STEP Cube Lab-II (Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project-II)은 한국항공우주연구원 주최의 2019 큐브위성 경연대회를 통해 최종 선정되어 개발 중에 있는 6U(10cm×20cm×30cm) 규격의 초소형위성의 명칭이다. 본 위성의 주요 임무목적은 최근 폭발 위험성이 제시되고 있는 백두산 폭발징후를 비롯한 지구상의 여러 관심대상에 대해 광학/중적외선/장적외선 다중밴드 관측을 수행하는 것이다.

제안된 임무의 주요 특징은 총 3가지 상이한 밴드에서 획득된 광학/적외선 영상을 지상에서 수신하여 영상 합성기법 적용을 통해 광학영상 기반의 적외선 해상도 향상 및 적외선 영상 필터링 기반의 Hot Spot(화재, 용암 등) 감지 성능을 향상시키는 등 적외선 영상정보를 극대화하는 것이다. 특히 이는 초소형위성의 제한적인 중량 및 체적으로 인한 탑재 카메라의 크기 제약에 따른 해상도(GSD) 등 물리적 성능한계를 극복 가능할 것으로 판단된다. 상기 임무를 위해 국내 산업체 및 대학에서 개발된 초소형위성용 카메라 및 태양전지판 관련 신기술들이 탑재되었으며, 궤도 운영을 통해 기술검증을 수행하는 것이 부 임무목적이다. 따라서 본 프로젝트에서 시도되는 기술은 최근 각광받기 시작한 초소형 군집위성 구현을 통한 다양한 우주임무를 실현함에 있어서 위성의 임무성능 향상을 위해 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

STEP Cube Lab-II 임무를 통해 검증되는 탑재체 기술은 총 7가지이다. 우선, 주 탑재체인 초소형위성용 카메라 관련 기술로 ㈜뷰웍스에서 개발한 전자광학 카메라는 국내 최초 상용화된 Hybrid TDI Line Scan 센서를 탑재하였으며, 최대 128 TDI step으로 선명한 광학영상 획득이 가능한 장점을 갖는다. 중적외선 및 장적외선 카메라는 각각 해외 SCD 및 국내 ㈜한화시스템에서 개발하였으며, 중/장적외선 영상 합성을 통해 적외선 영상정보 극대화가 가능하다. 그리고, ㈜에델테크에서 개발한 주 탑재체 영상데이터 처리시스템은 상기 카메라 3대에서 획득된 영상 데이터를 압축하여 X-밴드 송신기를 통해 지상으로 전송하는 역할을 수행한다.

부 탑재체인 태양전지판 관련 신기술은 3가지이다. 우선 고댐핑 적층형 태양전지판은 PCB 기반 전개형 태양전지판 후면에 동일 소재의 보강재를 점탄성 테이프로 다층 적층함으로서 테이프 자체의 점탄성 특성 및 적층부-보강재 간의 마찰에 따라 일반 소재로 구현 불가한 수준의 고댐핑 성능 구현이 가능하여 진동환경 하에서의 태양전지 판 구조건전성 보장에 효과적인 기술이다. 포고핀 기반 구속분리장치는 분리장치 작동 시 전력 인가, 분리 스프링, 분리 확인용 스위치의 여러 가능을 전기적 접속 H/W 인 포고핀 적용만으로 모두 구현 가능하며, 이는 해외 초소형위성용 분리장치 기술 대비 차별화되는 장점이다. 마지막으로, 태양전지판 구동장치는 태양위치를 추적하고 구동기로 태양전지판이 원활한 전력생성을 위해 태양을 지속적으로 지향할 수 있도록 하는 장치로, 초소형위성용 구동장치는 본 프로젝트에서 국내 최초로 개발된다.

위성체는 크게 4U 크기의 주 탑재체 모듈과 2U 크기의 버스시스템으로 구성되며, 부 탑재체는 모두 위성체 외곽에 장착된다. STEP Cube Lab의 버스시스템 및 탑재체는 모두 중앙의 Interface Board(IFB)를 경유하여 OBC와의 데이터 송/수신을 수행한다. 주 탑재체 카메라 3대는 모두 영상처리 시스템(PDHS)에 연결되며, PDHS는 Space Wire 프로토콜을 통해 OBC와 연결된다.

출처

광학/중적외선/장적외선 다중밴드 지구관측을 위한 6U 초소형위성 STEP Cube Lab-II 시스템 예비설계

Preliminary System Design of 6U CubeSat STEP Cube Lab-II for Visible/MWIR/LWIR Multi-band Earth Observation

한국항공우주학회 2020 춘계학술대회

2019년 KARI 큐브위성경연대회의 기술검증형 분야로 선정된 조선대학교 공과대학 스마트이동체융합시스템공학부 오현웅 교수 연구팀의 초소형위성으로, 주 임무는 지구관측이고, 부 임무는 탑재체 기술검증임. 2022년 5월 누리호 2차 시험발사 때 탑재되어 임무궤도로 올라갈 예정.

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