• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권12호
• /
• pp.1027-1035
• /
• 2021

본 논문에서는 한반도 주변의 미세먼지 관측 임무를 위한 3U 큐브위성인 MIMAN 설계안을 제시하였다. MIMAN의 주요 임무 목표는 높은 공간 해상도로 한반도 주변의 미세먼지를 관측하는 것이다. 이를 통해 천리안위성 2B호 데이터에서 구름을 제거할 수 있는 보조 자료를 제공하는 것이 최종 목표이다. 본 연구에서는 임무를 정의하고 임무 요구조건 및 제한 조건을 도출하였다. 운용 개념을 정의하였으며, 안정적인 운용을 위해 통신 안정성을 고려하였다. 위성에 문제가 생겼을 경우, 이를 지상에서 해결할 수 있도록 모든 운용 모드에서 UHF 통신이 가능하도록 설계하였다. 임무와 운용 개념 설계 결과를 바탕으로 시스템 설계안을 도출하였다. 시스템 요구조건을 만족시킬 수 있는 시스템 설계안 및 인터페이스를 제시하였다. 시스템 인터페이스의 경우 각 하드웨어의 데이터 특성을 고려하여 설계하였다. 시스템 버짓 분석을 수행하였으며, 이를 통해 시스템 안정성을 확인하였다.

• 우주기술과 응용
• /
• 제2권2호
• /
• pp.104-120
• /
• 2022

도요샛(Small Scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment, SNIPE)의 과학임무는 전리권 상층부 소규모 플라즈마 구조의 공간적 시간적 변화를 관찰하는 것이다. 이를 위해 4개의 6U 큐브위성(10 kg)이 고도 약 500 km 극궤도로 발사될 예정이며, 상호 위성 간 거리는 편대 비행 알고리즘에 의해 수 10 km에서 수 1,000 km 이상으로 제어된다. 운영 초기에는 4기의 위성이 같은 궤도 평면에 위치하는 종대비행을 하다가 경도상에서 나란히 배치되는 횡대비행으로 전환하여 4기의 서로 다른 지점에서 공간적인 변화를 관측하게 된다. 도요샛에는 입자 검출기, 랑뮈어 탐침, 자력계로 구성된 우주날씨 관측 장비가 각 위성에 탑재된다. 모든 관측기는 10 Hz 이상의 높은 시간 분해능을 가지며 큐브위성에 최적화 설계되었다. 이 외에도 이리디듐 통신 모듈은 지자기 폭풍이 발생할 때 작동 모드를 변경하기 위한 명령을 업로드할 수 있는 기회를 제공한다. 도요샛은 극 지역 플라즈마 밀도 급상승, 필드 정렬 전류, 고에너지 전자의 국소 영역 침투, 적도 및 중위도 플라즈마 거품의 발생 및 시공간적 진화에 대한 관찰을 수행할 예정이며, 이를 통해 태양풍이 우주날씨에 어떠한 영향을 미치는지 탐구하게 된다. 도요샛은 2023년 상반기 러시아 소유즈-2에 의해 카자흐스탄 바이코누르에서 발사될 예정이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제50권6호
• /
• pp.435-444
• /
• 2022

본 연구는 우주 쓰레기를 제거하기 위한 청소 위성(Space debris removal satellite)의 우주 그물(Space-net)을 이용한 우주 쓰레기의 포획 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 포획 시뮬레이션은 비선형 구조 동역학 해석 코드인 ABAQUS를 이용하여 수행하였다. 정사각형(1 m × 1 m)의 우주 그물 및 30 kg 질량의 정육면체(0.3 m × 0.3 m × 0.3 m) 형상인 우주 쓰레기를 기본 모델로 설계하였다. 기본 모델에 기반하여 포획 과정을 이해하고 포획 성공 또는 실패에 대한 기준을 정립하기 위하여 ABAQUS를 이용한 포획 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 우주 그물의 다양한 설계 조건을 고려하여 포획 시뮬레이션을 수행하였으며, 우주 쓰레기를 성공적으로 포획하기 위한 우주 그물의 주요 설계 인자를 확인하였다.

• 우주기술과 응용
• /
• 제2권2호
• /
• pp.81-103
• /
• 2022

본 논문에서는 근지구 우주환경을 관측하기 위해 국내 최초로 4기가 편대비행으로 운용되는 6U 초소형위성 SNIPE(국문명 도요샛; small scale magnetospheric and Ionospheric plasma experiment )의 본체(BUS) 설계 내용과 개발 과정에 대해 기술하였다. SNIPE는 지구 주위 우주환경을 입체적으로 관측하기 위해 4기가 편대비행을 수행하며, 전리권에서 우주 플라즈마 밀도 및 온도, 그리고 태양 자기장과 전자파 등의 시간적 변화를 동시에 관측한다. 임무 기간은 최소 6개월 이상으로 신뢰성을 높이기 위해 시험인증모델(EQM)과 비행모델(flight model, FM)으로 나누어 개발하였다. 현재 총 4기의 비행모델의 개발을 완료하고 우주환경시험을 모두 마친 SNIPE는 2023년 발사 예정이다. 본 논문에서는 발사를 앞둔 SNIPE 위성 본체의 설계 내용과 개발 과정을 소개하며, 향후 국내에서도 본격적인 임무 수행을 위한 6U급 초소형위성 개발에 유용한 참고 자료가 되기를 기대한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.172-180
• /
• 2016

극초소형 위성으로 분류되는 큐브위성의 경우, 저가/단기간 개발목표 충족을 위해 일반적으로 진동 및 열 환경 규격을 만족하는 상용부품을 선정하여 제작하고 최소한의 검증시험을 통해 발사 및 궤도 운용을 실시한다. 하지만 제한된 회수로 지상에서 실시된 환경시험만으로 장시간에 걸친 궤도상 열진공과 같은 물리적 부하 환경에 노출된 임무보드의 신뢰성을 보장할 수 없다. 본 논문에서는 현재 자동차 분야에서 탑재 전자기기 신뢰도 예측에 폭넓게 활용중인 신뢰성 수명예측 상용도구인 Sherlock을 적용하여 큐브위성용으로 제작된 전자보드를 대상으로 발사 및 궤도환경에서의 고장 메커니즘 별 수명예측 및 임무기간동안의 신뢰도를 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제50권2호
• /
• pp.137-146
• /
• 2022

선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)는 선박의 정보를 자동으로 송수신하는 장치로 선박에 탑재된다. 연안 인근 선박의 AIS 정보는 지상에서 수신 가능하지만, 50해리 이상의 먼 해상으로 나가게 되면 지상과 통신이 두절되는 한계점을 가진다. 이를 해결하기 위해 AIS 수신기를 탑재한 AIS 위성을 통하여 먼 해상의 선박 정보를 지상으로 전송할 수 있다. 국내에서는 아직 AIS 위성 개발 사례가 없으며, 국내 다수의 선사는 해외의 AIS 서비스를 이용하고 있다. PNUSAT-1은 부산대학교에서 개발 중인 1U+ 큐브위성으로, 선박 모니터링을 위해 AIS 수신기를 탑재하여 선박 정보를 지상으로 전달하는 임무를 수행한다. PNUSAT-1은 임무 데이터가 텍스트 형태로 큰 용량의 데이터를 전송하지 않으므로 이에 부합하는 통신 장비, 저정밀 센서 및 구동기를 선택하였다. 본 논문에서 PNUSAT-1의 시스템 예비 설계를 수행하였으며, 임무 수행을 위한 요구사항, 운용 시나리오 및 모드 설계, 하드웨어 및 소프트웨어 선정 그리고 각 서브시스템의 예비설계를 수행하였다.