초록 ▼

연구개요
중/소형 인공위성의 개발 수요가 증가하는 가운데, 위성 개발 시의 주요 문제 중의 하나인 소비 전력 최소화를 위해서는 위성체의 온도 유지에 사용되는 히터(heater)의 요구 전력 최소화가 필요하다. 이를 위해서는 위성체에서 우주(Deep Space)로의 복사 열 손실 최소화가 요구되며, 통상 다층박막단열재를 위성체 외부에 적용하여 위성체와 우주 간의 복사 단열을 구현한다. 따라서 우주용 다층박막단열재의 성능 평가지수인 유효 방사율의 정확한 추정은 위성체로부터 우주로의 열 손실량 산출 및 히터 요구 전력 최소화의 시발

연구개요
중/소형 인공위성의 개발 수요가 증가하는 가운데, 위성 개발 시의 주요 문제 중의 하나인 소비 전력 최소화를 위해서는 위성체의 온도 유지에 사용되는 히터(heater)의 요구 전력 최소화가 필요하다. 이를 위해서는 위성체에서 우주(Deep Space)로의 복사 열 손실 최소화가 요구되며, 통상 다층박막단열재를 위성체 외부에 적용하여 위성체와 우주 간의 복사 단열을 구현한다. 따라서 우주용 다층박막단열재의 성능 평가지수인 유효 방사율의 정확한 추정은 위성체로부터 우주로의 열 손실량 산출 및 히터 요구 전력 최소화의 시발점으로써 중/소형 인공위성의 성공적인 개발에 상당한 의미가 있다.
또한, 설계 요소 기반으로 유효 방사율 추정 방안을 도출함으로써 이상적인 상태(ideal case) 대비 실제 제작 및 적용된 상태(actual case)의 단열 성능을 평가하고, 평가 결과에 대해 개별 설계 요소가 미치는 영향을 분석, 최소의 수정으로 최대의 단열 성능 개선이 가능한 방안을 도출하는 것이 가능하다.

연구 목표대비 연구결과
국내외 관련 문헌 및 자료 수집, 분석을 통해 기존의 유효 방사율 추정 방안들을 검토하였으며, 기존 방안들이 개별 설계 요소들의 특성까지 반영하지는 못하고 있다는 한계가 있음을 확인하였다. 이에 착안하여 우주용 다층박막단열재의 열전달 메커니즘에 대한 고찰을 기반으로 주요 설계 요소들을 변수로 하는 수치해석모델을 도출하였다.
측정 실험을 위해 목표한 진공도와 온도 수렴조건을 만족하는 시스템을 구축하여 filler layer, stand-off type, stand-off pattern과 같은 개별 설계 요소에 대한 실험을 수행하고 분석하였다. 실험 결과를 활용하여 설계 요소에 기반한 유효 방사율 추정 방안에 대한 유효성 검증 후 개별 요소가 유효 방사율의 변화에 어느 정도의 변화를 유발하는지를 정량적으로 비교하였다. 이에 따라 최소의 수정 또는 변경으로 최대의 성능 개선을 위한 판단을 위한 데이터를 구축하였다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
인공위성 열제어계 개발의 중요 고려 요소인 우주용 다층박막단열재의 유효 방사율을 설계 요소 및 적용 조건을 기반으로 추정함으로써 추정 결과의 신뢰성을 개선, 인공위성 열제어계 개발 결과의 신뢰성 향상에 기여할 수 있을 것이다. 설계 요소 및 적용 조건을 바탕으로 개별 요소가 유효 방사율의 변화에 어느 정도의 변화를 유발하는지를 정량적으로 비교하고 최소의 수정 또는 변경으로 최대의 성능 개선을 위한 판단 기준을 제시할 수 있다. 본 연구에서 수행된 실험 및 연구 결과에 대해 국내 산업체와 공유 및 논의를 통해 우주용 다층박막단열재의 단열 성능 개선에 일조하였다.
뿐만 아니라 기존에 제시된 방식이 아닌 새로운 추정 방안 도출을 통해 국내 우주개발 기술/역량의 우수성 확보하였다. 시뮬레이션과 실험을 결과를 바탕으로 수행한 추정 방안에 대한 유효성 검증/방안은 인공위성 개발 과정에서 필수적이다. 따라서 열평형 시험과 유사한 개념/형상으로 수행되는 실험의 결과 및 수치모델링에 참고자료로써 우주환경시험 및 열평형 시험 활용반경을 넓힐 것으로 예상된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 끝페이지 ... 16