[논문]정전 구동형 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 광학 물성치 최적화 설계

하헌우; 강수진; 한성현; 김태규; 오현웅

doi:10.5139/jksas.2015.43.2.149

문제 정의

본 연구에서는 상기의 비드 구동 실험을 통해 작동이 검증된 가변 방사율 라디에이터의 광학물성치 최적화 설계를 수행하기 위해 상용 소프트웨어인 Thermal Desktop[8]을 사용하여 Fig. 3과 같은 수학적 열 해석 모델을 구축하였다. 고온 조건에서는 비드가 저 방사율 코팅부(ε=0.
본 연구에서는 정전 효과로 대전되는 비드를 사용하여 전극의 극성 변화에 따라 방사율이 가변하는 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 광학 물성치 최적화 설계를 수행하고 기존의 고정 방사율 라디에이터와 궤도 열 해석 결과를 비교하였다. 최적화 결과, 실리콘 재질의 덮개 상부는 저 흡수율·고 방사율, 하부는 고 흡수율·고 방사율을 갖는 광학 물성치와 비드는 대전 특성이 좋은 알루미나 비드를 선정하였다.
본 연구에서는 정전 효과로 대전되는 비드를 이용하여 단 한 번의 전극 극성 변화에 따라 방사율 조정이 가능한 방식의 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터 개념을 제안하였다. 이와 같은 구동방식을 이용할 경우, 기존의 MEMS 기반 루버 및 셔터 방식 라디에이터가 갖는 발사 환경에서의 구조적 취약점을 보완가능하며, 정전효과에 의해 변경된 방사율 유지를 통해 지속적인 전력소모가 불필요로하며 소모 전력 최소화가 가능할 것으로 판단된다.
이와 같은 구동방식을 이용할 경우, 기존의 MEMS 기반 루버 및 셔터 방식 라디에이터가 갖는 발사 환경에서의 구조적 취약점을 보완가능하며, 정전효과에 의해 변경된 방사율 유지를 통해 지속적인 전력소모가 불필요로하며 소모 전력 최소화가 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 제안된 라디에이터의 덮개와 구동부에 해당하는 비드 그리고 가변 방사면 등의 광학 물성치 최적화 설계를 수행하였다. 그리고 최적화된 가변 방사율 라디에이터와 고정 방사율 라디에이터와의 열 제어 성능을 비교하기 위해 궤도 열 해석 전용 소프트웨어인 SINDA/FLUINT를 이용한 궤도 열 해석을 실시하여 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 유효성을 입증하였다.

가설 설정

가변 방사율 라디에이터의 크기는 셀단위의 라디에이터가 확장된 30 cm × 30 cm로 가정하였으며, 전장품의 발열 조건으로는 15 W를 적용하였다.
라디에이터 덮개 재질 및 위치 선정을 위해 1mm 크기의 알루미나 비드를 적용하였으며 덮개 상·하부의 광학 물성치는 0.81/0.12(α/ε)로 가정하였다.

제안 방법

Figure 1은 본 연구에서 제안한 비드 구동에 따라 방사율이 가변하는 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 구동 개념도로서 전기장의 방향에 따라 위치가 결정되어지는 구형 비드가 저 방사율 코팅부로 전기장 형성 시 실리콘 웨이퍼 기판위에 코팅된 저 방사율 코팅부로 이동하여 고 방사율을 구현하고, 이와 반대로 고 방사율 코팅부로 인가될 경우 비드가 고 방사율 코팅부로 이동하여 저 방사율 구현이 가능한 원리로 작동된다. 또한 대전된 비드가 전극에 고정되어 변경된 방사율을 유지하기 위한 지속적인 전력 소모가 불필요하며, 비드의 전기적 제어를 통해 기존의 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터들이 갖는 발사 환경에서의 기계적 구동부의 취약점을 극복 가능하다.
또한 하층부 주 방열면으로부터의 덮개 위치에 따른 열 제어 성능분석을 실시하였다. 가변 방사율 구현을 위해 본 연구에서 적용된 구동용 비드의 소재 변화에 따른 열 제어 성능분석을 통해 가변 방사율 라디에이터의 광학 물성치 최적화 설계를 수행하였다. 이와 같이 최적화된 가변 방사율 라디에이터의 유효성 검토를 위해 Fig.
가변 방사율 라디에이터 소재로는 MEMS 공정에 일반적으로 사용되는 실리콘 웨이퍼를 적용하였으며, 허니컴 패널부에 인접한 라디에이터 하부면에는 고·저 방사율 코팅을 각각 절반씩 적용하였다.
4는 저온 조건에서 라디에이터가 태양을 지향하는 상태와 고온 조건에서 라디에이터가 지구를 지향하는 열 모델의 궤도 프로파일을 나타낸다. 가변 방사율 라디에이터의 광학 물성치 설계 최적화 및 고정 방사율 라디에이터와의 열 제어 성능 비교를 위해 상기의 궤도 열 환경 조건을 바탕으로 열 해석을 수행하였다.
고온 조건에서는 비드가 저 방사율 코팅부(ε=0.2)로 이동하여 고 방사율인 상태이며, 저온 조건에서는 비드가 고 방사율 코팅부(ε=0.81)로 이동하여 저 방사율 상태가 유지되도록 하는 라디에이터의 특성을 모델링에 반영하였다.
위성은 극심한 온도차를 보이는 우주에서 생존하기 위해 최악의 조건에서도 모든 탑재장비가 허용 온도 범위내로 유지될 수 있도록 최악의 조건을 고려하여 궤도 열 해석을 실시해야한다. 공전궤도 중 태양 복사와 지구 적외선 등 열적 입사량이 가장 높은 동지 조건에서 Fig. 3의 열 모델의 전장품이 최대로 발열하고 임무 수행을 위해 지구를 지향하며 전장품이 태양 복사를 받는 경우를 고온 조건, 위성으로의 열적 입사량이 가장 적은 하지 조건에서 전장품이 운용되지 않으며 심우주 환경을 지향하는 경우를 저온 조건으로 정의하였다.
양쪽 끝단에 전압을 인가하기 위한 전극을 부착하여 비드가 대전될 수 있는 환경을 구축하였다. 그리고 시험 치구 안에 1 mm 크기의 감마 알루미나 비드를 각각 삽입한 뒤 비드의 수납 및 기밀성 유지를 위한 투명한 커버를 배치하여 전자기력에 의한 비드의 작동 검증 실험을 진행하였다[7]. 실험 결과, Fig.
본 연구에서는 제안된 라디에이터의 덮개와 구동부에 해당하는 비드 그리고 가변 방사면 등의 광학 물성치 최적화 설계를 수행하였다. 그리고 최적화된 가변 방사율 라디에이터와 고정 방사율 라디에이터와의 열 제어 성능을 비교하기 위해 궤도 열 해석 전용 소프트웨어인 SINDA/FLUINT를 이용한 궤도 열 해석을 실시하여 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 유효성을 입증하였다.
능동형 방식으로는 D. Farrar 등[5]이 탑재 장비의 온도 조건에 따라 루버가 개폐하는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기반 루버 라디에이터를 개발하여 기존의 대형 위성에 적용되던 루버 방식 라디에이터의 문제점인 부피와 무게를 크게 축소하였다. R.
덮개의 재질은 Johns Hopkins 대학에서 MEMS Shutter 라디에이터의 덮개로 낮은 흡수율과 높은 UV 저항성을 가진 LaRC^TMCP1[10]과 일반적인 MEMS 가공 재질인 실리콘 웨이퍼를 적용하여 비교하였다. 덮개 재질의 선정 후 덮개의 광학 물성치를 최적화하는 열 해석 수행 및 비드의 재질 및 광학 물성치의 최적화를 수행하는 열 해석을 수행하였다. 최종적으로 해석을 통해 최적화된 광학 물성치를 가변 방사율 라디에이터에 적용하여 고정 방사율 라디에이터와의 열 제어 성능 비교를 수행하였다.
덮개의 광학 물성치 선정을 위해 1mm 크기의 알루미나 비드와 실리콘 재질의 덮개를 열 해석 모델에 적용하여 해석을 수행하였고 Table 4는 라디에이터 덮개의 열 광학 물성치 최적화를 위한 해석 조건을 나타낸다. 먼저 Case 1과 같은 광학 물성치가 적용된 경우 높은 방사율에도 불구하고 높은 흡수율로 인하여 전장품 온도가 최대 70 ℃까지 상승하였다.
먼저 비드의 수납과 기밀성 확보를 목적으로 적용된 덮개의 재질과 광학 물성치를 변경하는 열 해석을 수행하였다. 덮개의 재질은 Johns Hopkins 대학에서 MEMS Shutter 라디에이터의 덮개로 낮은 흡수율과 높은 UV 저항성을 가진 LaRC^TMCP1[10]과 일반적인 MEMS 가공 재질인 실리콘 웨이퍼를 적용하여 비교하였다. 덮개 재질의 선정 후 덮개의 광학 물성치를 최적화하는 열 해석 수행 및 비드의 재질 및 광학 물성치의 최적화를 수행하는 열 해석을 수행하였다.
따라서 고·저 방사율 코팅부 위에는 비드 구동에 따른 방사율 가변을 모델링에 반영하기 위해 두께 1 mm의 비드를 모사한 평판을 배치하였다.
열 해석에서는 덮개의 유·무에 따른 라디에이터의 열 제어 특성을 비롯해 상이한 광학 물성치 적용에 따른 온도분석을 실시하였다. 또한 하층부 주 방열면으로부터의 덮개 위치에 따른 열 제어 성능분석을 실시하였다. 가변 방사율 구현을 위해 본 연구에서 적용된 구동용 비드의 소재 변화에 따른 열 제어 성능분석을 통해 가변 방사율 라디에이터의 광학 물성치 최적화 설계를 수행하였다.
라디에이터의 열 제어 효과를 검증하기 위해 전장품은 허니컴 패널하부에 배치하였으며, 전장품의 열 제어를 목적으로 패널상부에는 가변 방사율 라디에이터를 배치하였다. 라디에이터와 허니컴 패널의 열전도도는 1500W/m²K, 허니컴 패널과 전장품의 열전도도는 1000W/m²K로 적용하였으며 라디에이터면을 제외한 패널과 전장품에는 열적 단열을 위해 MLI를 적용하였다.
81)로 이동하여 저 방사율 상태가 유지되도록 하는 라디에이터의 특성을 모델링에 반영하였다. 라디에이터의 열 제어 효과를 검증하기 위해 전장품은 허니컴 패널하부에 배치하였으며, 전장품의 열 제어를 목적으로 패널상부에는 가변 방사율 라디에이터를 배치하였다. 라디에이터와 허니컴 패널의 열전도도는 1500W/m²K, 허니컴 패널과 전장품의 열전도도는 1000W/m²K로 적용하였으며 라디에이터면을 제외한 패널과 전장품에는 열적 단열을 위해 MLI를 적용하였다.
광학 물성치 최적화는 Table 2과 같은 절차로 열 해석을 진행하였다. 먼저 비드의 수납과 기밀성 확보를 목적으로 적용된 덮개의 재질과 광학 물성치를 변경하는 열 해석을 수행하였다. 덮개의 재질은 Johns Hopkins 대학에서 MEMS Shutter 라디에이터의 덮개로 낮은 흡수율과 높은 UV 저항성을 가진 LaRC^TMCP1[10]과 일반적인 MEMS 가공 재질인 실리콘 웨이퍼를 적용하여 비교하였다.
가변 방사율 라디에이터 소재로는 MEMS 공정에 일반적으로 사용되는 실리콘 웨이퍼를 적용하였으며, 허니컴 패널부에 인접한 라디에이터 하부면에는 고·저 방사율 코팅을 각각 절반씩 적용하였다. 방사율 가변을 위한 구동부에 해당하는 비드의 경우 각각의 모델링을 수행하지 않고 비드 구동에 따른 방열면적 변화에 의한 열 제어 효과를 검토하기 위해 특정 광학 물성치를 갖는 평판으로 모델링을 수행하였다. 따라서 고·저 방사율 코팅부 위에는 비드 구동에 따른 방사율 가변을 모델링에 반영하기 위해 두께 1 mm의 비드를 모사한 평판을 배치하였다.
비드 재질의 선정을 위해 선정된 실리콘 재질의 덮개 및 광학 물성치(Top=0.15/0.91(α/ε), Bottom =0.97/0.91(α/ε) 와 1mm 크기의 비드를 열 해석 모델에 적용하여 해석을 수행하였고 비드의 재질에 따른 라디에이터의 열적 특성분석을 위해 Table 5의 비드의 재료 및 광학 물성치를 적용하여 열 해석을 수행하였다.
따라서 고·저 방사율 코팅부 위에는 비드 구동에 따른 방사율 가변을 모델링에 반영하기 위해 두께 1 mm의 비드를 모사한 평판을 배치하였다. 비드의 수납 및 기밀성 확보를 목적으로 비드의 상부에는 공정 가능성이 있는 0.25 mm 두께의 덮개를 배치하였고 덮개와 라디에이터간의 실리콘 구조체를 고려하여 실리콘 웨이퍼의 열전도율인 0.1489W/m²K를 적용하였다.
5와 같이 덮개 위치에 따른 온도 변화는 미약함으로부터 덮개의 위치는 방열 성능에 영향을 끼치지 않는 것을 확인하였다. 상기의 결과로부터 라디에이터의 덮개는 MEMS 공정과 비드의 크기를 고려하여 실리콘 재질을 기반으로 주 방열면으로부터 1.1mm 높이에 위치하도록 설계하였다.
상기의 해석으로부터 도출된 가변 방사율 라디에이터의 소재 및 광학 물성치는 실리콘 재질의 덮개이며 상부의 광학 물성치(α/ε)는 0.15/0.91, 하부는 0.97/0.91, 비드는 알루미나 비드로 이를 적용하여 방사율이 고정된 라디에이터와의 성능 비교를 수행하였다.
치구는 하나의 비드를 가지는 셀들이 배열되는 형태로 제작되었으며 실제 제작될 MEMS 기반 라디에이터와 같이 평판에 다수의 셀들이 배열된 형태 및 각 셀 내부의 비드가 동시에 움직이는 환경을 모사하였다. 양쪽 끝단에 전압을 인가하기 위한 전극을 부착하여 비드가 대전될 수 있는 환경을 구축하였다. 그리고 시험 치구 안에 1 mm 크기의 감마 알루미나 비드를 각각 삽입한 뒤 비드의 수납 및 기밀성 유지를 위한 투명한 커버를 배치하여 전자기력에 의한 비드의 작동 검증 실험을 진행하였다[7].
열 해석에서는 덮개의 유·무에 따른 라디에이터의 열 제어 특성을 비롯해 상이한 광학 물성치 적용에 따른 온도분석을 실시하였다.
이와 같이 최적화된 가변 방사율 라디에이터의 유효성 검토를 위해 Fig. 3의 동일한 열 해석 모델에 OSR 물성치(α/ε=0.81/0.12)가 적용된 고정 방사율 라디에이터를 적용하여 가변 방사율 라디에이터와의 열 제어 성능비교를 수행하였다.
덮개 재질의 선정 후 덮개의 광학 물성치를 최적화하는 열 해석 수행 및 비드의 재질 및 광학 물성치의 최적화를 수행하는 열 해석을 수행하였다. 최종적으로 해석을 통해 최적화된 광학 물성치를 가변 방사율 라디에이터에 적용하여 고정 방사율 라디에이터와의 열 제어 성능 비교를 수행하였다.
2(a)와 같은 비드 구동성 검증용 시험 치구를 제작하였다. 치구는 하나의 비드를 가지는 셀들이 배열되는 형태로 제작되었으며 실제 제작될 MEMS 기반 라디에이터와 같이 평판에 다수의 셀들이 배열된 형태 및 각 셀 내부의 비드가 동시에 움직이는 환경을 모사하였다. 양쪽 끝단에 전압을 인가하기 위한 전극을 부착하여 비드가 대전될 수 있는 환경을 구축하였다.

대상 데이터

6의 해석 결과로부터 비드의 재질의 상이함에도 불구하고 전장품의 온도는 5 ~ 44 ℃의 유사한 온도 분포로 비드의 재질은 라디에이터의 열 제어 성능을 결정함에 있어 영향성이 미약함을 알 수 있다. 따라서, MEMS 가변 방사율 라디에이터의 비드 선정은 비드의 대전 특성이 좋은 알루미나 비드와 금 비드를 선정하였으나 제작 단가가 높은 금 비드 대신 경제성이 좋은 알루미나 비드를 선정하였다.
최적화 결과, 실리콘 재질의 덮개 상부는 저 흡수율·고 방사율, 하부는 고 흡수율·고 방사율을 갖는 광학 물성치와 비드는 대전 특성이 좋은 알루미나 비드를 선정하였다.

데이터처리

Case 2는 Case 1보다 덮개 상·하부가 저 흡수율인 경우로 덮개 상부의 흡수율이 낮아짐에 따라 열적 입사량이 감소하여 전장품의 온도 또한 45 ℃로 낮아지는 것을 확인하였다. 광학 물성치에 따른 결과 비교를 위해 Case 2의 결과를 기준으로 비교 열 해석을 수행하였다. Case 3와 Case 4는 덮개 하부의 물성치를 변경한 조건으로 Case 3는 덮개 하부가 고 흡수율·저 방사율로 전장품의 온도가 Case 2보다 고온 조건에서 6 ℃ 정도 증가하였고 Case 4의 경우 Case 2보다 흡수율이 높은 조건이지만 Case 2의 결과와 유사한 온도 분포를 나타내어 덮개 하부의 광학 물성치는 흡수율보다 방사율이 중요한 인자로 작용하는 것을 알 수 있다.

성능/효과

실험 결과, Fig. 2(b)와 같이 두 전극에 +극과 -극이 인가되고 +극 부근에서 +극으로 대전된 비드가 정전기력에 의해 동시에 일정한 방향으로 반대편 - 극으로 이동하여 고정되었으며, 반대편 전극에 전압 인가 시 비드는 일제히 반대편으로 이동함에 따라 방사율 가변을 위한 구동 개념으로의 적용이 가능함을 확인하였다.
Figure 1은 본 연구에서 제안한 비드 구동에 따라 방사율이 가변하는 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 구동 개념도로서 전기장의 방향에 따라 위치가 결정되어지는 구형 비드가 저 방사율 코팅부로 전기장 형성 시 실리콘 웨이퍼 기판위에 코팅된 저 방사율 코팅부로 이동하여 고 방사율을 구현하고, 이와 반대로 고 방사율 코팅부로 인가될 경우 비드가 고 방사율 코팅부로 이동하여 저 방사율 구현이 가능한 원리로 작동된다. 또한 대전된 비드가 전극에 고정되어 변경된 방사율을 유지하기 위한 지속적인 전력 소모가 불필요하며, 비드의 전기적 제어를 통해 기존의 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터들이 갖는 발사 환경에서의 기계적 구동부의 취약점을 극복 가능하다.
선정된 실리콘을 기반으로 라디에이터의 주 방열면으로부터의 덮개 위치에 따른 분석 결과, Fig. 5와 같이 덮개 위치에 따른 온도 변화는 미약함으로부터 덮개의 위치는 방열 성능에 영향을 끼치지 않는 것을 확인하였다. 상기의 결과로부터 라디에이터의 덮개는 MEMS 공정과 비드의 크기를 고려하여 실리콘 재질을 기반으로 주 방열면으로부터 1.
최적화 결과, 실리콘 재질의 덮개 상부는 저 흡수율·고 방사율, 하부는 고 흡수율·고 방사율을 갖는 광학 물성치와 비드는 대전 특성이 좋은 알루미나 비드를 선정하였다. 이를 적용한 가변 방사율 라디에이터는 고온 조건에서는 기존의 고정 방사율 라디에이터와 같이 방열을 수행하고 저온 조건에서는 낮은 방사율을 유지하여 기존의 고정 방사율 라디에이터에 비해 10 ℃ 이상 온도를 확보할 수 있어 추가적인 히터 열 제어를 위해 지속적인 전력 소모를 요구하지 않아 효율적인 열 제어가 가능함을 입증하였다.
저온 조건의 경우, 고정 방사율 라디에이터는 저온 조건에서도 고정된 높은 방사율로 인해 전장품의 지속적인 방열을 수행하여 -9 ℃와 -5 ℃까지 하강하였다. 하지만 가변 방사율 라디에이터는 최저 6.7 ℃의 온도로 낮은 방사율의 비드가 고 방사율 코팅부로 이동하여 저 방사율 상태로 유지되어 추가적인 히터를 요구하지 않지만 고정 방사율 라디에이터는 동일한 열 제어를 위해 10 W이상의 히터 전력 소모가 필요함으로부터 가변 방사율 라디에이터의 효율적인 열 제어 유효성을 입증하였다.
Table 3의 덮개 유·무에 따른 비교 열 해석 결과이며 저온 조건에서의 열해석 결과 온도 프로파일의 최저 온도는 Tmin, 고온 조건의 최대 온도는 Tmax로 정의하였다. 해석 결과, 덮개 미적용 시 전장품은 8 ~ 44.5℃의 온도 분포를 보이나 Johns Hopkins 대학에서 MEMS Shutter 라디에이터의 덮개로 적용된 LaRC^TMCP1[10] 소재를 적용할 경우, 소재의 광학적 물성특성으로 모든 해석 조건에서 덮개 미적용 시보다 5 ℃ 이상 상승하였다. 또한, 본 재질은 MEMS 공정 중 진공하에서의 작업 시 기밀성 유지에 어려움이 수반된다.

후속연구

본 연구에서는 정전 효과로 대전되는 비드를 이용하여 단 한 번의 전극 극성 변화에 따라 방사율 조정이 가능한 방식의 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터 개념을 제안하였다. 이와 같은 구동방식을 이용할 경우, 기존의 MEMS 기반 루버 및 셔터 방식 라디에이터가 갖는 발사 환경에서의 구조적 취약점을 보완가능하며, 정전효과에 의해 변경된 방사율 유지를 통해 지속적인 전력소모가 불필요로하며 소모 전력 최소화가 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 제안된 라디에이터의 덮개와 구동부에 해당하는 비드 그리고 가변 방사면 등의 광학 물성치 최적화 설계를 수행하였다.
향후 EM 모델을 제작하기 위해 MEMS 공정도안을 작성하였고 EM 모델의 방사율 가변 효과를 확인하기 위해 IR 카메라를 사용하여 방사율 변화에 따른 온도 변화를 확인하는 실험을 수행할 예정이다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	열 제어를 위한 방법에는 어떤 것들이 있는가?	위성을 구성하는 여러 가지 서브시스템 중 열제어 서브시스템은 위성이 운용되는 동안 성공적으로 임무를 수행할 수 있도록 저온 영역에서는 히터에 의해 열을 인가하고 고온 영역에서는 라디에이터에 의해 열을 방출하여 위성의 작동 허용온도 범위를 유지하는 역할을 한다[1]. 열 제어를 위한 방법으로는 MLI(Multi Layer Insulation), OSR(Optical Solar Reflector), SSM(Second Surface Mirror), 표면코팅 등 소재 자체 특성을 이용하는 수동적 열 제어 방식과 히터, 루버 방식 라디에이터 등 열 제어 장치를 통해 열 제어를 실시하는 능동적 방식이 있다. 그 중 OSR, SSM과 같은 라디에이터는 열 광학 물성 특성을 이용해 발열원의 열을 방출하는 역할을 수행하지만 고정된 방사율로 인해 탑재 장비의 비운용 시에 지속적인 방열에 의한 열 손실로 히터와의 조합에 의한 열 제어가 요구된다.
	가변 방사율 라디에이터의 능동형 방식은 어떻게 개발 및 개선되었는가?	능동형 방식으로는 D. Farrar 등[5]이 탑재 장비의 온도 조건에 따라 루버가 개폐하는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기반 루버 라디에이터를 개발하여 기존의 대형 위성에 적용되던 루버 방식 라디에이터의 문제점인 부피와 무게를 크게 축소하였다. R. Osiander 등[6]은 루버 방식이 극심한 발사 환경에서의 기계적 구동부가 갖는 취약점을 셔터 방식으로 보완하여 설계를 개선하였다.
	열제어 서브시스템의 역할은 무엇인가?	위성을 구성하는 여러 가지 서브시스템 중 열제어 서브시스템은 위성이 운용되는 동안 성공적으로 임무를 수행할 수 있도록 저온 영역에서는 히터에 의해 열을 인가하고 고온 영역에서는 라디에이터에 의해 열을 방출하여 위성의 작동 허용온도 범위를 유지하는 역할을 한다[1]. 열 제어를 위한 방법으로는 MLI(Multi Layer Insulation), OSR(Optical Solar Reflector), SSM(Second Surface Mirror), 표면코팅 등 소재 자체 특성을 이용하는 수동적 열 제어 방식과 히터, 루버 방식 라디에이터 등 열 제어 장치를 통해 열 제어를 실시하는 능동적 방식이 있다.

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