본 연구는 계류(줄)된 위성 시스템의 고유진동수를 조사하여 안정성과 운용 신뢰성을 향상시키고자 하였다. 계류(줄)된 위성 시스템은 우주 임무에 대해 많은 장점을 제공하지만, 강체 운동과 줄(계류체) 변형의 상호작용으로 인해 본질적으로 복잡한 동역학을 나타낸다. 강체 동역학을 분석하기 위해 덤벨(dumbbell) 모델을 사용하였으며, 궤도 및 진동(자유각) 운동의 고유진동수는 고유값(eigenvalue) 분석을 통해 결정하였다. 또한 계류(줄) 변형은 절대 결절 좌표 구성(absolute nodal coordinate formulation, ANCF)에 기반한 시뮬레이션과 장력이 걸린 보(tensioned beam) 모델을 통해 검토하였고, 이를 통해 횡방향 및 종방향 주파수에 대한 해석적 및 계산적 평가를 모두 가능하게 하였다. 그 결과, 궤도 각속도와 진동(자유각) 주파수는 계류(줄) 길이, 궤도 반경, 위성 질량과 같은 시스템 파라미터에 대해 높은 민감도를 보였다. 더 나아가 계류(줄)의 횡방향 및 종방향 고유진동수는 서로 구별되는 의존성을 가지며, 이는 계류(줄)된 위성 시스템의 설계 및 제어에 중요한 통찰을 제공한다. 본 연구는 결합 동역학에 대한 이해의 공백을 연결하며, 고유진동수 계산을 위한 체계적인 프레임워크를 제공함으로써 우주 임무에서의 실제 구현을 뒷받침한다.

본 연구는 우주 잔해 포획을 위해 설계된 유연한 텐더를 갖는 전기역학적 텐더(EDT) 시스템의 동적 반응과 진동(리브레이션, libration) 각 제어에 초점을 맞춘다. 절대 절점좌표(ANCF) 정식을 활용하여, EDT 시스템의 복잡한 거동, 특히 텐더 변형과 전기역학적 힘의 영향을 정확히 포착할 수 있는 포괄적인 3차원 모델을 개발한다. 해석 결과, EDT 시스템의 거동은 우주 공간에서의 지구 자기장의 영향을 크게 받는 것으로 나타났으며, 시스템에서 발생하는 전류는 텐더의 길이와 직경에 따라 달라—성능 최적화의 핵심 변수이다. 또한 본 연구는 잔해 포획 과정에서 유도되는 리브레이션 각을 제어하기 위해 on–off 스위치 제어를 사용하는 것이 가능한지 검토한다. 그 결과는 EDT 시스템이 다양한 잔해 질량과 속도에 걸쳐 리브레이션 각을 효과적으로 안정화할 수 있음을 보여주며, 이는 우주 잔해 제거 임무의 효율성과 재사용성을 향상시킬 잠재력을 시사한다. 본 연구는 EDT 시스템에서의 유연 텐더 동역학에 대한 이해를 증진하고, 지속가능한 우주 운용에서의 적용에 대한 통찰을 제공한다.