUSAIL-1의 궤도변화 분석 = Analysis for Orbit Change of Solar Sail Testing Cube Satellite CNUSAIL-1

국문 초록 (Abstract)

태양돛은 태양 복사압을 이용하여 추진력을 얻는 추진체이며 다른 우주비행체와 달리 연료 없이 연속적으로 가속이 가능하다. 본 논문에서는 저궤도의 3U 큐브위성에서 전개된 태양돛의 수직축이 태양지향 또는 위성의 속도방향을 지향 할 경우의 큐브위성의 수명과 궤도 변화를 분석하였다. 먼저 태양돛 면적에 따른 임무수명을 분석하고 최적의 면적을 선정 하였다. 이를 통해 J2 섭동력과 자세 변화에 따른 태양 복사압 및 대기항력에 의한 궤도 운동 모델 알고리즘을 구현하였다. 또한 이를 토대로 태양지향모드와 궤도 재진입 모드에 대한 궤도 변화 시뮬레이션을 수행하고 이를 분석하였다. 위성수명은 태양지향 모드 모드의 경우 270일, 궤도 재진입 모드의 경우 120일로 확인되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Solar sails propel using solar radiation pressure that they can provide continuous accelerations without any chemical propellant. This paper describes the orbital variation for the cubesat in low Earth orbit when its normal axis to sail plane faces the Sun or parallel to the satellite velocity vector. First, the lifetime by changing sail area is analyzed and optimal area is determined. Algorithms for orbit dynamics considers J2 perturbation, solar radiation pressure, and aerodynamic drag. Based on this, the orbital variation is simulated for Sun-pointing and de-orbit mode. The lifetime is expected to be 270 days in Sun-pointing mode and 120 days in de-orbit mode.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. 궤도 운동 모델
• 3. 태양돛 운용 임무 시나리오
• 4. 수치 시뮬레이션
• 4. 결론
• 참고문헌