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[한국항공우주연구원] 드론 등의 전력 효율성을 위한 태양광 패널 인공위성 제어 기술

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 기술제품 개발상태 3 9

인공위성 및 이의 제어방법

보유기관 및 연구자 : 한국항공우주연구원 위성연구본부 전문진 선임

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: 행성궤도에서 촬영임무를 수행하면서 태양광을 이용하여 효율적으로 전력 충전을 수행할 수 있는 인공위성과 이의 제어방법에 관한 기술임

시장동향: · 세계 우주산업 시장 규모는 3,364억 달러(2017)이며, 드론 시장 규모는 141억 달러(2018)를 기록함
· 국내 정부 우주개발 투자 규모는 6,042억 원(2018년)이며 최근 민간기업의 우주항공 산업 참여 확대, 개인 및 중소규모 수요 중심의 기체 제조와 서비스 산업이 확장 추세임
- 발사체와 위성체 제작 등의 하드웨어 중심 → 혁신적인 아이디어를 기반으로 한 서비스와 소프트웨어 산업이 중심이 될 것으로 예측됨
- 세계 2위 항공 업체 에어버스는 태양광 드론(제퍼 S)로 26일 연속 비행을 성공했다고 밝혔으며, 국내는 항우연, 항공대, 카이스트 등에서 태양광 드론 관련 연구 개발 수행 중 → 향후 군사, 상업 위성을 대체할 것으로 전망됨
- 태양광 드론은 지상 감시와 원격 통신, 과학 관측 등 위성과 동일한 기능 수행 가능 → 드론 제작 , 발사 비용은 위성의 80분의 1수준(500만 달러)

특장점

기존기술 한계: · 2축 짐벌 타입(gimbal type)의 구동장치 사용하여 태양 전지판을 인공위성 본체에 연결 → 태양 전지판이 회전함에 따라 태양 전지판 무게 중심이 인공위성 전체 무게중심과 다른 축에 위치하게 되어 외란(disturbance)에 영향을 받음
· 태양 전지판이 인공위성 중심축과 일정한 각도(fixed cant angle)를 갖도록 배치 → 태양 전지판에 입사하는 태양광 입사각이 일정 수준 이하가 됨에 따라 전력 충전이 가능하나, 전력 충전 시 최대로 전력을 충전하지 못하고, 구조적으로 외란에 취약함

개발기술 특성: · 베타각(β, 인공위성 궤도면과 태양 방향이 이루는 각)에 따른 전력 감소를 해결하기 위해 → 태양 전지판을 Ψ축으로 일정 각도 회전된 형태로 장착
→ 다양한 베타각( 0도, 30도, 45도, 60도, 90도 등) 에서 일정 수준 이상의 전력 생산이 가능
→ 태양 전지판이 회전하더라도 인공위성의 전체 무게 중심이 변하지 않는 구조이기 때문에 외란의 영향을 받지 않아 안정적인 운용이 가능