This thesis introduces the study on the conceptual design of a space tug that executes missions based on the Lunar Orbital Platform-Gateway. The mission for the space tug has been defined so that it can transport lunar lander/orbiter from the Gateway to low lunar orbit. Functional requirements for the tug have been derived from the mission, which were used to design its subsystems. A hybrid propulsion system, which is composed of the chemical propulsion and the electric prolusion, is considered to utilize their advantages. A design optimization problem for the space tug using the hybrid propulsion and a solution procedure to effectively solve the problem have been proposed. A comprehensive case study for design of a space tug and associated trajectories and the sensitivity analysis with respect to the change in the payload mass have been conducted.
본 학위 논문은 게이트웨이를 기반으로 임무를 수행하는 예인선의 개념 설계에 대한 연구를 소개한다. 예인선의 임무는 달 착륙선이나 궤도선을 게이트웨이에서 달 저궤도로 운송하는 것으로 정의되었다. 예인선에 대한 기능적 조건들은 그 임무를 통해 유도되고, 서브시스템 설계를 위해 활용된다. 화학 추진과 전기 추진으로 구성된 하이브리드 추진이 각 추진의 이점을 활용하기 위해 고려되었다. 하이브리드 추진을 이용한 예인선에 대한 설계 최적화 문제와 그 문제를 효율적으로 풀기 위한 해법 절차가 제안되었다. 예인선 및 관련 궤적의 설계와 페이로드 질량의 변화에 대한 민감도 분석의 포괄적인 사례 연구가 수행되었다.
