논문에서는 과학기술위성 2호용으로 개발된 탑재체데이터 수신시스템(Data Receiving Equipment, DRE)을 소개하고 개발된 준비행모델(Proto Flight Model, PFM)에서의 기능 및 성능 시험 결과를 제시 한다. 탑재체데이터 수신시스템은 X 대역 수신기, 데이터 합성장치(Data Combine Equipment, DCE)와 수신 저장 컴퓨터(Receiving and Archiving Computer, RAC)로 구성되어 있다. DCE는 I&Q 신호 합성기와 ECL 신호 분배기로 구성 된다. RAC은 데이터 수신 카드(Data Receiving Card, DRC)와 소프트웨어인 ST2RAS(STSAT-2 Receiving and Archiving Software, ST2RAS)로 구성된다. X 대역 수신기를 통해서 수신된 I, Q 데이터는 DCE를 통해서 I&Q 데이터로 합성된다. 합성된 데이터는 데이터 수신 카드를 통해서 수신 저장 컴퓨터의 RAID(Redundant Array of Inexpensive Disk)에 저장되고, 이 데이터는 ST2RAS의 전처리를 통해서 위성의 상태 정보와 탑재체 정보로 분리된다. 탑재체데이터 수신시스템에 대한 기능 시험과 열진공 시험을 통해서 10-6 의 BER(Bit Error Rate) 요구사항을 만족하는 결과를 확인하였다.
과학기술위성 2호 시스템 내의 각 전자 유닛(Unit)의 상태 정보를 원격검침(Telemetry)하고 원격명령(Telecommand) 내릴 수 있는 원격검침-명령 유닛(Telemetry-Command Unit, TCU)의 시험모델(Engineering Model, EM)의 개발을 완료하고 동작시험 결과를 제시하였다. TCU는 과학기술위성 1호와는 다르게 CPU가 없이 FPGA 만으로 구현하여 소형화, 경량화 및 저 전력화를 실현하고 기술 집약화를 이루었다. 본 논문에서는 TCU의 개념 설계를 소개하고 구현결과를 제시한다.
대한항공 기술연구원은 한국과학기술원 인공위성연구센터의 과학기술위성 2호 태양전지 배열기 비행모델을 순수 국내기술로 개발하고, 그 성능을 발사환경시험, 궤도환경시험 그리고 모사 태양광 조사 시험을 통해 검증하였다. 개발된 태양전지 배열기가 탑재된 과학기술위성 2호는 국내 최초의 소형위성 발사체인 KSLV-I에 탑재되어 2010년 5월 나로우주센터에서 발사될 예정이며, 발사 후 위성 운용 데이터를 통해 저궤도에서의 개발된 국산 태양전지 배열기의 우주 인증을 수행할 예정이다. 본 연구에서는 과학기술위성 2호 태양전지 배열기의 전력 성능에 영향을 미치는 요소들을 태양전지 등가모델에 적용하여 태양전지 배열기의 전력 특성을 나타내는 전류-전압 곡선을 도출하고, 이를 모사 태양광 조사를 통한 성능 시험 결과와 비교함으로써 태양전지 등가 모델 및 전력 성능 시뮬레이션의 적합성을 검증하였다. 본 논문의 태양전지 배열기 등가 모델 및 전력 성능 시뮬레이션은 과학기술위성 2호의 관제 운용에 있어, 전 임무기간 동안 생성 전력용량에 따른 최적의 부하운용에 사용될 수 있을 것으로 예상된다.
Dual-channel Radiometers for Earth and Atmosphere Monitoring (DREAM) is the Korean first spaceborne microwave radiometer which is the main payload of Science and Technology SATellite-2 (STSAT-2). STSAT-2 will be launched by Korea Space Launch Vehicle-l (KSL V-I) at NARO Space Center in Korea in 2007. DREAM is a two-channel, total power microwave radiometer with the center frequencies of 23.8 GHz and 37 GHz. The spaceborne radiometer is composed of an antenna unit, a receiver unit, and a data acquisition/processing unit. The bandwidths of radiometer are 600 MHz at 23.8 GHz and 1000 MHz at 37 GHz. The integration time of two channels is 200 rns. The sensitivity of DREAM is less than 0.5 K. This paper presents the required performance and system design of DREAM in detail.
The microwave instruments are used many areas of the space remote sensing and space science applications. The imaging radar of synthetic aperture radar (SAR) is well known microwave radar sensor for earth surface and ocean research. Unlike radar, microwave radiometer is passive instrument and it measures the emission energy of target, i.e. brightness temperature BT, from earth surface and atmosphere. From measured BT, the geophysical data like cloud liquid water, water vapor, sea surface temperature, surface permittivity can be retrieved. In this paper, the radiometer characteristics, system configuration and principle of BT measurement are described. Also the radiometer instruments TRMM, GPM, SMOS for earth climate, and ocean salinity research are introduce. As first korean microwave payload on STSAT-2, the DREAM (Dual-channels Radiometer for Earth and Atmosphere Monitoring) is described the mission, system configuration and operation plan for life time of two years. The main issues of DREAM unlike other spaceborne radiometers, will be addressed. The calibration is the one of main issues of DREAM mission and how it contribute on the space borne radiometer. In conclusion, the radiometer instrument to space science application will be considered.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제4권2호
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pp.17-25
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2003
Simple methods are developed to predict temperatures of a satellite box during launch stage. The box is mounted on outer surface of satellite and directly exposed to space thermal environment for the time period from fairing jettison to separation. These simple methods are to solve a 1st order ordinary differential equation (ODE) which is simplified from the governing equation after applying several assumptions. The existence of analytical solution for the 1st order ODE is determined depending on treatment of time-dependent molecular heating term. Even for the case that the analytical solution is not available due to the time dependent term, the 1st order ODE can be solved by relatively simple numerical techniques. The temperature difference between two different approaches (analytical and numerical solutions) is relatively small (Jess than $1^{\circ}C$ along the time line) when they are applied to STSAT-I launch scenario. The present methods can be generally used as tools to quickly check whether a satellite box is safe against space environment during the launch stage for the case that the detailed thermal analysis is not available.
과학기술위성3호 부탑재체인 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 무게 4.25 kg의 소형영상분광기로써 지표면 및 대기과학을 연구할 목적으로 개발되었다. COMIS는 지표면, 대기, 수면으로부터 반사되는 태양 에너지를 고도 700 km에서 가시광 및 근적외선 영역(0.4 ~1.05 ${\mu}m$)에서 해상도 27 m, 관측폭 28 km, 파장 분해능 2 ~ 15 nm를 갖도록 결상 광학계와 분광 광학계로 구성된다. 먼저 지상 $27m{\times}28km$의 해당되는 지표면에서 반사된 빛은 COMIS의 결상 광학계에 의하여 상면에 위치한 $11.8{\mu}m{\times}12.1mm$의 선형 슬릿으로 맺히고, 이후 약 1.1배의 배율을 갖는 분광 광학계의 상면에 $1.4mm{\times}13.3mm$의 크기를 갖는 분광 스펙트럼 영상으로 나타난다. 이 때 부분 반사 및 산란 등에 의한 신호대잡음비(SNR, signal to noise ratio) 저하를 방지하기 위하여 렌즈 및 거울 면에 무반사 및 고반사 코팅이 적용되었고, 내부에는 미광 차단 구조물 등이 설치되었다. 미광 차단 설계의 적정성을 확인하기 위하여 미광 모델 수립과 상용 프로그램을 이용한 미광 해석을 수행하였다. 해석 결과 미광의 세기는 정상 결상 대비 무시할 정도의 값($10^{-5}$)으로 영상에는 실질적인 영향이 없음을 확인하였다.
과학기술위성3호 부탑재체인 소형영상분광기 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 400 - 1050 nm의 관측 대역에서 분광 관측을 수행하는 영상 분광기이다. COMIS는 2012년 고도 700 km의 원 궤도에서 발사 된 후 27 m의 공간분해능과 2 - 15 nm의 파장 분해능을 갖도록 설계되었다. 본 논문에서는 COMIS 비행 모델의 환경시험 수행결과를 기술한다. 발사 환경인 진동 가진에 의한 영상분광기의 광학적, 구조적인 변화 여부와 우주환경인 열.진공 상태에서의 기능 시험을 수행하여 안정성 및 신뢰성을 검증 받았다. 우주공간에서의 환경으로 일컬어지는 고진공($10^{-5}$ torr이하)과 $-30^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$의 고온 및 저온의 열적 변화 상태를 모사하는 시험에서 정상적인 기능을 보였고, 10 grms의 랜덤 진동 가진 전.후의 고유 진동수는 1% 이내의 변화량을 보였다. 환경시험 전 후로 영상분광기의 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function) 측정을 하여 광학 성능이 유지됨을 확인하였다. 환경시험을 마친 영상분광기는 현재 과학기술위성3호 본체와의 조립을 진행 중에 있으며 2012년 발사 예정에 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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