신규사업 소개

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 ‘큐브위성의 궤도상 유닛 분리에 관한 연구’ 는 한국연구재단의 우주기술개발사업의 일환으로 진행되고 있다. 우리과 한재흥 교수님 연구실 주관으로 수행하는 과제이며, 2018년 7월부터 3년간 수행되는 기초연구로, 예산 규모는 3년간 총 3억원이다.

 

Figure 1 유닛 분리형 큐브위성의 구조 개념 형상[1]

 

 최근 세계의 항공우주산업분야에서는 저비용/고효율로 미래 우주과학분야의 기술 실증을 위한 목적으로 초소형위성/큐브위성(CubeSat)을 활용한 진행되고 있으며, 초소형위성 자체의 성능을 높이기 위한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 미국 NASA, 유럽의 ESA 등 해외 유수 항공우주연구기관에서도 심우주 관측임무에 초소형위성을 활용하는 등 저비용 우주탐사를 실현하기 위하여 지속적으로 초소형위성/큐브위성 관련기술에 대한 연구 및 개발이 진행되는 추세이다.

 특히, 저비용 초소형위성의 군사적 활용을 위해 초소형 위성용 안테나 기술이나 지구/심우주 관측을 위한 광학 탑재체와 관련된 연구 개발이 진행되고 있다. 대부분의 관측목적의 임무장비의 경우, 빛/전파의 반사를 위한 반사판의 크기가 커질수록, 광학계의 초점거리가 길어질수록 성능에 이득이 있다. 이에 발사비용 절감과 임무성능 향상을 위하여 대형화/경량화된 구조의 필요성이 강조되고 있으며, 이러한 요구조건을 만족시키기 위해 전개형 구조 개념이 적용된다.

 하지만 현재 큐브위성 구조 플랫폼은 작은 체적으로 인한 한계 때문에 임무 장비간 거리가 필요한 경우 전개형 구조물을 통해 장비 사출 및 거리유지를 시키는데 한계가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 여러 대의 초소형위성간 도킹을 통한 대형 반사판 제작, 군집 비행을 통한 분리형 망원경 구현 등 다양한 개념이 연구되고 있으나, 이들은 고도의 정확도를 요구하는 기술들이 추가적으로 필요하다는 문제점이 있다. 이에 본 과제에서는 각 유닛이 기계적으로 연결되어 상대위치 유지에 있어서 보다 높은 안정성을 확보하고, 기계적/전기적 연결을 통해 각 유닛을 별개의 모듈로 활용하여 전개형 구조물의 수납공간에 있어서 높은 이득을 얻을 수 있는 궤도상 분리/전개가 가능한 큐브위성 구조를 새로이 제안하고자 한다.

 

Figure 2 유닛 분리형 큐브위성의 활용 예시[2]

 

 본 연구과제의 수행내용을 바탕으로 궤도상 유닛간 분리/전개가 가능한 큐브위성 구조가 실현된다면, 현재 초소형위성이 체적상 가지는 많은 한계점들을 극복할 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 임무 장비간 거리가 필수적으로 확보되어야 하는 우주 임무들에도 큐브위성을 적극 활용할 수 있도록 하여, 우주개발 및 활용 비용을 대폭 절감 할 수 있을 것이라 기대된다.

 

*참고문헌

[1] Sebastien, D. Preliminary study of a deployable CubeSat, Master Thesis, University of Liege, Belgium

[2] Eileen, R. “Deployable Antenna for CubeSat Final Design Review”

 

편집         김용호[kyh1477@kaist.ac.kr]