CubeSat "STEP Cube Lab." - 한국항공우주연구원장상 수상

STEP Cube Lab. Overview

‘큐브위성(CubeSat)’은 표준화된 사이즈인 1U을 기본으로 가로∙세로∙높이가 각각 10cm 크기의 정육면체 형상을 한 1.33kg 이하의 극초소형 위성이다. 일반 상용위성과 비교하여 저렴한 개발비, 짧은 개발기간 등의 장점으로 전 세계의 대학 및 연구소, 우주산업 분야에서 교육, 과학 실험, 우주기술의 궤도검증 및 지구관측 등의 용도로 현재 활발하게 개발 및 발사가 이루어지고 있다.

 

‘STEP Cube Lab.’(Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project)은 조선대학교 항공우주공학과 본 우주기술융합연구실에서 개발된 1U 크기의 큐브위성의 명칭이다. STEP Cube Lab.의 주요 임무는 5가지 우주 핵심기술의 궤도검증을 수행하는 것이다. 이 프로젝트를 통해 논문 연구로만 그친 국내 산∙학∙연의 미래우주 핵심기술을 이 큐브위성에 탑재하여 궤도 검증을 하는 임무를 수행한다.

 

임무를 수행하기 위해 기존 연구된 기술로는 상 변화 물질(PCM), 가변 방사율 라디에이터를 선정했으며, 자체 개발 탑재체인 무충격 구속분리장치, MEMS 기반 고체 추력기, 집광형 태양전력 시스템(CPV System)의 설계/제작 및 시험을 수행하였다.

STEP Cube Lab.은 현재 최종 FM(비행모델) 개발완료 단계에 있으며, 오는 2016년 상반기(미정)에 미국 Space X사의 Falcon 9 로켓에 탑재되어 발사될 예정이다.

 

발사 후 1년간 궤도상에서 5개의 주요 개발 탑재체인 무충격 구속분리장치, 상 변화 열 제어기, 가변 방사율 라디에이터, 집광형 태양전력 시스템, MEMS 기반 고체 추력기에 대해 궤도상에서 검증 시험을 하고 획득된 데이터를 연구팀에서 자체 운영하는 지상국에 전송, 데이터의 분석을 통해 임무의 성공 여부를 판단하게 된다. 이를 통해 검증된 기술은 향후 국내 상용 위성 기술에 적용하는 등 국내 우주 기반 기술 구축에 이바지할 것으로 기대된다.

STEP Cube Lab. FM (Flight Model) Configuration
STEP Cube Lab. System Specifications

STEP Cube Lab. Mission Objectives

STEP Cube Lab.은 다음과 같은 임무 목적을 지니고 있다.

  1. 해외에선 활발하게 연구 진행 중이거나 궤도상에서 검증시험이 수행된 우주핵심기술에 대한 국내 기술적 지적 기반을 구축

  2. 국내 산학연에서 기 수행되었으나 논문 연구실적으로만 그친 우주핵심기술을 발굴하고 탑재를 위한 지상시험 계획을 수립, 그리고 이를 구현하기 위한 위성의 설계/제작/시험/발사/궤도 및 지상운용에 이르는 위성 시스템 전반의 기술을 습득

  3. 본 위성에 탑재 예정인 탑재체에 대해 궤도상 검증을 위한 시스템 구성 및 검증항목을 산학연과 협의하고, 궤도상 획득 데이터를 제공하며 이를 통해 학계간 교류 및 미래 우주핵심 원천기술로의 발전을 위한 지적 기반을 구축

 

상기의 임무 목적에 따라 선정된 총 5가지의 탑재체 중, 구속분리장치(Holding & Release Mechanism), MEMS 추력기 모듈(MEMS Thruster Module) 그리고 집광형 태양전력시스템(Concentrating Photovoltaic System)는 STEP Cube Lab. 팀이 자체 개발하였고, 가변방사율 라디에이터(Variable Emittance Radiator)와 상변화물질(Phase Change Material)은 산학연에서 개발 및 제공받았다.

서브시스템의 경우, 전체 개발일정 및 기술수준을 고려하여 OBC(탑재 컴퓨터), 통신계, 전력계 보드 및 UHF 안테나 등의 하드웨어에 대한 해외 도입 및 공동 개발을 수행하였다.

STEP Cube Lab. Business Promotion System
STEP Cube Lab. System Architecture

STEP Cube Lab. Developments

STEP Cube Lab.은 2013년 상반기에 개발이 시작되었으며, 프로젝트 시작 당시 STEP Cube Lab. 개발팀이 위성개발 경험이 전무하여 개발과정에서 많은 시행착오를 거쳤음에도 불구하고 2015년 현재 최종 비행모델의 개발이 거의 마무리 단계에 이르는 성과에 이르렀다.

Detailed Configuration of STEP Cube Lab. FM(Flight Model)
Board Level Function Test
Sub-assembly Level Function Test
STEP Cube Lab. FM Integration
STEP Cube Lab. FM Launch Vibration Test
STEP Cube Lab. FM Thermal Vacuum Test
STEP Cube Lab. FM Far-Field Test
광주광역시 동구 필문대로 309 조선대학교 항공우주공학과 우주기술융합연구실
 
Tel: 062-230-7183, Fax: 062-230-7186, E-mail : ohu129@chosun.ac.kr
  • facebook-square
  • Twitter Square
  • Google Square

MADE BY MJ.LEE