Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

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Critical Design of MIMAN CubeSat for Aerosol Monitoring Mission

미세먼지 관측 임무를 위한 MIMAN 큐브위성 상세 설계

  • Received : 2021.09.16
  • Accepted : 2021.11.26
  • Published : 2021.12.01
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Abstract

We presents a design of 3U cubesat MIMAN (Monochrome imaging for monitoring aerosol by nano-satellite) for aerosol monitoring mission with high spatial resolution. The main objective of MIMAN mission is to take images of aerosols around Korea and to provide auxiliary data for GK 2B cloud masking. For this mission, we derived mission requirements and constraints for the MIMAN mission. We designed the mission architecture and concept of operations. To reduce risk factors in space operation, we considered the safety of the communication. In every operation modes, UHF communication is available so that the cubesat can operate based on the ground commands. So, we can handle every problem at the ground station during mission operations. Based on the mission and concept of operations, we confirmed that the system design satisfied the system requirements. We designed the system interface considering data flow of each hardware, and evaluated the safety of the system with system budget analysis.

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.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 과학기술정보통신부 주최, 한국항공우주연구원 주관의 2019 큐브위성 경연대회에서 지원하는 과학임무형 MIMAN 큐브위성 개발 및 운영과제의 일환으로 수행되었음.

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