보고서 정보
주관연구기관 |
한국항공우주연구원 Korea Aerospace Research Institute |
연구책임자 |
이창호
|
참여연구자 |
이우준
,
조영준
,
김대영
,
김유광
,
이상택
,
이해선
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2017-01 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700000264 |
과제고유번호 |
1711041967 |
사업명 |
한국항공우주연구원연구운영비지원 |
DB 구축일자 |
2017-09-20
|
DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700000264 |
초록
▼
Ⅳ. 연구개발 결과
1. 해외 인증 체계 현황
유럽의 우주부품 인증체계는 우주기술체계의 ESCC(Q-60)와 부품관련 ECSS 문서를 기반으로 하고 있음. 여기에는 EPPL(European Preferred Parts List)의 Part I/II,QPL(Qualified Parts List), 그리고 QML(Qualified Manufacturer List) 등이 있음. 유럽의 우주제품에 사용되는 소재 및 재료는 ECSS(Q-70) 문서를 기반으로 함.
미국의 우주부품 및 재료 인증체계는 NASA Part Sele
Ⅳ. 연구개발 결과
1. 해외 인증 체계 현황
유럽의 우주부품 인증체계는 우주기술체계의 ESCC(Q-60)와 부품관련 ECSS 문서를 기반으로 하고 있음. 여기에는 EPPL(European Preferred Parts List)의 Part I/II,QPL(Qualified Parts List), 그리고 QML(Qualified Manufacturer List) 등이 있음. 유럽의 우주제품에 사용되는 소재 및 재료는 ECSS(Q-70) 문서를 기반으로 함.
미국의 우주부품 및 재료 인증체계는 NASA Part Selection List(NPSL),DLA-QPL(Qualified Parts List), 그리고 DLA-QML(Qualified Manufacturer List) 등이 있으며, 미국의 우주부품의 인증체계는 MIL 시스템 기반의 인증 부품들을 기반으로 선별함.
일본의 우주부품 및 재료 인증체계는 舊NASDA QPL(Qualified Parts List), JAXA QPL(Qualified Parts List), JAXA-QML(Qualified Manufacturer List), JAXA ADS(ADS, Applicatio Data Sheet) List 등이 있음.
2. 국내 인증 체계 현황
국내에는 현재 우주급 부품에 대한 인증제도는 없음. 그러나, 우주개발사업의 기본 요소인 부품, 재료 및 공정에 대한 인증은 전장품 개발에 필수인 원천기술임. 미국, 유럽, 일본의 사례에서와 같이 인증제도를 구축할 필요성이 있음.
3. 부품 인증 기준
본 과제에서는 MIL-PRF-38535K에 따라서 인증 시험 및 검사를 진행하였다. 이 규격에는 screening, quality conformance inspection, destructive physical analysis에 관한 절차 및 고장 기준이 포함되어 있다.
4. 인증부품의 선정
SRAM 제품을 시험품목으로 선정하였다. 그 이유는 국산화 가능성이 있는 부품이며 우주제품 제조 비용에서 상대적으로 높은 비중을 차지하기 때문이다. 최종적으로 Cypress 사의 상용등급 SRAM CY7C1370D-167AXC를 선정하였다.
5. 인증 시험 절차 및 설비
전기/환경/방사선 시험에 필요한 시험보드 및 프로그램을 제작하였다. 그리고 시험절차는 다음 그림에 나타나 있다.
6. 인증 시험 결과
Burn-in test를 제외하고, 모든 샘플이 screening, life, HAST, DPA 시험을 통과했으며 Burn-in test 후 1개의 샘플에서 고장이 발견되었다. TID 시험은 성공적으로 수행되었으며, SEE 시험결과로부터 관련 시설과 장비의 수정이 필요함을 알 수 있다.
7. 소재 인증 기준
우주용 자재의 특성 및 성분은 원자산소, 복사 및 진공과 열주기 등과 같은 우주환경의 복합적인 영향으로 인하여 매우 빠르게 성능저하가 발생한다. 따라서 이러한 우주환경에서의 재료특성 변화의 메카니즘을 이해하고 향후 새로운 우주용 재료의 적용을 위해서 선진우주기관(NASA, ESA, JAXA 등)은 국제우주정거장(ISS) 및 실험위성(LDEF 프로그램 등) 등을 활용하여 다양하고 많은 연구를 수행하고 있다.
우주환경은 위성개발 재료 선정에 직접적인 영향을 미치므로 재료 요건은 해당 임무주기 동안 노출되는 우주환경 조건을 잘 반영해야 하고, 재료적합성은 검증되어야 한다.
8. 실용위성 개발을 위한 자재 선정 요건
다양한 우주환경의 영향성 중에서 위성용 재료에 영향을 미치는 중요한 고려대상으로는 진공(Vacuum), 복사(radiation), 온도(temperature), 원자산소(Atomic Oxygen),부식(corrosion), 응력부식(Stress Corrosion Cracking), 수소취성(Hydrogen Embrittlement), 자기특성(magnetism), 액체 호환성(fluid compatibility), 기체방출 특성(outgassing) 그리고, 내화성(Flammability) 등이 있다.
9. 부품 인증 업체 평가 및 선정
인증 시험을 3분야로 분류하여, 각 분야의 시험기관에 대한 평가기준을 수립하였다. 전기적시험은 윈팩이 수행하였으며 기계/환경/수명시험은 QRT가 수행하였다. 방사선 시험은 한국원자력연구원의 시설을 활용하여 수행하였다
Abstract
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IV. R & D Results
1. Foreign space certification system
Component qualification and control of Europe is based on ESCC-Q-60 and ECSS documents. Those are EPPL(European Preferred Parts List), QPL(Qualified Parts List) and, QML(Qualified Manufacturer List). Materials is controled by ECSS-Q-70.
IV. R & D Results
1. Foreign space certification system
Component qualification and control of Europe is based on ESCC-Q-60 and ECSS documents. Those are EPPL(European Preferred Parts List), QPL(Qualified Parts List) and, QML(Qualified Manufacturer List). Materials is controled by ECSS-Q-70.
US Components and Materials Certification System is based on MIL documents. Those are NASA Part Selection List(NPSL), DLA-QPL and,DLA-QML. Components qualification and control is based on Military Standard.
Japan Components and Materials Certification System is similar to the ESA system. Those are Old NASDA QPL, JAXA QPL, JAXA QML and,JAXA ADS(ADS, Applicatio Data Sheet) List.
2. Domestic space certification system
There is no certification system until now. The certification system
of EEE parts and materials shall be prepared for space development
and US, Europe and Japan's case can be referred.
3. Part qualification criteria
In this project we performed the qualification test and inspection according to MIL-PRF-38535K. This specification includes procedure and failure criteria for screening test, quality conformance inspection, destructive physical analysis.
4. Selection for qualification part
SRAM was chosen as the qualification sample because of its possibility of localization and relatively high proportion of aerospace product manufacturing cost. Finally, Cypress’s commercial grade SRAM CY7C1370D-167AXC was selected. Following image shows top view of the sample.
5. Qualfication test procedure and equipment
Test boards and programs were designed to electrical, environmental, life and radiation test. Also, following image represents the qualification test procedure.
6. Qualification test results
Except burn-in test, All the samples are passed the screening, life,HAST, DPA test. After burn-in test, failure has been found at a sample. Also, TID test has been successfully performed and SEE test results shows that associated facility and equipment need modification.
7. Material verification basis for space environment
The characteristic and properties of materials are rapidly degraded when subjected to the synergistic effects of the space environment such as atomic oxygen, radiation, vacuum and thermal cycling. In order to understand the mechanism of material property variation in space environment and to develop new space materials applicable to the future space program, advanced space organizations such as NASA, ESA and JAXA have been continuing many researches on material test specimens used on ISSE(International Space Station Experiment) or LDEF(Long Duration Exposure Facility).
The environmental factors associated with space have a direct influence on material selection for satellite development. Therefore,when material requirements are established for satellites development, the space environmental conditions exposed to during the mission life should be extensively analyzed before the detailed design phase and the suitability of these selected materials should be verified, performing the simulation test on ground.
8. Material selection requirements for satellite
The followings are major considerations for space material selection requirements among the space environment effects. Those are Vacuum, Radiation, Temperature, Atomic Oxygen, Corrosion, Stress Corrosion Cracking, Hydrogen Embrittlement, Magnetism,Fluid compatibility, Outgassing and, Flammability.
9. Part qualification test institute evaluation and selection
Qualification test were classified into 3 categories. And we established evaluation criteria for each category test institute.Electrical test was performed by WINPAC. Also, mechanical, environmental, life test were performed by QRT. And finally, radiation test was performed with korea atomic energy research institute facilities.
목차 Contents
- 표지 ... 1제 출 문 ... 2요 약 문 ... 3SUMMARY ... 6CONTENTS ... 10목차 ... 11제 1 장 서론 ... 12 제 1 절 연구 개발의 목적 ... 12 제 2 절 연구 개발의 필요성 ... 13 제 3 절 연구 개발 추진 계획 ... 14제2장 국내외 기술개발 현황 ... 17 제 1 절 해외 인증 체계 현황 ... 17 제 2 절 국내 인증 체계 현황 ... 26제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 29 제 1 절 부품 인증 연구 ... 29 제 2 절 소재 인증 연구 ... 73 제 3 절 인증 체계 연구 ... 93제4장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도 ... 100제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 101 제 1 절 기대 성과 ... 101 제 2 절 활용 방안 ... 101제6장 참고문헌 ... 102끝페이지 ... 103
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