과학기술위성 2호는 국내에서 최초로 개발되는 소형위성발사체(KSLV-1)에 의하여 국내 발사장(나로 우주센터)에서 발사될 위성이다. 2002년 개발을 시작하여 엔지니어링모델(EM), 준비행모델(PFM), 비행모델(FM)을 개발 완료하였다. 위성의 기능을 점검하기 위해 종합적인 전기/전자 기능시험과 우주환경시험, 발사환경시험을 수행한다. 본 논문은 성공적으로 수행한 과학기술위성 2호 준비행모델의 우주환경시험과 발사환경시험에 대한 분석과 그 결과를 보고한다.
과학기술위성 2호 시스템 내의 각 전자 유닛(Unit)의 상태 정보를 원격검침(Telemetry)하고 원격명령(Telecommand) 내릴 수 있는 원격검침-명령 유닛(Telemetry-Command Unit, TCU)의 시험모델(Engineering Model, EM)의 개발을 완료하고 동작시험 결과를 제시하였다. TCU는 과학기술위성 1호와는 다르게 CPU가 없이 FPGA 만으로 구현하여 소형화, 경량화 및 저 전력화를 실현하고 기술 집약화를 이루었다. 본 논문에서는 TCU의 개념 설계를 소개하고 구현결과를 제시한다.
본 논문에서는 소형화, 경량화 및 저전력화를 목표로 개발된 과학기술위성 2호 대용량 메모리 유닛(Mass Memory Unit, MMU)의 준비행모델(Proto Flight Model, PFM)을 통해서 과학기술위성 1호 대용량 메모리 유닛과의 성능을 비교 하였다. 탑재체로부터의 수신 속도와 XTX로의 전송 속도는 각각 200Kbps와 10Mbps이다. 실험실에서의 성능시험과 위성에 조립된 상태에서의 성능 및 환경 시험을 통해서 그 성능을 확인 하였다.
과학기술위성 2호의 탑재 컴퓨터(OBC)의 EM 모델을 개발하고 기능 및 성능평가를 완료하였다. 과학기술위성 2호의 탑재 컴퓨터는 고성능 CPU를 탑재하여 처리 성능을 향상 시켰으며 중앙 집중식 통신구조를 가지도록 설계하여 위성 시스템 내부의 다른 서브 유닛들과 직접 통신하여 위성의 각종 서브장치들을 조정하도록 하였다. 탑재 컴퓨터에 사용되는 통신모듈, 시스템 감시회로, SEU(Single Event Upset)를 극복하기 위한 로직회로 등 각종 제어 회로들을 FPGA 내에 구현함으로써 소형화, 경량화 및 저 전력화를 추구하고 기술 집약화 하도록 하였다.
과학기술위성 2호 사용되는 구동기인 반작용 휠(Reaction Wheel Assembly, RWA)과 위성 시스템을 연결해주는 인터페이스를 담당하는 Reaction Wheel Assembly Interface Unit(RIU)의 Proto Flight Model의 개발이 완료되고 동작시험을 마쳤다. RIU는 RWA에 공급되는 전원을 켜고 끄는 스위치와 명령을 주고 받는 위성탑재 컴퓨터(OBC)의 통신 회선을 선택하는 멀티플렉서, 그리고 RWA에 연결되는 물리적 통신라인으로 구성된다.
과학기술위성2호(STSAT-2)는 우리기술에 의해 만들어지는 KSLV 발사체에 실리는 첫 위성이다. 현재 STSAT-2의 관제를 위한 지상관제용 제어시스템(GBC)은 EM(Engineering Model)개발이 완료되어 성능검증 까지 마친 상태이며 최종 납품모델을 제작 중에 있다. GBC는 크게 2가지 기능을 가지는데 하나는 지상 수신안테나들(1.5M, 3.7M, 13M)과 관제컴퓨터들 사이에 연결패스를 자동으로 만들어 주는 것과 다른 하나는 위성과 데이터를 송수신 하는 것이다. GBC는 거의 모든 기능 (MODEM, PROTOCOL, GBC system control)을 FPGA에 담고 있다. GBC의 FPGA에 구현되어있는 MODEM은 두 개의 uplink FSK modulators(1.2[kbps], 9.6[kbps])와 여섯개의 downlink FSK demodulators(9.6[kbps], 38.4[kbps])로 구성되어있다. 과학기술위성 2호의 GBC는 물리적으로 과학기술위성 1호의 관제 시스템보다 매우 작아졌으며 기능은 더 풍부해진 특징을 가지고 있다. 이 논문은 GBC의 구조, 성능, 실험결과에 관한 것이다.
지난 4월 25일 종합과학기술심의회에서 국책사업으로 "다목적 실용위성 개발사업"의 기본계획, 개발체계, 정부부처간 역할분담 등 세부계획이 심의.의결을 거쳐 확정되었다. 이 사업은 오는 97년까지 정부지원 1천4백15억원 민간출연 2백35억원을 포함 총 1천6백50억원을 투입하여 해양탐사.환경관측.과학실험 등에 활용할 수 있는 지구저궤도용 다목적 실용위성을 개발 발사하는 것을 목표로 추진되고 있다. 다목적 실용위성 개발사업은 추진 체계 및 일정이 최종 확정됨에 따라 항공우주연구소를 사업총괄 주관기관으로 오는 9월부터 본격적으로 착수될 전망이다. 인공위성연구센터가 우리별 1호와 2호를 성공적으로 발사하여 우리나라 위성분야의 새로운 장을 열어 놓은데 이어 다목적 실용위성 개발사업이 구체화 됨에 따라 사업의 총괄 주관기관으로 선정된 항공우주연구소를 탐방하여 홍재학소장과 대담을 통하여 구체적인 사업추진 계획과 전망을 조명함은 물론 우주 첨단과학 기술의 산실인 항공우주연구소의 활동상황과 앞으로의 포부를 들어 보았다.
위성체의 전력계 서브시스템은 임무기간 중 탑재체 및 위성체 버스의 각 서브시스템으로 전력을 제어하고 분배한다. 과학기술위성 2호의 전력계 서브시스템은 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지판, 에너지 저장을 위하여 재충전이 가능한 배터리, 그리고 태양전지판으로부터 배터리를 통해 다른 장치에 전력을 전달하는 전력조절 및 제어시스템으로 구성된다. 본 논문은 과학기술위성 2호의 전력계 서브시스템의 구성과 상세설계사양에 관하여 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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