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기계

CubeSat의 국내외 최근 개발 동향 (동향보고서)

지난 누리호 2차 발사 때 누리호의 위성 탑재 능력을 검증하는 성능검증위성(180kg)에서 국내 대학 연구팀들이 개발한 4대의 CubeSat 위성이 성공적으로 발사되어 약 2년 동안 태양동기궤도(600 ~800km)에서 운용될 예정이다. CubeSat의 역사는 약 20년 정도로, 1999년 스탠퍼드대학의 Bob Twiggs 교수와 캘리포니아 폴리텍(California Polytechnic) 주립대의 Jordi Puig-Suari 교수가 대학원생들의 지구 저궤도 인공위성 개발 교육용으로 CubeSat에 대한 기본 모델을 처음으로 제안하였다[1]. 2003년에 최초의 CubeSat이 러시아의 Eurockot 발사체에 탑재되어 발사되었으며, 2021년 8월 기준으로 1,600개의 CubeSat이 발사되었다[1]. CubeSat의 표준 사이즈는 10cm×10cm×10cm가 기본 크기로 1U(unit)이며, 1U 단위로 2kg을 넘지 않고, 0.5U, 1U, 1.5U, 2U, 3U로 축소 및 확장이 가능하다[1]. 그림 1과 같이 표준화된 CubeSat의 형상에 맞춰 구조물이나 기본 통신 플랫폼 등은 상용화되어 판매되고 있다[2].

CubeSat의 작은 크기는 한 발사체에 여러 대의 CubeSat을 한 번에 발사할 수 있다는 장점이 있다. 2017년 인도의 ISRO(Indian Space Research Organisation)은 자국 로켓 PSLP(Polar Satellite Launch Vehicle)-C37에 104개의 위성을 한 번에 쏘아 올렸으며 이때 총 탑재중량은 650kg이었다. 104개의 위성 중 3대는 CubeSat, 나머지 101대는 나노위성급이었다[1]. 인공위성은 중량으로 구분된다. CubeSat이 2kg 미만, 나노위성은 1~10kg, 마이크로위성은 10~100kg(나로호의 탑재중량이 100kg), 미니위성은 100~350kg, 중형 위성은 500~1000kg, 대형 위성은 1000kg 이상이다[3].
CubeSat은 초기에는 교육 목적으로 개발되었기에 지구 저궤도에서 지구 대기 관측이나 아마추어 통신 등으로 주로 사용되었지만 최근에는 달 탐사(아르테미스 프로그램)나 화성 탐사에도 사용되고 있다. 2018년에 NASA의 MarCO CubeSat이 화성 탐사를 위해 최초로 지구 궤도를 벗어나 우주비행을 수행하기도 했다[1]. CubeSat은 저렴한 비용으로 위성이 수행하는 일부 기능을 활용할 수 있다는 장점이 있고 표준화된 규격으로 상용 판매가 되고 있기에 개발도상국이나 민간기업체, 대학에서 많이 사용하고 있다. 2013년까지 CubeSat은 대학 연구소나 아마추어들의 과학적 목적으로 주로 사용되었지만, 2014년 이후는 상업적 목적으로 더 많이 사용되고 있다[1].
 
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댓글 2

손지훈(htlaz) 2022-08-18

지난 누리호2차 발사 때 구구내 4개대학들의 성공적 4대 Cube Sat발사를 보고 관련 이 시장 또한 우리나라가 힘을 쓰겠구나 라고
아주 좋아하였는데 우리 관련 기술들의 빠른 성장을 고대합니다.홧팅!

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김채형(avalonkch) 2022-08-19

지난 국내 발사 cubesat 4대 중에 2대는 정상 통신이 되고 있으나 2대는 아직 정상통신이 안되고 있어서 안타깝습니다. cubesat을 사용한 군집 비행 등 다양한 적용이 기대되는 분야입니다.

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