글쓴이 : 지누짱

조회 : 1,522  

2015-02-16

우주산업체가 정지궤도용 위성과 저궤도용 위성에 모두 사용할 수 있는 표준형 위성탑재 컴퓨터와 위성자세 감지센서인 광학형 자이로를 개발했다.
미래창조과학부는 15일 62339 지원을 받은 AP우주항공㈜과 ㈜파이버프로가 각각 표준형 위성탑재 컴퓨터와 위성자세 감지센서인 광학형 자이로의 국산화에 성공, 지상모의환경시험(QM)을 통과했다고 밝혔다. 
이 장비들은 2017년 발사를 위해 ‘표준·모듈·소형화’된 100㎏급 위성으로 개발중인 차세대 소형위성에 실려 우주환경 검증을 받게 된다.
이 컴퓨터는 LEON 프로세서를 이용해 처리속도를 3배 이상 향상시켰고 컴퓨터 내 구성 모듈 간의 통신 방식 및 위성 내 다른 장치와의 통신 방식을 표준화했다.
이 기술을 적용하면 신규 위성을 개발할 때마다 탑재컴퓨터를 새로 개발하지 않고 필요한 기능 모듈을 조합해 재구성하는 방식으로 탑재컴퓨터를 제작할 수 있어 개발 기간 단축과 개발 비용 절감이 기대된다고 연구진은 밝혔다. 
광학형 자이로는 위성의 회전을 감지하는 센서로 자세제어 및 항법에 필수적인 장치이다. 인공위성에도 카메라로 지상을 관측할 때 정밀한 자세 제어가 필요해 자이로가 꼭 필요하다.
이번에 개발된 광학형 자이로는 우주 방사선 환경에 적합한 광섬유 900ｍ를 지름 6㎝ 고리형태로 감아 만든 간섭계로 위성의 회전운동을 감지하는 장치로 6개월에 1바퀴 정도로 느리게 회전하는 운동(0.1deg/hr급)도 감지할 수 있다.
㈜파이버프로 이봉완 이사는 “자이로는 군사적 용도의 활용 가능성 때문에 국제적으로 수출입이 엄격히 관리되고 있어 독자적인 기술력 확보가 필요한 분야”라며 “자이로 성능을 높이고 다양한 목적의 위성에 활용하기 위한 연구를 계속 할 것”이라고 말했다.
저자 연합뉴스 제공
원문 사이언스타임즈
출처 https://www.sciencetimes.co.kr/?p=133318



공식발표


표준형 위성컴퓨터 및 광학형 자이로기술 국산화
미래창조과학부 2015.02.16
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표준형 위성탑재컴퓨터 및 광학형 자이로 기술 국산화
- 연구개발 성과 2017년 차세대 소형위성 탑재 예정 -

□ 국내 우주산업체가 정지궤도용 위성과 저궤도용 위성에 공통으로 사용할 수 있는 표준형 위성탑재 컴퓨터와 위성자세 감지 센서인 광학형 자이로를 개발하여 위성핵심부품의 국산화에 성공하였다. o 동 기술은 AP우주항공(주)과 (주)파이버프로가 미래창조과학부 우주핵심기술개발사업의 지원을 받아 개발되어 지상모의환경시험(QM)을 통과하였고 ‘17년 차세대소형위성*에 탑재되어 우주환경에서 검증될 예정이다. * 표준화?모듈화?소형화된 100kg급 소형위성개발사업(총 사업비 350억, ‘12년~’17년)

□ 이번에 개발된 위성탑재컴퓨터(AP 우주항공 개발)는 유럽의 최신 위성에서 사용되고 있는 LEON 프로세서**를 이용하여 위성의 데이터 처리, 자세 및 궤도 제어 기능을 수행하는 중앙 컴퓨터로, 위성기술 국산화에 핵심이 되는 전자장치이다. ** 기존의 CPU를 대체하는 차세대 우주용 CPU로 다목적위성6호 등 신규 위성에 적용 예정 o 지금까지 국내 위성탑재컴퓨터는 표준화 기술이 적용되어 있지 않아 위성별로 각각 개발되어 왔으나, LEON 프로세서를 이용함으로써 컴퓨터의 처리속도를 3배 이상 향상시켰고, 컴퓨터 내 구성 모듈 간의 통신 방식 및 위성 내 다른 장치와의 통신 방식을 표준화 하였다. o 동 기술을 적용하면 신규 위성을 개발할 때마다 탑재컴퓨터를 새로이 개발하지 않고, 필요한 기능 모듈을 조합하여 재구성하는 방식으로 탑재컴퓨터를 제작할 수 있어 개발 기간을 단축하고 개발 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

□ 자이로(파이버프로 개발)는 회전을 감지하는 센서로 자세제어 및 항법에 있어 필수적인 요소이며, 인공위성에도 카메라를 이용한 지상 관측 등을 위해 정밀한 자세 제어가 필요하여 자이로를 활용하고 있다. o 자이로는 군사적인 용도의 활용 가능성 때문에 수출입이 엄격히 관리되어 독자적인 기술력 확보가 필요한 분야로 우주핵심기술 국산화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

□ 미래부 관계자는 ??박근혜 정부의 국정과제 ‘우주기술 자립으로 우주강국 실현’을 위해 우주핵심기술개발사업을 확대하여 동 성과와 같은 우주핵심부품의 국산화를 지속적으로 이루어 나갈 예정이다??라고 언급하였다.
[출처] 대한민국 정책브리핑 (www.korea.kr)






밑에 글에서 도나님이 자이로 국산화가 불가능하다는 댓글을 보고 찾아보니 이런 기사가 떴는데 저기사내용의 군사적의미는 무엇인가요






광학자이로ㅡ나무위키

빛의 간섭효과등을 이용하여 만든 자이로스코프. 보통 Ring Laser Gyroscope라고도 한다. 개념 자체는 굉장히 오래되었으나 60년대 후반부터 항공기나 미사일등의 정밀 센서로 각광을 받고있다. 아무래도 기계식 자이로스코프보다는 가벼운것이 특징. 또한 일반적인 반도체 자이로스코프에 비해 극도로 높은 정밀도를 가지기에 비행기나 탄도미사일 등 관성항법을 수행하는 경우엔 꼭 이 자이로를 사용한다. 원리는 밑의 광섬유 방식 레이저 자이로스코프와 동일하나 광섬유대신 거울로 레이저의 경로를 설정한다는 점이 다르다.

아래 내용은 KAIST 김병윤 교수의 수업 PT 중 일부입니다
1. 광원에서 빛이 나온다.
2. 방향성 결합기 통과 → 2갈래로 쪼개짐
3. 광섬유 코일을 통과
4. 하나는 편광기를 지나게 해서 위상을 레퍼런스로 고정
5. 나머지 하나는 그냥 회전하는 자이로스코프에서 빛은 Sagnac 효과에 의해 진행길이 변화에 의한 위상차가 발생하므로, 방향성 결합기에서 레퍼런스와의 보간 간섭 때에 출력이 낮아짐. 정지한 상태에선 둘 다 같은 위상이므로 최대 출력이 나옴
6. 이걸 그냥 포토커플러로 받아들임
7. 적당히 처리하기.

란 원리로 작동하는 자이로스코프이다. 이 센서는 각가속도 값이 아니라 각속도값이 나오므로 각도를 구하려면 한번만 적분하면 된다.


6축 자이로센서는 X,Y,Z 축에 대해 회전각 검출을 위한 자이로 3개와, X, Y, Z 축에 대한 가속도 센서 3개가 들어있다.

그리고, 자이로는 매우 비싼 물건으로, MEMSIC 같은 전문회사 제품은 1700만원 정도의 고가 제품이다. 이는 MEMS 자이로 칩도 예외는 아닌지라 자이로칩셋도 사보면 알겠지만 무라타 1축 자이로가 5만원(…).



물론 이것도 미사일이나 우주선에 들어가는 것에 비하면 무지하게 싼 편이다. 저런 것에 들어가는 자이로는 보통 억 소리 난다.
이런 ♥무기급 자이로스코프는 국내에서는 한화와 LIG넥스윈의 미사일 사업부에서 만든다.♥



휴대폰에 6축 자이로가 들어가니 한번 생각해보면 좋을 것이다.

닌텐도 Wii의 주변기기인 모션플러스에도 꽤 쓸만한 센서가 들어가 있어서, 센서만 떼어다 멀티콥터등에 사용하기도 한다. 일명 멀티위. 멀티위에는 눈차크와 모션플러스가 필요한데, 눈차크에는 가속도 센서, 모션플러스에는 자이로 센서가 들어있기 때문이다(위모콘에도 가속도 센서가 있긴 하지만, 위모콘 자체는 필요 없다.).

보통 항공기나 미사일, 선박등은 이 자이로스코프와 가속도계를 조합하여 관성항법을 수행한다. 자이로스코프의 오차보정방법으로는 칼만 필터가 있다. 칼만 필터는 물리적인 필터가 아니라 동역학모델과 다른 센서를 주기적으로 이용해서 자이로스코프의 오차(일반적으로 바이어스)를 검출하는 소프트웨어필터이다. 여담이지만 아폴로는 별을 이용하여 INS를 정렬하였으며 인공위성에서는 별을 이용한 스타센서를 사용해서 자이로스코프의 오차를 보정하는 방법이 널리 쓰이고 있다.