해외초소형위성 platform 개발사례 및회사소개

2020. 7. 3

발표: 이성호

드림스페이스월드㈜

드림스페이스월드㈜

해외 초소형위성 Platform 개발 사례및 회사소개

드림스페이스월드㈜ DSW-1제5회초소형위성워크샵

목 차

1. 초소형위성 크기 분류 및 특징

2. CNES 초소형화 정책(프랑스)

3. 초소형위성용 6U–27U OMSR 버스 플랫폼개발( 미국)

4. 날씨관측 초소형위성 (MISTiC Winds) 소개

5. 회사 소개


초소형위성크기 분류 및 특징

6U, 12U, 27U구조 중심의 초소형 인공위성은 고성능, 복잡성의 감소화, 통합시험 비용의 최소화를 지향

최근 혁신적 기술발전으로 10kg급 초소형 위성급이 고성능 , 저비용으로 달 탐사, 화성 탐사 가능.

(MarCO-A/B @NASA's InSight Mars lander mission)

(초소형인공위성크기분류)


CNES 초소형화 정책( 프랑스)

최근프랑스국립우주연구소에서 성능과비용이라는두 가지측면에서의균형모색

비용측면은위성개발의초기아이디어에서임무수명까지위성의운용, 데이터처리및 분배를포함하는전 위성개발시스템을포함

크기를줄이고성능을개선하는방법으로 COTS 기술의사용과새로운개발공정을채택하는방향으로추진

수요자와공급자의관계에서좀더긴밀한협력자로전환하는데기여

CNES에서진행하는많은 초소형인공위성을이용한 LEO나달 탐사 임무에대한 개념을적용할가능성확인

우주연구소의초소형인공위성산업을주도하기위한 도전적인목표

초소형인공위성응용 프로그램의출현을 지원하기 위한 R&D 프로젝트

CNES 구조적변화추진진행

ANGELS (Argos Neo on a Generic Economical and Light Satellite)는 CNES가결정한최초의 NANOSAT 플랫폼

2016년우주기업 NEXEYA가 12U급초소형인공위성시험모듈과지상국을개발

탈레스알레니아스페이스사와 Syrlink사에의해서개발되고있는탑재체


CNES 초소형위성용플랫폼

초소형인공위성 플랫폼을 구현하는 팀들에게 다양한 새로운 도전

Class 3 등급아래는별도의규격이없으므로특정한 PA기준을ANGELS 시험모듈을위해정의

단기개발임무기간 (수명 2년), 도전적인개발기간 (30개월), 타당한임무(유용성)

공정의단순화 뿐만아니라크기, 무게, 전력그리고비용의최소화를목표

초소형위성 Platform 설계는COTS[15] 부품을이용한개발을포함하는것은물론 COTS 장비의사용도요구

PCDU 개발

소형화는큰도전이었고데이터처리, 메모리, 그리고RF 용량을만족시킬수있는매우간결한COTS 부품을사용하도록

부품사용의우선권은기존장비에서사용한이력이있는부품들, COTS 소프트웨어드라이버나 FPGA IP 들의재사용

(CNES 초소형위성용 12U급플랫폼)


초소형위성용 6U–27U OMSR 버스플랫폼개발( 미국)

미국에서 진행하고 있는 NASA와 상업임무를 위한 CubeSat 6U –27U OMSR

(OPEN, MODULAR, SCALABLE, AND RECONFIGURABLE CUBESAT BUS) Bus시스템

SIL(Space Information Laboratories)에서추진

OMSR 초소형위성버스는반복에의한발생비용과개발시간을감소시키면서기능성, 신뢰성, 효율성을

개선하기위한표준내구성을가지는초소형위성솔루션을제공

외부주문요청에독립되고적층형서브시스템모듈들로구성

모듈들은재설계비용이불필요한독립적으로설계, 시험및검증을가지는체계

개별모듈들은주문형으로설계될수있으며, 또한 COTS 부품들을이용

모듈들은내부전력및데이터 backplane 시스템을통하여삽입되고내부적으로네트워킹

OMSR 버스는많은보호특성들을제공하며진보되고확장된임무를위한최신의초소형위성기술을사용


초소형위성용 6U–27U OMSR 버스 플랫폼 구성도

(BUS 조립도)(내부모듈사진)


OMSR 버스 플랫폼 구성도 주요 특징

Modular, scalable, and adaptable 버스는긴수명과진보된초소형위성임무수행

주문형이나 COTS 기반서브시스템적용

모듈내부의 EMI/RFI 챔버를이용한개선된보호기능과향상된신뢰성제공

확장가능한추력모듈은분산된Aperture system 과 station keeping, 자세기동등을지원

RWA과별센서를이용한고정밀자세결정및지향성능(0.003deg) 보유

고성능 BMS를가진고용량리튬폴리머배터리는대전력초소형위성운용가능

강화된방사선보호기능으로긴수명임무수행

P-POD, CSD 전개장치플랫폼과호환성


날씨관측초소형위성군집형(MISTiC Winds)

초소형 고 해상도, 광역, 열 방출 분광장비 기반의 날씨예측 위성

가장 큰 특징은놀랍도록작은 크기, 경량, 최소형 냉각시스템에 대한 요구들이 27U급초소형위성구현

혁신적인개발은 State –of-the art 센서 기술을 이용하여수행

BAE 시스템에서개발 하고, 탑재체의무게는 15kg급

(좌: 기존 관측장비, 우 : MISTiC 장비)

초소형위성 6U(15kg급) 으로 구현된 MISTiC 가 GEO hyper spectral so

under와 비교시 무게는 20배, 전력은 10배가 감소

3종류의 3D wind 방법에 따른 무게, 전력 등 크기 비교


초소형위성 MISTiC 개발 특성

탑재체가 300kg소형급이 15kg급으로 개발이 가능한 이유

1. 첨단화된 기상 관측능력은 가장 효율적인 분광기 설계에 의해 가능하였으며 지난 10 년간 수행해온 NASA의 개발팀이

축척한 경험과 통찰력의 산물.

2. 우주임무를 위한 전력요구는 진보된 FPA기술에 의하여 최소화 되었고, 기존에는 냉각문제가 특별히 요구되지 않았으며

현재 이 기술은 우주환경에서 적합성이 시험

3. 효율적인 설계, 주의 깊은 요구사항 선택, 앞선 기술의 조합이 MISTiC 장비가 최소화 되고 위성용으로 적합하게 구현될

수 있도록 한 것.

4. 경험들과 새로운 혁신기술들이 융합되어 미래의 다양한 탑재체 개발에 적용되어 위성시스템의 초소형화를 가속화 구현


결론 : 초소형위성용개발 방향

IOT와 ST기반중심의 첨단기술을 기반으로축소지향(Down sizing)형 우주개발

기술을 추구하면서가속화되고 있음.

1990년대소형위성의모토인 Smaller, Cheaper, and Better 실현 중

선진우주국가들이 IOT 분야를포함하여 다양한분야로 군집비행중심의 위성인프라

구축을 매우 적극적으로추진

정부기관중심으로 6U, 12U ,27U급 초소형 위성의 표준화 개발을 적극적으로 추진

하고 기업에서는표준화를 활용한상용화와산업화를 수행.


드림스페이스월드소개 및 제품

소형위성 기술 기반 초소형인공위성 모듈개발전문기업

국내정부출연연구소(항공우주연구원, 한국천문연구원) FM급모듈납품 및 해외판매협의

제품화 완성 모듈: ASS, MTQR, STS, OBC, Solar Panel 등

Analog Sun sensorStar sensor

6U Solar panel

OBC

Magnetorquer


1. 초소형위성부품국산화사업

• 국산화모듈의 SNIPE 위성을 통한우주검증

• 해외판매를 통한 수출 추진및 진행중

2. 초소형위성용자세제어시스템 중심개발및판매

• ASS(태양센서)

• MTQR(자기토커)

• STS(별센서)

• OBC( 컴퓨터보드)

• 태양전지패널 ( 0.5U, 1U, 2U,3U, 6U급 등)

회사소개 향후 계획

해외초소형위성 platform 개발사례 및회사소개

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