우주용 열 제어 시스템

  위성 열 제어 시스템에서 라디에이터는 광학 물성 특성을 이용한 방열을 수행하여 주요 임무 탑재장비의 허용 온도 범위를 유지하는 역할을 한다. 하지만 저온 환경에서의 지속적인 방열은 탑재체의 허용 온도범위를 만족시키기 위해 히터에 의한 추가적인 열 제어가 요구된다.

 

  이를 해결하기 위해 개발된 가변 방사율 라디에이터는 기존의 고정 방사율 라디에이터와 달리 저온 조건에서는 낮은 방사율로 가변되어 추가적인 히터 열 제어에 의한 전력 소모 최소화가 가능하며, 고온 조건에서는 고정 방사율 라디에이터와 같은 높은 방사율로 가변하여 효율적인 열 제어가 가능하다. 하지만 기존의 루버 및 셔터 타입 가변 방사율 라디에이터는 변경된 방사율을 유지하기 위해 지속적인 전력 소모가 요구되었고 발사환경에서 기계적 구동부가 취약점을 가지고 있었다.

 

  이러한 단점을 극복하기 위해 본 연구실에서는 전기장의 방향에 따라 대전되는 비드를 구동하여 방사율을 가변하는 MEMS 기반 대전 입자형 가변 방사율 라디에이터를 제안하였다. 대전된 입자는 전극에 유도되어 전극과 비드 상호간에 생성된 인력으로 고정되어 추가적인 전력의 공급 없이도 장시간동안 변경된 방사율을 유지할 수 있기 때문에 지속적인 전력 소모 감소가 가능한 장점을 갖는다. 현재 MEMS 기반 대전 입자형 가변 방사율 라디에이터를 제작하여 대전입자의 구동 특성 시험과 입자의 위치에 따른 열 제어 실험을 수행 중에 있다.

 

[가변방사율라디에이터 형상]

[가변방사율라디에이터 위성 탑재 형상]

[가변방사율라디에이터 효율 그래프]

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