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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 유창경
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수56
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심우주 탐사를 위해 미국에서는 Solar sail형 우주 탐사체를 제안하여 태양으로부터 날아오는 태양 광자의 복사압을 이용하여 추진하는 우주 추진체 개념을 도입하였다. 기존에 사용하던 연료 기반의 우주 탐사체와 달리 Solar sail기반의 우주 탐사체는 연료를 요구하지 않으며 추력은 연료 기반과 비교하여 작지만 태양 광자로 추력이 계속되어 마찰이 없는 우주 상태에서 상당한 속도를 낼 수 있다. Solar sail형 기반의 우주 탐사체 중 블레이드 전개 개념의 헬리오자이로(Heliogyro)가 2015년도에 미국 NASA에 의해 제안 되었다. 이는 블레이드의 피치 각도를 조절함으로서 복사압을 발생시키고 동시에 형상을 유지하면서 자세를 제어하는 운항제어 기술이 핵심 개발요소가 된다.
본 논문에서는 Solar sail 시스템의 심우주 탐사체인 헬리오자이로의 운항제어 기술을 연구하여 블레이드 구동에 따른 헬리오자이로의 운동을 모의할 수 있다. 헬리오자이로의 6-자유도 운동 방정식을 정립하여 헬리오자이로의 운동을 기술 할 수 있도록 하고 시뮬레이션을 통해 헬리오자이로의 가속 및 회전 능력을 검증하였다. 가시화 시뮬레이션 프로그램을 구성하여 헬리오자이로 운동의 시각화를 가능하게 하였다. 방향 제어 기술을 연구하여 헬리오자이로를 원하는 방향으로 이동 및 회전이 가능하도록 하였다. 기존의 측 추력 기동을 변형하여 새로운 측 추력 발생 기동을 제안하여 기존 기동보다 효율적인 기동을 하도록 하였다.
본 논문에서는 Solar sail 시스템의 심우주 탐사체인 헬리오자이로의 운항제어 기술을 연구하여 블레이드 구동에 따른 헬리오자이로의 운동을 모의할 수 있다. 헬리오자이로의 6-자유도 운동 방정식을 정립하여 헬리오자이로의 운동을 기술 할 수 있도록 하고 시뮬레이션을 통해 헬리오자이로의 가속 및 회전 능력을 검증하였다. 가시화 시뮬레이션 프로그램을 구성하여 헬리오자이로 운동의 시각화를 가능하게 하였다. 방향 제어 기술을 연구하여 헬리오자이로를 원하는 방향으로 이동 및 회전이 가능하도록 하였다. 기존의 측 추력 기동을 변형하여 새로운 측 추력 발생 기동을 제안하여 기존 기동보다 효율적인 기동을 하도록 하였다.
목차
1. 서론 11.1. 연구 배경 11.2. 연구 목표 및 진행 방향 21.2.1 연구 목표 21.2.2 연구 진행 방향 21.3. 논문의 구성 32. 좌표계 및 좌표변환 행렬 정의 42.1. 관성 좌표계 (I-frame) 42.2. 동체 좌표계 (b-frame) 42.3. 블레이드 좌표계 (i-frame) 52.4. 좌표 변환 행렬 63. 6-자유도 운동 방정식 구성 및 시뮬레이션 103.1. Solar sail 시스템 103.1. 6-자유도 운동 방정식 구성 113.2. 시뮬레이션 구성 및 결과 124. 방향 제어 기술 164.1. 3가지 기동 정의 164.2. 3가지 기동 특징 174.3. 측 추력 발생 기법 제안 255. 결론 326. 참고문헌 33
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