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본 연구에서는 미세먼지 관측 임무를 위한 MIMAN 큐브위성의 상세 설계 및 분석을 다룬다. 시스템 엔지니어링을 기반으로 진행하였으며, V 모델의 탑다운 (Top-down)/바텀업 (Bottom-up) 방식으로 개발을 진행하였다.
MIMAN의 임무 목적은 한반도 주변의 미세먼지를 촬영하는 것이다. MIMAN에서 획득한 데이터는 다른 대형 위성에서 관측한 에어로졸 데이터의 구름 제거에 활용하고자 한다. 이를 달성하기 위한 세부 임무 목표 및 성공 조건을 정의하였다. 임무를 달성하기 위한 요구조건 및 제한조건을 수립하였으며 운용 개념을 정의하였다. 임무 성공 가능성을 평가하기 위하여 임무 분석을 수행했으며, 분석 결과 임무 요구조건을 만족시킴을 확인하였다.
본 연구에서는 미세먼지를 관측하기 위한 임무 요구조건 및 제한조건을 바탕으로 시스템을 설계하였다. 시스템 요구조건 및 제한조건을 정의하였으며, ...

본 연구에서는 미세먼지 관측 임무를 위한 MIMAN 큐브위성의 상세 설계 및 분석을 다룬다. 시스템 엔지니어링을 기반으로 진행하였으며, V 모델의 탑다운 (Top-down)/바텀업 (Bottom-up) 방식으로 개발을 진행하였다.
MIMAN의 임무 목적은 한반도 주변의 미세먼지를 촬영하는 것이다. MIMAN에서 획득한 데이터는 다른 대형 위성에서 관측한 에어로졸 데이터의 구름 제거에 활용하고자 한다. 이를 달성하기 위한 세부 임무 목표 및 성공 조건을 정의하였다. 임무를 달성하기 위한 요구조건 및 제한조건을 수립하였으며 운용 개념을 정의하였다. 임무 성공 가능성을 평가하기 위하여 임무 분석을 수행했으며, 분석 결과 임무 요구조건을 만족시킴을 확인하였다.
본 연구에서는 미세먼지를 관측하기 위한 임무 요구조건 및 제한조건을 바탕으로 시스템을 설계하였다. 시스템 요구조건 및 제한조건을 정의하였으며, 한국형 발사체에 탑재되어 발사되기 때문에 이로 인한 제한조건을 반영하였다. MIMAN의 시스템 개발 철학은 PFM (Proto flight model)이다. PFM 1기만을 제작하기 때문에 위성 제작 중 위성에 직접적인 위험이 될 수 있는 요소들을 배제하여 설계를 진행하였다. 예를 들어 Flat-sat 시험에 활용할 수 있는 ETB (Electrical testbed)를 제작함으로써 시험 중 잘못된 전압을 인가하여 위성이 손상될 수 있는 경우를 방지하고자 하였다. 시스템 요구조건을 달성하기 위한 하드웨어를 선정하였으며 구조적 제한과 하네스를 고려하여 하드웨어를 배치하였다. 구조적 제한을 극복하기 위해 하드웨어들의 일부를 자체 제작하였다. 인터페이스 보드를 활용하여 조립 중 하네스로 인해 발생할 수 있는 위험 가능성을 최소화할 수 있도록 설계하였다. 각 하드웨어에 적합한 전기적 인터페이스를 설계하였으며, 설계된 시스템을 바탕으로 버짓을 분석하여 시스템 안정성을 평가하였다.
위성의 종합조립시험 (AIT, Assembly integration testing) 계획을 수립하였으며, 시스템 설계에 따른 조립 절차를 정의하였다. MIMAN은 일반적인 큐브위성과 달리 PFM의 개발 철학에 따라 시험을 진행하기 때문에 이에 적합한 시험 규격을 수립했다. 위성에 잠재적인 위험 요소가 되지 않는 선에서 발사 및 운용 중에서의 시스템 유효성을 검증할 수 있는 시험 요구조건, 절차, 시험 장비를 설계하였다. 예를 들어 발사 환경 시험을 설계할 때, 충격 시험은 위성을 파손시킬 수 있기 때문에 이를 분석으로 대체하였다.
본 연구에서는 미세먼지 관측을 위한 큐브위성 플랫폼을 설계했으며, 미세먼지 관측 특성을 고려한 요구조건 및 운용 전략을 도출했다는데 의의가 있다. 또한 요구조건 도출 과정에서 적정성 검토 (Trade-off study)를 수행하였다는데 의의가 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 군집 위성군을 구성할 경우, 동아시아 지역을 관측할 수 있는 미세먼지 관측 시스템을 구축할 수 있다. 또한 상용 탑재체 대신 미세먼지 관측에 최적화된 광학 탑재체를 제작하여 탑재할 경우, 독자적인 미세먼지 관측 임무에 활용할 수 있을 것이다.

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