인공위성 탑재체는 요구되는 임무 목적에 따라 전자광학탑재체, 영상레이더, 마이크로파 라디오미터, 통신탑재체, 항법탑재체 및 다양한 우주과학탑재체 등으로 분류된다. 우리나라의 경우 아리랑위성, 천리안위성, 과학위성 등의 개발을 통해 각종 탑재체 개발을 위한 기술들을 확보하려고 노력하였다. 본 논문에서는 탑재체 개발에 필요한 기술들과 세계 동향을 확인하고, 1994년 아리랑위성 1호의 개발로부터 본격적으로 시작된 우리나라의 탑재체 개발기술의 현황과 앞으로의 전망에 대해 정리하고자 하였다.
인공위성 탑재체는 요구되는 임무 목적에 따라 전자광학탑재체, 영상레이더, 마이크로파 라디오미터, 통신탑재체, 항법탑재체 및 다양한 우주과학탑재체 등으로 분류된다. 우리나라의 경우 아리랑위성, 천리안위성, 과학위성 등의 개발을 통해 각종 탑재체 개발을 위한 기술들을 확보하려고 노력하였다. 본 논문에서는 탑재체 개발에 필요한 기술들과 세계 동향을 확인하고, 1994년 아리랑위성 1호의 개발로부터 본격적으로 시작된 우리나라의 탑재체 개발기술의 현황과 앞으로의 전망에 대해 정리하고자 하였다.
Satellite payload can be classified as electro-optical payload, SAR, microwave radiometer, communication payload, navigation payload and so on in accordance with the mission objective. The technology of satellite payload was tried to be obtained through development of KOMPSAT series, COMS and STSAT ...
Satellite payload can be classified as electro-optical payload, SAR, microwave radiometer, communication payload, navigation payload and so on in accordance with the mission objective. The technology of satellite payload was tried to be obtained through development of KOMPSAT series, COMS and STSAT in Korea. In this paper, the required technology for the development and world market trend of satellite payload were studied and described. Since KOMPSAT program has been started in 1994, technology status and future prospects of satellite payload in Korea are studied and analyzed.
Satellite payload can be classified as electro-optical payload, SAR, microwave radiometer, communication payload, navigation payload and so on in accordance with the mission objective. The technology of satellite payload was tried to be obtained through development of KOMPSAT series, COMS and STSAT in Korea. In this paper, the required technology for the development and world market trend of satellite payload were studied and described. Since KOMPSAT program has been started in 1994, technology status and future prospects of satellite payload in Korea are studied and analyzed.
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문제 정의
다음에는 운영되었거나 개발되어지고 있는 위성탑재체중 대세를 이루고 있는 전자광학탑재체와 전파탑재체의 국외개발 동향을 정리하고자 한다.
본 논문에서는 1999년에 발사된 아리랑위성 1호의 개발이 시발점이 되어 본격적으로 착수하게된 우리나라의 탑재체 개발기술의 현황을 분석하고 앞으로의 전망에 대해 정리하고자 하였다.
이 개발과정을 통하여 동일 분야에 대해서는 국내 개발 능력을 확보하였다. 정지궤도 탑재체는 천리안위성의 해양탑재체 개발시 확보된 탑재체 체계종합기술을 토대로 후속 위성인 정지궤도복합위성 해양탑재체와 환경탑재체의 차기 탑재체는 국내 주도로 개발한다는 목표로 개발을 진행 중이다. 이제까지 분석된 내용을 토대로 지구 정밀광학 관측분야의 국내 기술 수준은 민수용으로는 세계 수준으로 평가되었다.
제안 방법
국내의 위성탑재체 개발기술은 지구관측을 중심으로 크게 저궤도위성 전자광학탑재체, 영상레이더 탑재체, 정지궤도 전자광학탑재체, 통신탑재체와 우주과학탑재체로 나누어 분석하였다. 저궤도 고정밀 대구경 고해상도 전자광학탑재체는 아리랑 위성시리즈 사업을 통하여 국내 주도 개발 능력을 확보한 반면 영상레이더 탑재체는 아리랑 5호 개발 중 해외협력개발을 통해 습득한 기술을 토대 국내 기술 능력 확보를 위해 아리랑 6호 탑재체를 개발하고 있다.
대상 데이터
초분광탑재체는 200개의 파장정보를 10nm의 파장해상도로 400~ 2500nm로 제공하는 수준이 되었다. SAR 센서로는 ESA에서 운영하는 ERS-1/2과 C 밴드를 사용하는 Radarsat-1이 CCRS에서, L 밴드를 사용하는 JERS-1은 NASDA에 의해 우주에서 운용되었다. 사실 지구관측은 1960년대 CORONA, ARGON, LANYRD에 탑재된 항공기용 카메라와 동일한 형태의 KH(Keyhole)시리즈로부터 시작되었다.
첫 번째 Landsat은 80m 해상도의 카메라를 탑재하고 1972년에 발사되어 2주 동안 약 1,700 여 영상만 제공하였다. 10년 후 Landsat TM과 Spot HRV 등 30m 에서 10 m급 위성이 개발되었다.
성능/효과
이 실태조사보고서에서 위성산업현황은 시스템, 위성본체와 탑재체 세 부분으로 나뉘어 조사되었고, 참여현황으로는 전체 인력측면에서는 67개 기관 중 27개로 탑재체 분야가 가장 많았고, 전년 대비 매출액은 천리안 후속위성 등 신규 위성사업이 시작되어 시스템 70%, 탑재체 분야는 15%로 증가하였으나 위성본체는 본격적인 제작이 착수되지 않아 약 60% 정도 감소된 것으로 나타났다. 수출입 측면에서는 위성체는 저궤도 소형위성의 수출로 수입대비 약 2%정도 많은 것으로 보고되었다.
정지궤도 탑재체는 천리안위성의 해양탑재체 개발시 확보된 탑재체 체계종합기술을 토대로 후속 위성인 정지궤도복합위성 해양탑재체와 환경탑재체의 차기 탑재체는 국내 주도로 개발한다는 목표로 개발을 진행 중이다. 이제까지 분석된 내용을 토대로 지구 정밀광학 관측분야의 국내 기술 수준은 민수용으로는 세계 수준으로 평가되었다. 그 외 영상레이더를 포함한 전파탑재체나 기상영상기나 탐측기 분야는 여러 측면에서 추가적인 노력이 필요한 상황이다.
후속연구
결론적으로 강점이 있는 초고해상도 전자광학탑재체를 포함한 모든 위성용 탑재체의 국내 기술 능력을 더욱 확대하고 도약되기 위해서는 체계적인 전략이나 꾸준히 유지되는 정책이 필요하다. 우선적으로 탑재체 기술의 기초연구나 중점연구를 통해 중요한 핵심기술이 확보되도록 전략을 수립, 계획하여 현재 기술 수준을 높여야 한다.
수출입 측면에서는 위성체는 저궤도 소형위성의 수출로 수입대비 약 2%정도 많은 것으로 보고되었다. 그러나 탑재체 분야는 전체 매출액이 한국항공우주연구원이나 국방과학연구소 두 기관만 주로 영향을 미치고 있으며 많은 부분이 수입에 보고되고 있으므로 더 많은 기업이나 기관이 참여할 수 있도록 유도하여 인력 증가뿐만 아니라 수출까지 증가되는 시너지를 만들 수 있도록 추가적인 노력이 필요함을 확인하였다.
또한 이러한 노력을 통하여 확보된 기술들이 기술이전 과정을 통하여 산업체로 꾸준히 전파될 수 있는 확고한 정책이 뒷받침이 되어야 한다. 모든 단계가 체계적으로 진행된다면 우리 기술로 국내 위성 탑재체의 수요를 충족할 뿐만 아니라 수출까지도 확대가 가능하여 우주로 향하는 미래 기술의 선도자가 될 것으로 기대한다.
진행중인 대표적 우주관측프로그램은 NASA의 Great Observatory 프로그램으로 gamma선, X선, 가시광선/자외선, 적외선 관측을 위한 Hubble Space Telescope, Chandra x-ray observatory, CGRO (Compton Gamma-Ray Observatory), SST (Spitzer Space Telescope) 등의 우주망원경이 있다. 후속 프로그램으로 차세대 우주망원경인 TPF (Terrestirial Planet Finder), Constellation-X Observatory, SIM (Space Interferometry Mission) 등으로 진행 중에 있다. 이 외에도 NASA가 지원하는 UNEX (University Explorer), SMEX (Small Explorer) 등의 프로그램을 통해 중소형 규모의 우주관측을 위한 탑재체를 탑재한 위성을 수시로 발사하고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인공위성 탑재체는 어떻게 분류되는가?
인공위성 탑재체는 요구되는 임무 목적에 따라 전자광학탑재체, 영상레이더, 마이크로파 라디오미터, 통신탑재체, 항법탑재체 및 다양한 우주과학탑재체 등으로 분류된다. 우리나라의 경우 아리랑위성, 천리안위성, 과학위성 등의 개발을 통해 각종 탑재체 개발을 위한 기술들을 확보하려고 노력하였다.
레이다(SAR) 탑재체는 어디에서 주로 사용하고 있는가?
태양광을 사용하여 지구를 촬영하는 전자광학탑재체와는 달리 마이크로파를 사용하여 영상정보를 수집하는 영상레이다(SAR) 탑재체는 초창기 행성이나 달 탐사 등을 통하여 개발된 기술과 경험을 토대로 최근 20년부터 지구관측에 널리 활용되고 있다. 밤낮이나 기상상태와 무관하게 영상정보 획득이 가능하여 국가안보의 목적으로 활용하는 정책을 취하고 있다.
우리나라의 인공위성 탑재체 관련 개발은 어떻게 진행되고 있는가?
인공위성 탑재체의 종류는 지구관측용 전자광학탑재 및 영상 레이더와 기상용 전자광학영상기 및 적외선 탐측기, 기상용 마이크로파 라디오미터 및 마이크로파 사운더, 통신탑재체, 항법탑재체 및 다양한 우주과학 탑재체 등으로 분류된다. 우리나라의 경우는 아리랑 1호부터 3A호에 이르는 지구관측용 전자광학탑재체는 국내 주도로 개발중이며, 천리안 1호와 과학위성 2호를 통해 통신탑재체, 아리랑위성 5호 개발을 통해 영상레이더 그리고 우주핵심기술사업이나 한국한공우주연구원 주요사업 등을 통하여 영상레이더와 마이크로파 라디오미터 관련기술을 일부 확보 하였다.
참고문헌 (7)
Yong, S.S. Seo.C.W., "Satellite Payload Technology and Development Status in Korea", The Magizine of Institute Electronics and Information Engineers of Korea, 2010, pp1181-1193
Ministry of Education, Science and Technology, "National Space Technology Strategy Roadmap: payload", 2008.
Yeon, J.H., Kim,S.H., Ko, D.H., Lee S.H., Yong, S.S., 2009, "Development Trend of Environmental Monitoring Payload", Aerospace Industry Technology Trend, Korea Aerospace Research Institute, Vol7, No.1, 2009. pp.79-88.
Youn,B.Y., Lee, G.J., Kim Y.S., Kim, Y.S., "The Development Trend of SAR Earth Observation Satellite", Aerospace Industry Technology Trend, Korea Aerospace Research Institute, Vol4, No.2, 2006. pp.40-48.
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