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표제지
제출문 / 김영수
요약문
목차
제1장 사업 계획 13
1.1. 배경 및 필요성 13
1.2. 사업의 내용과 방법 14
1.3. 기술정보 활용 및 기대효과 15
제2장 적외선 기술 16
2.1. James Webb Space Telescope 16
2.2. ARIEL 인공위성 22
2.2.1. ARIEL 탑재체의 Phase A 설계 22
2.2.2. ARIEL 거울 28
2.3. MARS 2020호의 SuperCam 38
2.3.1. SuperCam의 IRS 38
2.3.2. IRS 검출기 49
2.4. 적외선 검출기 (IR Detectors) 65
2.5. 중적외선 카메라 66
2.5.1. 중적외선 카메라 현황 68
2.5.2. 적외선 광학 소재 70
2.5.3. 적외선 검출기와 컨트롤러 77
제3장 광 간섭계 기술 79
3.1. Magdalena Ridge Observatory (MRO) 79
3.2. Magdalena Ridge Observatory Interferometer (MROI) 80
3.2.1. MROI 내용 80
3.2.2. MROI 개발 현황 83
제4장 위성용 복합재 85
4.1. 탄소섬유강화 복합재료 85
4.1.1. 복합재료 개요 85
4.2. 항공우주 구조용 섬유강화 복합재료 86
4.2.1. 항공우주 구조물 설계 87
4.2.2. 태양전지판 구조물 88
4.2.3. 안테나용 복합재료 89
4.2.4. Orion Multi-Purpose Crew Vehicle 91
4.2.5. InflateSail Spacecraft and Future Drag Sails 93
4.2.6. Space Origami with Composites 95
4.2.7. eRosita 암흑물질 탐사 우주 망원경 96
4.2.8. BLAST-TNG 벌룬용 마이크로파 망원경 97
4.2.9. Ring Imaging Cherenkov용 CFRP 반사경 100
4.3. 광학망원경용 복합재료 102
4.3.1. 광학망원경 구조체 102
4.3.2. 복합재료 망원경 102
4.3.3. 적응광학용 반사경 109
4.3.4. NASA 큐브셋용 탄소 나노튜브 거울 113
4.3.5. Thin Aperture Light Collector 114
4.4. 복합재료 반사경의 제작 116
4.4.1. CFRP를 이용한 반사경 제작공정 116
4.4.2. CFRP 반사경의 요구조건들 120
4.4.3. 반사경 제작용 재료들 121
4.4.4. 멘드렐 제작을 위한 연마 공정 129
4.4.5. 일본 JAXA의 CFRP mirrors 134
4.4.6. 중국의 CFRP 거울제작 135
4.5. 복합재료 개발 전망 139
제5장 소형 위성 개발 141
5.1. 미국과 중남미의 소형 위성 현황 142
5.1.1. 미국의 소형위성 현황 142
5.1.2. 브라질의 소형위성 현황 147
5.1.3. 남미의 소형위성 현황 153
5.2. 유럽의 소형 위성 현황 155
5.2.1. 영국의 소형위성 현황 155
5.2.2. 프랑스의 소형위성 현황 155
5.2.3. 독일의 소형위성 현황 156
5.2.4. 유럽 각국의 위성개발 현황 157
5.3. 아시아의 소형 위성 현황 162
5.3.1. 일본의 소형위성 현황 162
5.3.2. 대만의 소형위성 현황 163
5.3.3. 중국의 소형위성 현황 163
5.3.4. 인도의 소형위성 현황 169
5.4. 아프리카의 소형 위성 현황 170
5.4.1. Ethiopian Space Science and Technology Institute 172
5.4.2. Kenya: Kenya Space Agency Board 174
5.4.3. Ghana: Ghana Space Science and Technology Centre 174
5.4.4. Nigeria: National Space Research and Development Agency (NASRDA) 175
5.4.5. Algeria: Algeria Space Agency 177
5.4.6. Egypt: National Authority for Remote Sensing & Space Sciences 178
5.4.7. Morocco: The Royal Center for Remote Sensing Space 178
5.4.8. Angola: Gabinete de Gestao do Programs Espacial Nacional 179
5.4.9. South Africa: South African Space Agency 180
5.5. 국제 기구 182
5.5.1. UNOOSA의 소형위성 국제협력 183
5.5.2. International Telecommunication Union 185
5.6. 인공위성 표준 플랫폼 191
5.7. 정밀 자세제어 기술 193
제6장 참고문헌 197
표 2-1. 전세계 응용분야별 비냉각 적외선 열화상 카메라 시장규모 68
표 2-2. 국내 적외선 열화상 시장 점유율 현황 69
표 2-3. 주요 IR 광학소재의 특성 71
표 2-4. 소결성 IR소재 및 광학계 주요 동향 72
표 4-1. RICH mirror의 사양 100
표 4-2. 패널 기술개발 요구사항 104
표 4-3. 반사경 재질별 장단점, 대표 적용 제품 및 제작 예 128
표 5-1. 미국의 대표적인 소형위성 현황 142
표 5-2. 프랑스 소형위성 현황 156
표 5-3. 이스라엘 소형위성 현황 162
표 5-4. 일본 소형위성 현황 163
표 5-5. 대만 소형위성 현황 163
표 5-6. UNOOSA가 2018년에 개최했던 회의들 183
그림 2-1. 적외선 이미지 형태 비교 67
그림 2-2. 적외선 카메라 원가 구조 69
그림 2-3. Night vision의 시장 예측 70
그림 2-4. 비냉각 마이크로볼로미터 개발 동향 77
그림 3-1. MRO의 모습 80
그림 3-2. MROI 모형도 80
그림 3-3. Unit telescope와 dome의 모습 81
그림 3-4. The Beam-Train foundation 82
그림 3-5. BCF로 빛이 모이는 관들 82
그림 3-6. Beam travel tube. (a) Delay line의 tube 모습 (b) tube의 내부... 83
그림 3-7. Beam combining area 83
그림 4-1. 섬유강화 복합재료와 응용. (a) 섬유강화복합재료 개념도 (일방... 86
그림 4-2. 섬유강화복합재료가 적용되는 인공위성의 주요 구조 (오렌지색 강조) (a)... 88
그림 4-3. Composite lattice frame for the solar cells array 89
그림 4-4. CFRP 안테나의 형상과 성능들 90
그림 4-5. CFRP로 제작된 전개형 안테나 91
그림 4-6. 화성탐사선 MAVEN의 High-Gain Antenna structure (NASA... 91
그림 4-7. Orion Multipurpose Crew Vehicle 복합재료 적용 사례. (a) Exterior of... 92
그림 4-8. CAD representation of... 93
그림 4-9. Artist's impression of... 94
그림 4-10. Space origami such as solar panels, boom systems and... 95
그림 4-11. eROSITA의 모습 96
그림 4-12. BLAST-TNG 망원경의 디자인 97
그림 4-13. 마이크로파 망원경용 CFRP 반사경 제작 공정 97
그림 4-14. RICH 반사경을 위한 니켈 코팅된... 101
그림 4-15. RICH... 101
그림 4-16. RICH 반사경 시제품 사진 101
그림 4-17. HSTS-1000 경통 102
그림 4-18. 섬유강화복합재료 경통 102
그림 4-19. NASA의 PSR 프로그램에서 개발한 망원경들 103
그림 4-20. Large Deployable Reflector의 모델 104
그림 4-21. 다양한 크기의 알루미늄... 104
그림 4-22. 복합소재 반사경의 시간에 따른 기술발전도 105
그림 4-23. 복합소재 패널의 해석을 위한 모델 전개과정 106
그림 4-24. 구경 1.4 m의 CFRP 망원경 107
그림 4-25. 구경 4 인치의 CFRP... 108
그림 4-26. 4인치 CFRP 반사경에 대한 간섭계 측정결과. 맨드렐... 109
그림 4-27. 온도변화 2℃에 따른 곡률 변화를 보여주는 간섭계... 109
그림 4-28. CFRP 반사경에 사용되는 광기계 지지대의 형태. 링과... 110
그림 4-29. CFRP 반사경에 엑츄에이터들을 붙인 사진. 앞면과 뒷면 111
그림 4-30. 지름 16 인치급의 조각 반사경 112
그림 4-31. 광학파면의 수차를 보정하기 위한 적응제어 테스트베드 113
그림 4-32. 탄소나노튜브로 만든 큐브위성용 거울 114
그림 4-33. TALC 모형과 전개도 114
그림 4-34. Optical design of the TALC and simplified mass model 115
그림 4-35. CFRP 반사경의 제작 공정 117
그림 4-36. 반사경 표면의 형상정밀도 측정 118
그림 4-37. 완성된 CFRP 반사경 119
그림 4-38. CMA사의 가공기와 가공된 유리 mandrel 121
그림 4-39. 기계적인 연마공정의 형태 (시편 회전, 공구 회전) 130
그림 4-40. 전형적인 광학 연마 가공기의 축 구성 예 131
그림 4-41. 개발된 광학표면 생성이 가능한 기계 연마 가공기들. CUPE... 131
그림 4-42. 기계화학 연마기들. 로보틱 연마, 탄성 방출... 132
그림 4-43. 수정 연마가공법의 플로우챠트 133
그림 4-44. 수정 연마가공에서 단위제거함수와 체재시간의 정의 134
그림 4-45. JAXA의 CFRP mirror. (Ultra-low areal... 135
그림 4-46. Structure and picture of Xi'an CFRP mirror 136
그림 4-47. The ZYGO pictures of coated CFRP mirror for different... 137
그림 4-48. Grid forming... 138
그림 4-49. Mirror body with carbon... 138
그림 5-1. 소형위성의 연도별 현황 141
그림 5-2. 브라질의 첫 로켓 148
그림 5-3. Brazilian Complete Space... 148
그림 5-4. 브라질의 INPE와 SCD-2 149
그림 5-5. CBERS-2의 발사장면과 위성 149
그림 5-6. 중남미의 소형위성 현황 153
그림 5-7. 콜럼비아의 Libertad 2 모델 153
그림 5-8. 코스타리카 Irazu의 문장 도안 154
그림 5-9. 칠레의 우주개발 현황 (a) 연대표 (b) 협력기관 154
그림 5-10. 중국 장정 로켓의 발사장면 사진 165
그림 5-11. 중국 CASC의 산하기관들 조직도 166
그림 5-12. Entoto Observatory and Research Center. The two... 173
그림 5-13. UN이 선정한 17가지 전지구적 목적 182
그림 5-14. 아이스샛 1호가 촬영한 남극 사진 194
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