저추력을 이용한 지구-화성 천이 에너지 및 연료 최적 궤도 설계

• 저자정보: 남윤호 (KAIST), 이인구 (KAIST), 이동헌 (KAIST)
• 저널정보: 한국항공우주학회 2024년도 추계학술대회
• 발행연도: 2024.11

1. 서론
   정부에서 광복 100주년 기념 2045년 화성 착륙을 발표하였는데, 지구와 화성의 회합주기를 고려하면 2045년 화성 착륙을 비효율 적일 수 있으나, 저추력 추진 시스템과 적절한 추진 방향을 이용하면 현실적인 방안으로 만들 수 있다.
   
2. 본론
   정부가 목표로 하는 2045년 8월 15일은 지구와 화성이 멀리 위치해 있기에 델타v가 상대적으로 크며, 그나마 제일 적은 델타v는 2044년 5월 4일 가속으로 4.4km.s가 필요한데 이는 현실적인 수치인 ~3.3km/s와는 거리가 멀다. 따라서 이를 해결하기 위해, 2-이펄스(순간 추력)이 아닌 저추력 천이 궤적을 설계하여야 한다.

전체 궤도선의 무게를 3000kg, 저추력 엔진의 비추력을 3000s로 가정하였다.

3. 결론
   이걸 막 복잡한 방법을 써서 방정식을 세우고 풀고 좌표계를 바꾸고 해서 나온 델타v1과 Tmax 값을 바꿔가며 하니 결론적으로 저추력 2N으로도 순간추력 없이 화성에 도달할 수 있다고 한다.