Lab. Seminar Fall 2015

dayfour

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박성용 – A Study on the “Gyroless Satellite” Attitude and Angular Rate Determination with Star Tracker and Reaction Wheel

김영욱 – Attitude Control of Quadcopter using GAFC

김종명 – Optimal Attitude Estimation Using Measurement Covariance Based on UKF

오승렬 – Orbit Determination Using Lambert Problem Based on Newton-Raphson Method

윤형철 – A FFT – Based Technique

김다빈 – Real-Time On-Board Orbit Determination Using Kalman Filter

양유영 – Build a ARM Development Environment Based on Ubuntu

CONTROLA Seminar – Day Three(July 30, 2015)

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박성용 – Kalman Filtering for Spacecraft Attitude Determination

김영욱 – Attitude Control of CMG-based Spacecraft using Global Approximation-Free Control

김종명 – Reliable Attitude Estimation by Extended Kalman Filter Using Norm Analysis of Sensors

오승렬 – Optimal Orbit Determination Based on Lambert Problem

윤형철 – Modelling and Control of Quadcopters

김다빈 – Two impulsive Rendezvous Maneuvers of Spacecraft in Relative Motion

양유영 – Accurate Attitude System Development Using 3-Axis Magnetometer, Accelerometer, and Gyroscope

CONTROLA Seminar – Day Two(April 4, 2015)

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박성용 – Kalman Filtering for Spacecraft Attitude Determination

김영욱 – Spacecraft Attitude Control Using Quarternion Feedback Laws

김종명 – GPS/INS Based Navigation Using Kalman Filter

오승렬 – Web-Based Ground Control System for Can-Satellite Operation

정병현 – Real-Time Communication Using Zigbee

김다빈 – WebGL based Real-Time Can-Satellite Attitude Demonstration

양유영 – Can-Satellite Command and the Data Processing System

 

Space Debris

우주 쓰레기(Space debris, Space junk)는 우주에서 이동하는 활용되지 않는 모든 인공 물체를 말한다. ‘우주 쓰레기’에는 수명이 다 되었거나 사고 및 고장으로 기능이 정지된 인공위성부터 위성 발사에 사용된 로켓의 본체와 부품, 다단 로켓의 분리로 생긴 파편, 파편끼리의 충돌로 생긴 작은파편, 더 나아가 우주 비행사가 떨어트린 공구와 장갑, 부품까지 포함된다.(천연 암석과 광물, 금속으로 구성된 우주 먼지는 유성 물질로 따로 구별하고 있다.)

 

1957년 10월 4일, 소련이 스푸트니크 1호를 발사한 이후 세계 각국에는 4,000여회가 넘는 발사가 이루어지면서 몇 배에 달하는 파편이 발생했다. 많은 파편들이 대기권에 진입하여 불타 사라졌지만, 2014년을 기준으로 지름 10cm를 넘는 것은 2만 3000개 이상으로 추산하고 있으며, 지름 1cm를 넘는 것을 모두 합하면 50 ~ 60만 개가 넘는다는 분석이 있다. 속도는 지구 중력에 의해 떨어지지 않고, 궤도 밖으로 벗어나지 않는 초속 7.9km ~ 11.2km 사이를 유지한다. 이것은 우주에서 페인트 조각 하나가 지구에서 250kg의 물체가 시속 100km로 충돌하는 것과 맞먹는 충격을 갖고있다는 것을 의미한다.

 

vangdebris

 

우주 쓰레기는 지속적으로 늘어 왔지만, 최근 몇 년 사이에 우주 쓰레기의숫자가 급격하게 증가하였다. 이는 지난 2007년 1월에 있었던 중국의 위성 평윈-1C에 대한 우주 요격 실험과 2009년 2월에 발생한 미국의 위성 이리듐-33과 러시아의 위성 코스모스-2251의 충돌 때문이다. 이 외에도 매우 작은 파편과의 충돌은 빈번하게 보고 되고 있다고한다. 이렇듯 우주 쓰레기는 우주상에서 작동되고 있는 인공위성이나 유인 우주선, 국제 우주 정거장에 큰 위협요소로 작용하기 때문에 국제적 문제가 되고 있는 상황이다.

 

이리듐-33과 코스모스-2251 위성의 충돌. <출처: www.agi.com>

 

이러한 우주 쓰레기들이 우주탐사환경에 큰 방해물로 떠오르면서 자국 위성의 보호 및 충돌 방지를 위하여 국제사회가 상호 공조하는 노력이 시작되고 있다. 이 뿐 아니라 각국은 우주 쓰레기를 처리하기 위해 다양한 방법들을 연구하고 있다. 레이저 빔을 발사하여 쓰레기의 일부를 훼손시키면서 궤도를 바뀌게하는 레이저 빗자루(Laser broom) 방법, 인공위성에 부착되어 지구 자기장과 상호작용해 인공위성 스스로 지구 대기권으로 향하게 하는 전자기 밧줄(Electromagnetic tether) 방법, 두 대의 우주선이 그물을 펼쳐 쓰레기를 모으는 방법 등 다양한 방법들이 나오고 있다. 하지만 비용문제 등의 이유로 아직까지 이렇다 할 해결책이 제시되지 못하고 있는게 현실이다.

 

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1978년 미국 항공우주국(NASA) 소속 과학자 도널드 J. 케슬러 박사가 제시한 최악의 시나리오가 있다. 케슬러 증후군(Kessler Syndrome), 또는 케슬러 효과(Kessler effect)라고 불리는 이 시나리오의 내용에 따르면, 지구 저궤도의 물체 밀도가 어느 수준을 넘으면 물체들 사이에 충돌이 일어나게 되고, 이로 인해 발생하게 된 우주 쓰레기 때문에 밀도가 또 높아져 충돌 가능성이 계속 높아지게 된다. 그 결과 궤도상의 우주쓰레기들로 인해 우주 탐사가 불가능해지고, 심지어 오랜 세월 동안 인공위성을 사용할 수 없게 될 것이라는 내용이다. 마땅한 해결책이 나오지 않는다면 다음 세대의 우주 산업은 우주 쓰레기가 미치지 못하는 상공 600km 이하의 소형 위성으로 제한될 수 있다. 이렇게 되면 ‘지구에 스스로를 가둔 인류’라는, 뜻하지 않은 디스토피아를 맞이할 것이다.

 

The Space Debris Story 2013

 

 

참고자료.
네이버 캐스트 ‘우주 쓰레기’ http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=116&contents_id=6119
위키피디아 ‘우주 쓰레기’ http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9A%B0%EC%A3%BC_%EC%93%B0%EB%A0%88%EA%B8%B0
엔하위키 미러 ‘우주 쓰레기’ https://mirror.enha.kr/wiki/%EC%9A%B0%EC%A3%BC%EC%93%B0%EB%A0%88%EA%B8%B0