1997년 12월 다목적 실용위성 1호의 설계가 실제적으로 종료된 이후 항공우주연구원에 서는 다목적 실용위성2호에 대한 개념설계가 시작되었다. 설계의 기본 방향은 다목적 실용위성 1호 설계를 근간으로 하여 새로운 탑재체를 장착하는 것으로 설정되었으며 초기 설계 단계에서는 개략적인 탑재체에 대한 정보를 이용하여 전체 시스템의 구성에 대한 연구가 주로 이루어졌다. 본 논문에서는 예비설계의 주요 단계별로 수행하였던 기계 시스템 분야의 설계내용을 수록하였으며 향후 차세대 위성의 타당성 검토나, 예비설계 수행 시 참고가 될 수 있도록 하였다.
본 연구는 임무완성기간까지 다목적실용위성 2호기의 각 표면에 축적되는 입자오염량을 분석한 것이다. 이를 위하여 위성체의 조립 및 시험 기간 및 환경조건을 가정하였다. 본문에서 보여지는바와 같이 다목적실용위성2호의 조립 및 시험이 잘 관리되어지는 조건에서 수행된다면, 위성체의 각 표면에 축적되는 입자 오염량은 적정한 수준내로 관리 될 수 있다. 10,000 class의 발사장 환경을 기준으로 할때, AIT와 발사장에서의 조립 및 시험으로 인해 MSC 및 STA의 내구경에는 500PPM, 외부 표면에는 20000PPM, 위성체의 수평면에는 14000PPM, 수직면에는 1400PPM, radiator에는 1000PPM 및 solar array에는 300PPM의 입자오염량이 축적될 것으로 예상된다.
2006년에 발사된 다목적실용위성 2호는 다목적실용위성 1호에 비해 공간해상도가 43.5배나 향상되어 영상의 활용도가 높아졌다. 이에 위성영상 상용화 지원을 위하여 다목적실용위성 사용자 지원팀(KOCUST; KOMPSAT Customer & User Support Team)을 구성하여 상용화 운영 절차를 정립하고 각 절차에 상응하는 업무를 정의하고 위상영상 상용화 지원시스템을 구축하였다. 현재 영상운영지원팀에서 다양한 수요자에 맞게 지속적으로 위성영상 상용화 지원시스템을 구축 및 개발하고 있다. 본 연구에서는 현재까지 개발된 상용 수요자에 맞는 지원시스템의 구성 및 기능과 이와 관련된 운영업무를 기술하고 향후 개발방향을 논의해보고자 한다.
인공위성 시스템은 기존의 임베디드 시스템과 달리 우주환경에서도 예측가능하며 견고히 수행되어야 하며, 또한 위성의 오류가 발생하게 되면 어떠한 환경에서도 위성의 생존을 위하여 자동적인 오류 검출. 오류 제거, contingency state로 위성을 재구성하는 과정이 반드시 필요로 한다. 이러한 모든 과정을 On-Board Fault Management라 하며, 본 논문에서는 다목적실용위성 2호의 On-Board Fault Management 구조와 오류 검출방식, 위성을 safing시키는 과정과 테스트 결과에 대해서 설명한다.
인공위성의 개발과정에서 비행모델을 만들기 전 EM (Engineering Model) 들로 구성하는 Electrical Test Bed (ETB) 를 개발하여 위성의 하니스를 포함함 각 서브시스템 전장품들의 성능을 점검하게 되고, ETB 시험기간 동안 발생된 문제점 들은 비행모델 설계와 제작에 반영하게 된다. 다목적실용위성 2호에 대한 ETB를 개발하여 각종 위성 전장품에 대한 성능과 부분품들간의 인터페이스 신호들의 점검을 성공적으로 완료하였으며, 시험기간 동안 발생된 각종 문제점들은 비행모델 설계와 제작에 이미 반영하였다. 본 논문에서는 다목적실용위성 2호 비행모델에 대한 시험을 위하여 각 서브시스템 즉, 원격측 정명령계, 전력계, 자세제어계의 전장품과 탑재소프트웨어 그리고 각종 시뮬레이터들의 구성과 전기/전자적인 기능시험을 위한 시험항목 및 방법에 대해 고찰하고자 한다.
본 연구에서는 다목적실용위성 2호의 폐기시점에 대비하여 국제규정, 수행사례를 분석하였고, 현재 다목적실용위성 2호에 탑재된 추진제를 이용하여 폐기기동 계획을 수립하여 국제규정을 만족하는지 여부를 확인하였다. 분석 결과 45kg의 추진제를 이용하여 위성의 근지점을 300km 낮추는 폐기기동을 수행할 경우 3.6년의 궤도수명을 가지는 것으로 나타났고, 동일한 방식을 적용하여 14.5kg 이상의 추진제를 사용하여 고도를 낮추는 경우 국제규정을 만족할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 다목적실용위성 2호의 재진입 생존률 분석을 수행하였고, 그 결과 내열성이 높은 추진제탱크나 반작용 휠의 일부가 생존하여 지상에 낙하하는 것으로 나타났으나 지상피해확률 측면의 국제규정을 충분히 만족하는 것으로 나타났다.
다목적실용위성 3호는 고해상도 0.7m 흑백영상을 촬영할 수 있는 PAN 카메라와 2.8m 다중파장대의 칼라 영상을 수집할 수 있는 멀티스펙터럴 카메라를 탑재하고 있다. 이를 통하여 취득한 위성영상은 국토관리, 농업, 환경, 해양감시 및 GIS등의 광범위한 분야에 활용될 예정이다. 다목적실용위성3호의 15km의 관측폭을 가지는 영상을 생성하기 위해, 각 detector의 양 끝단의 20 pixel을 제외하고 24,020 픽셀로 구성된다. 이러한 크기의 CCD를 하나의 CCD로 구성하는 것은 매우 어렵기 때문에 다목적실용위성 3호는 12,080 픽셀로 구성된 두 detector로 구성되며, 따라서 두 detector의 기하학적 특성이 각기 다른 특징을 가지게 된다. 본 연구에서는 다목적실용위성3호의 한 밴드내의 기하학적 특성을 분석하기 위한 시뮬레이션 영상의 생성과정을 서술하고자 한다.
지난 4월 25일 종합과학기술심의회에서 국책사업으로 "다목적 실용위성 개발사업"의 기본계획, 개발체계, 정부부처간 역할분담 등 세부계획이 심의.의결을 거쳐 확정되었다. 이 사업은 오는 97년까지 정부지원 1천4백15억원 민간출연 2백35억원을 포함 총 1천6백50억원을 투입하여 해양탐사.환경관측.과학실험 등에 활용할 수 있는 지구저궤도용 다목적 실용위성을 개발 발사하는 것을 목표로 추진되고 있다. 다목적 실용위성 개발사업은 추진 체계 및 일정이 최종 확정됨에 따라 항공우주연구소를 사업총괄 주관기관으로 오는 9월부터 본격적으로 착수될 전망이다. 인공위성연구센터가 우리별 1호와 2호를 성공적으로 발사하여 우리나라 위성분야의 새로운 장을 열어 놓은데 이어 다목적 실용위성 개발사업이 구체화 됨에 따라 사업의 총괄 주관기관으로 선정된 항공우주연구소를 탐방하여 홍재학소장과 대담을 통하여 구체적인 사업추진 계획과 전망을 조명함은 물론 우주 첨단과학 기술의 산실인 항공우주연구소의 활동상황과 앞으로의 포부를 들어 보았다.
다목적실용위성 1호가 발사 된지 20년이 넘었으며, 지금까지 총 5기의 다목적실용위성을 성공적으로 발사하였다. 그 동안 다목적실용위성은 각종 주제도 제작을 비롯하여 국토 변화, 환경분석, 해양모니터링 등 다양한 분야에서 활용되어 왔으며 많은 연구자들이 다목적설용위성 영상자료를 처리, 분석 및 활용하기 위한 연구를 진행해 왔다. 국가 우주개발계획에 따라 다목적실용위성 시리즈는 국가 차원의 위성영상 수요 충족을 위하여 지속적으로 개발될 예정이다. 위성 개발의 궁극적인 목적이 획득된 영상의 활용에 있다면 개발되는 위성을 효과적으로 활용하기 위한 체계적인 연구가 뒤따라야 할 것이다. 본 특별호에서는 최근 수행된 다목적실용위성 영상 활용 연구에 대해서 소개하고자 한다.
위성체와 발사체 사이에는 임무설계접속, 기계접속, 전기접속, 환경접속 등 다양한 접속이 존재한다. 본 논문은 2004년 1월 수행된 발사체 전기접속 시험을 통하여 검증한 다목적 실용위성 2호와 ROCKOT 발사체간 전기접속과 발사장에서의 위성체, 발사체, 지상지원 장비 및 임무통제센터를 포함한 주변 지원시설간 접속을 기술하였다. 본 시험의 목적은 KIA(KOMPSAT-2 Interface Assembly)를 포함한 발사체 TMS(Telemetry Measure ment System)와 다목적실용위성 2호 사이의 호환성을 검증하고 LV TMS와 위성체 LSTS (Launch Support & Test Set)의 하드웨어 및 소프트웨어의 정확한 동작을 검증하는 것이다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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