KR102589825B1 - Satellite device and method for operating thereof - Google Patents

Satellite device and method for operating thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102589825B1
KR102589825B1 KR1020220162929A KR20220162929A KR102589825B1 KR 102589825 B1 KR102589825 B1 KR 102589825B1 KR 1020220162929 A KR1020220162929 A KR 1020220162929A KR 20220162929 A KR20220162929 A KR 20220162929A KR 102589825 B1 KR102589825 B1 KR 102589825B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
satellite
electrical energy
cable
power generation
generation unit
Prior art date
Application number
KR1020220162929A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김동건
Original Assignee
한화시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화시스템 주식회사 filed Critical 한화시스템 주식회사
Priority to KR1020220162929A priority Critical patent/KR102589825B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102589825B1 publication Critical patent/KR102589825B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/421Non-solar power generation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/244Spacecraft control systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/425Power storage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/44Arrangements or adaptations of power supply systems using radiation, e.g. deployable solar arrays
    • B64G1/446Thermal solar power generation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04Friction generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/06Influence generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

본 발명은 인공위성 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 인공위성으로서, 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 보조 발전부; 및 상기 보조 발전부에서 생산되는 전기 에너지를 저장할 수 있고, 상기 보조 발전부에 연결되는 저장부;를 포함하고, 인공위성이 발사에서 임무를 수행하기까지 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. The present invention relates to an artificial satellite and a method of operating the same, which includes an auxiliary power generation unit capable of producing electrical energy using vibration; And a storage unit that can store the electrical energy produced by the auxiliary power generation unit and is connected to the auxiliary power generation unit. It can shorten the time required for a satellite to perform its mission from launch.

Description

인공위성 및 그 운용 방법{Satellite device and method for operating thereof}Satellite device and method for operating the same}

본 발명은 인공위성 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공위성에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 인공위성 및 그 운용 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a satellite and a method of operating the same, and more specifically, to a satellite that can produce electrical energy using vibrations generated from the satellite and a method of operating the same.

최근에는 군수 산업 및 군사 전략 수립 등에 있어 인공위성의 활용도 및 중요도가 점차 증가하고 있다. 이와 같은 인공위성에는 일반적으로 인공위성이 임무를 수행할 수 있는 전력을 생산할 수 있도록 태양전지판이 구비된다.Recently, the utilization and importance of satellites are gradually increasing in the military industry and military strategy establishment. Such satellites are generally equipped with solar panels so that the satellite can produce power to perform its mission.

인공위성은 태양전지판이 접혀 있는 상태로 발사체에 장착되어 발사되며, 인공위성이 임무 궤도에 도달하여 발사체가 분리된 후, 태양전지판은 인공위성으로부터 전개되어 태양광을 받아 전력을 생산한다. Satellites are launched by being mounted on a launch vehicle with the solar panel folded. After the satellite reaches the mission orbit and the launch vehicle is separated, the solar panel is deployed from the satellite to receive sunlight and generate power.

한편, 인공위성은 발사체가 분리되면, 일정 시간 동안 불규칙하게 움직이다가 기동하여 자세를 바로 잡고, 태양전지판을 전개한다. 그런데 인공위성이 태양전지판을 전개하기 이전까지 전력 생산을 할 수 없고, 태양전지판을 전개한 이후에도 일정 시간 동안 전력을 충분하게 생산하기 어렵기 때문에 본래의 임수를 수행하기 까지 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. On the other hand, when the satellite is separated from the launch vehicle, it moves irregularly for a certain period of time, then maneuvers, corrects its attitude, and deploys solar panels. However, the satellite cannot produce power until the solar panel is deployed, and even after the solar panel is deployed, it is difficult to produce sufficient power for a certain period of time, so there is a problem that it takes a lot of time to carry out the original mission. .

KRKR 10-175436210-1754362 BB

본 발명은 인공위성의 발사에서 임무수행까지 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 인공위성 및 그 운용 방법을 제공한다. The present invention provides an artificial satellite and a method of operating the same that can shorten the time required from satellite launch to mission performance.

본 발명의 실시 형태에 따른 인공위성은, 인공위성으로서, 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 보조 발전부; 및 상기 보조 발전부에서 생산되는 전기 에너지를 저장할 수 있고, 상기 보조 발전부에 연결되는 저장부;를 포함할 수 있다.An artificial satellite according to an embodiment of the present invention includes an auxiliary power generation unit capable of producing electrical energy using vibration; And a storage unit capable of storing electrical energy produced by the auxiliary power generation unit and connected to the auxiliary power generation unit.

상기 인공위성의 외형을 형성하는 프레임부; 및 상기 프레임부에 설치되는 전자모듈부;를 더 포함하고, 상기 보조 발전부와 상기 저장부는 상기 전자모듈부에 연결될 수 있다.A frame part forming the external shape of the satellite; And an electronic module unit installed in the frame unit, wherein the auxiliary power generation unit and the storage unit may be connected to the electronic module unit.

상기 전자모듈부는, 적어도 하나의 전자모듈; 및 상기 전자모듈에 신호 및 전원 중 적어도 하나를 공급하기 위한 케이블;을 포함하고, 상기 보조 발전부는, 상기 케이블에 연결될 수 있다.The electronic module unit includes at least one electronic module; and a cable for supplying at least one of a signal and power to the electronic module, wherein the auxiliary power generation unit may be connected to the cable.

상기 보조 발전부는, 상기 케이블의 일부를 상기 프레임부와 이격시키도록 상기 프레임부에 설치될 수 있다.The auxiliary power generation unit may be installed in the frame unit to separate a portion of the cable from the frame unit.

상기 보조 발전부는, 상기 케이블의 제1위치에 연결되고, 상기 케이블이 연장되는 방향에 교차하는 방향으로 연장되도록 상기 프레임부에 설치되는 제1지지체; 상기 케이블의 제2위치에 연결되고, 상기 제1지지체와 이격되도록 상기 프레임부에 설치되는 제2지지체; 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있고, 상기 제1지지체와 상기 제2지지체 사이에 배치되는 보조발전기; 및 상기 케이블과 상기 보조발전기에 연결되는 진동전달부재;를 포함할 수 있다.The auxiliary power generation unit includes a first support connected to a first position of the cable and installed on the frame unit to extend in a direction intersecting the direction in which the cable extends; a second support connected to a second position of the cable and installed on the frame to be spaced apart from the first support; An auxiliary generator capable of producing electrical energy using vibration and disposed between the first support and the second support; And it may include a vibration transmission member connected to the cable and the auxiliary generator.

상기 보조발전기는, 상기 프레임부에 고정 설치될 수 있다.The auxiliary generator may be fixedly installed on the frame part.

상기 진동전달부재는, 탄성체를 포함할 수 있다.The vibration transmission member may include an elastic body.

상기 제1지지체와 상기 제2지지체 사이의 거리는, 상기 케이블의 제1위치에서 제2위치까지 길이보다 짧을 수 있다.The distance between the first support and the second support may be shorter than the length from the first position to the second position of the cable.

상기 보조발전기는 압전 방식, 정전기 방식 및 전자기 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하는 진동 에너지 하베스터를 포함할 수 있다.The auxiliary generator may include a vibration energy harvester using at least one of a piezoelectric method, an electrostatic method, and an electromagnetic method.

상기 보조 발전부는 상기 케이블에 복수개 연결될 수 있다.A plurality of auxiliary power generation units may be connected to the cable.

상기 케이블은 다발로 형성되는 하니스 케이블(haness cable)을 포함하고, 상기 보조 발전부는 상기 하니스 케이블 중 2개 이상의 케이블에 연결될 수 있다 The cable includes a harness cable formed in a bundle, and the auxiliary power generation unit may be connected to two or more cables of the harness cable.

태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하도록 상기 프레임부에 설치되는 주발전부를 더 포함하고, 상기 주발전부는, 상기 저장부에 연결될 수 있다.It may further include a main power generation unit installed on the frame unit to produce electric energy using solar heat, and the main power generation unit may be connected to the storage unit.

본 발명의 실시 형태에 따른 인공위성 운용방법은, 인공위성을 발사하고, 비행시키는 과정; 및 상기 인공위성에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하고 저장하는 과정;을 포함할 수 있다.A method of operating a satellite according to an embodiment of the present invention includes the processes of launching and flying a satellite; and a process of producing and storing electrical energy using vibration generated from the satellite.

상기 전기 에너지를 생산하고 저장하는 과정은, 상기 인공위성에 설치되는 케이블에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 과정; 및 생산된 전기 에너지를 저장하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of producing and storing the electrical energy includes: producing electrical energy using vibration generated from a cable installed on the satellite; and a process of storing the produced electrical energy.

상기 전기 에너지를 생산하고 저장하는 과정 이후에, 저장된 전기 에너지를 이용하여 상기 인공위성을 작동시키는 과정;을 더 포함할 수 있다.After the process of producing and storing the electrical energy, the process of operating the satellite using the stored electrical energy may be further included.

상기 인공위성을 작동시키는 과정은, 상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정을 포함할 수 있다.The process of operating the satellite may include the process of controlling the attitude of the satellite.

상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정은, 태양열 집열판이 태양을 향하도록 상기 인공위성의 자세를 전환시키는 과정을 포함할 수 있다.The process of controlling the attitude of the satellite may include changing the attitude of the satellite so that the solar collector faces the sun.

상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정 이후에, 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 과정; 및 생산된 전기 에너지를 저장하는 과정;을 포함할 수 있다.A process of producing electrical energy using solar energy after the process of controlling the attitude of the satellite; and a process of storing the produced electrical energy.

상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정 이후에, 상기 태양열에 의해 생산되는 전기 에너지를 이용하여 임무를 수행할 수 있다.After the process of controlling the attitude of the satellite, the mission can be performed using the electrical energy produced by solar heat.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 인공위성에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하고 저장할 수 있다. 즉, 인공위성에 진동을 전기 에너지로 전환할 수 있는 진동 에너지 하베스터를 설치하고, 인공위성이 발사되고 비행하는 과정에서 발생되는 진동을 전기 에너지를 생산하고 저장할 수 있다. 이렇게 생산되고 저장되는 전기 에너지는 인공위성이 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하기 이전에 인공위성을 작동시키기 위한 초기 에너지로 사용될 수 있다. 따라서 인공위성이 발사에서 임무를 수행하기까지 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, electrical energy can be produced and stored using vibration generated from a satellite. In other words, a vibration energy harvester that can convert vibration into electrical energy can be installed on a satellite, and the vibration generated during the launch and flight of the satellite can be produced and stored as electrical energy. The electrical energy produced and stored in this way can be used as initial energy to operate the satellite before the satellite produces electrical energy using solar heat. Therefore, the time it takes for a satellite to complete its mission from launch can be shortened.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성에 설치되는 보조 발전부를 보여주는 도면.
도 4는 보조 발전부의 작동 상태를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성 운용방법을 보여주는 순서도.
1 is a diagram schematically showing an artificial satellite according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram schematically showing the internal structure of a satellite according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing an auxiliary power generation unit installed on a satellite according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the operating state of the auxiliary power generation unit.
Figure 5 is a flow chart showing a satellite operation method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The embodiments of the present invention only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to those of ordinary skill in the art. It is provided to provide complete information. In order to explain the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and like symbols in the drawings refer to like elements.

본 발명의 실시 예에 따른 인공위성 및 그 운용방법은, 인공위성을 인공위성 탑재장치에 탑재하고, 발사체에 의해 우주로 발사시킬 때, 인공위성에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 생산된 전기 에너지를 인공위성의 운용에 사용할 수 있다. 한편, 인공위성은 본체와 탑재체가 구분되어 있는 대형 및 중형 인공위성과, 본체와 탑재체가 일체형으로 형성되는 소형 또는 초소형 인공위성으로 구분될 수 있다. 이때, 대형 인공위성의 무게는 1000㎏ 이상이고, 중형 인공위성의 무게는 500 내지 1000㎏ 정도이고, 소형 인공위성의 무게는 100 내지 500㎏ 정도이며, 초소형 인공위성의 무게는 100㎏ 이하이다. 이하에서는 인공위성을 본체와 탑재체가 일체형으로 형성되고 무게가 100㎏ 이하인 초소형 인공위성으로 예시한다. 그러나 인공위성은 초소형 인공위성에 한정되지 않고 다양할 수 있다. The artificial satellite and its operating method according to an embodiment of the present invention produce electrical energy using vibration generated from the satellite when the artificial satellite is mounted on a satellite loading device and launched into space by a launch vehicle, and the produced electrical energy Can be used in the operation of artificial satellites. Meanwhile, artificial satellites can be divided into large and medium-sized satellites in which the main body and payload are separated, and small or micro satellites in which the main body and payload are formed as one piece. At this time, the weight of a large satellite is 1000 kg or more, the weight of a medium-sized satellite is about 500 to 1000 kg, the weight of a small satellite is about 100 to 500 kg, and the weight of a micro-satellite is 100 kg or less. Hereinafter, an artificial satellite is exemplified as a micro-satellite whose main body and payload are formed as one piece and weighs less than 100 kg. However, satellites are not limited to micro-satellites and can be diverse.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성의 구조를 개략적으로 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성을 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성에 설치되는 보조 발전부를 보여주는 도면이고, 도 4는 보조 발전부의 작동 상태를 보여주는 도면이다. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the structure of an artificial satellite according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram exemplarily showing an artificial satellite according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of an artificial satellite according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the auxiliary power generation unit installed on the satellite, and Figure 4 is a diagram showing the operating state of the auxiliary power generation unit.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성(100)은, 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 보조 발전부(132)와, 생산되는 전기 에너지를 저장할 수 있고, 보조 발전부(132)에 연결되는 저장부(133)를 포함할 수 있다. 또한, 인공위성(100)은 인공위성(100)의 외형을 형성하는 프레임부(110)와, 프레임부(110)에 설치되는 전자 모듈부(120)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, the satellite 100 according to an embodiment of the present invention includes an auxiliary power generation unit 132 capable of producing electrical energy using vibration, storing the produced electrical energy, and auxiliary power generation unit 132 capable of producing electrical energy using vibration. It may include a storage unit 133 connected to the power generation unit 132. Additionally, the satellite 100 may include a frame unit 110 that forms the external shape of the satellite 100 and an electronic module unit 120 installed in the frame unit 110.

프레임부(110)는 내부에 전자 모듈부(120), 보조 발전부(132) 및 저장부(133)를 수용하고, 지지할 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 프레임부(110)는 복수의 수평프레임(111)과 수직프레임(112)을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 수평프레임(111)은 사각틀 형상으로 형성되고, 상하방향으로 이격되어 서로 나란하게 배치되는 제1수평프레임(111a), 제2수평프레임(111b) 및 제3수평프레임(111c)을 포함할 수 있다. 복수의 수직프레임(112)은 상하방향으로 연장되는 바 형상으로 형성되고, 제1수직프레임(112a), 제2수평프레임(111b) 및 제3수평프레임(111c)을 연결하는 제1수직프레임(112a), 제2수직프레임(112b), 제3수직프레임(미도시) 및 제4수직프레임(미도시)을 포함할 수 있다. 복수의 수평프레임(111)과 복수의 수직프레임(112)은 서로 연결되어 대략 육면체 형상의 틀 구조를 형성할 수 있다. 이때, 제1수직프레임(112a), 제2수직프레임(112b), 제3수직프레임(미도시) 및 제4수직프레임(미도시)은 제1수평프레임(111a), 제2수평프레임(111b) 및 제3수평프레임(111c)의 각 코너에 연결될 수 있다. 이러한 구성을 통해 프레임부(110)는 제1수평프레임(111a)과 제2수평프레임(111b) 사이, 및 제2수평프레임(111b)과 제3수평프레임(111c) 사이에 전자 모듈부(120)를 설치하고 지지할 수 있는 공간을 마련할 수 있다. 이처럼, 인공위성(100)을 복수의 프레임을 이용하여 제작하면, 인공위성(100)의 무게를 경량화시킬 수 있다. The frame unit 110 may form a space capable of accommodating and supporting the electronic module unit 120, the auxiliary power generation unit 132, and the storage unit 133 therein. The frame unit 110 may include a plurality of horizontal frames 111 and vertical frames 112. At this time, the plurality of horizontal frames 111 are formed in a rectangular frame shape and include a first horizontal frame 111a, a second horizontal frame 111b, and a third horizontal frame 111c that are spaced apart in the vertical direction and arranged side by side. It can be included. The plurality of vertical frames 112 are formed in a bar shape extending in the vertical direction, and connect the first vertical frame 112a, the second horizontal frame 111b, and the third horizontal frame 111c ( 112a), a second vertical frame 112b, a third vertical frame (not shown), and a fourth vertical frame (not shown). The plurality of horizontal frames 111 and the plurality of vertical frames 112 may be connected to each other to form a frame structure of approximately a hexahedron shape. At this time, the first vertical frame (112a), the second vertical frame (112b), the third vertical frame (not shown), and the fourth vertical frame (not shown) are the first horizontal frame (111a) and the second horizontal frame (111b). ) and can be connected to each corner of the third horizontal frame 111c. Through this configuration, the frame unit 110 has an electronic module unit 120 between the first horizontal frame 111a and the second horizontal frame 111b, and between the second horizontal frame 111b and the third horizontal frame 111c. ) can be installed and supported. In this way, if the satellite 100 is manufactured using a plurality of frames, the weight of the satellite 100 can be reduced.

프레임부(110)는 직육면체 형상을 가지도록 형성될 수도 있으나, 정육면체 등과 같은 다면체나 구형 등으로 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 여기에서는 프레임부(110)가 틀형상 및 바형상의 프레임만으로 제작되는 것으로 설명하였으나, 필요에 따라 플레이트 형상의 프레임이 사용될 수도 있다. The frame portion 110 may be formed to have a rectangular parallelepiped shape, or may be formed to have various shapes such as a polyhedron such as a cube or a sphere. Here, it has been described that the frame unit 110 is manufactured only with frame-shaped and bar-shaped frames, but a plate-shaped frame may also be used as needed.

전자 모듈부(120)는 프레임부(110)에 설치되고, 다양한 기능을 수행할 수 있는 복수의 전자 모듈들을 포함할 수 있다. 예컨대 전자 모듈부(120)는 프레임부(110), 즉 인공위성(100)의 자세를 제어하기 위한 자세제어모듈(121a), 송수신기 등과 같은 통신모듈(121b)과, 적외선 광학기 등과 같은 촬영모듈(121d) 및 제어모듈(121c)을 포함할 수 있다. The electronic module unit 120 is installed in the frame unit 110 and may include a plurality of electronic modules capable of performing various functions. For example, the electronic module unit 120 includes a frame unit 110, that is, an attitude control module 121a for controlling the attitude of the satellite 100, a communication module 121b such as a transceiver, and an imaging module such as an infrared optical device ( 121d) and a control module 121c.

자세제어모듈(121a)은 프레임부(110)의 안정화, 정밀자세제어, 안테나 지향, 태양전지판 및 추진기 제어 등 위성의 자세와 궤도를 운영목적에 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 자세제어모듈(121a)은 센서, 구동기, 알고리즘으로 구성되며, 알고리즘은 센서로부터 입력받은 데이터를 계산하여 프레임부(110)의 현재 자세와 위치를 결정하며 구동기에 적절한 명령을 주어 힘과 토크를 발생시켜 원하는 궤도와 자세를 얻도록 정밀하게 제어할 수 있다. The attitude control module 121a can control the attitude and orbit of the satellite for operational purposes, such as stabilization of the frame unit 110, precise attitude control, antenna orientation, and solar panel and thruster control. The posture control module 121a consists of a sensor, a driver, and an algorithm. The algorithm determines the current posture and position of the frame unit 110 by calculating the data received from the sensor and generates force and torque by giving appropriate commands to the driver. It can be precisely controlled to obtain the desired trajectory and attitude.

통신모듈(121b)은 프레임부(110)에 설치된 안테나(123)와 연결되고, 안테나(123)를 통해 인공위성이 임무수행을 통하여 얻은 데이터를 지상으로 전송하고, 지상국에서 인공위성에 보내는 인공위성의 작동에 관한 명령을 수신하여 제어모듈(121c)에 전달할 수 있다. 통신모듈(121b)은 송수신에 사용되는 전파의 주파수 대역에 따라 크게 S-대역과 X-대역으로 구분되고, 예컨대 S-대역 송수신기는 위성의 상태에 대한 정보를 지상국으로 송신하고, 지상국으로부터의 명령 정보를 수신하며 X-대역 송신기는 탑재체에서 관측된 정보와 같은 대용량 데이터를 지상으로 고속전송할 수 있다. The communication module 121b is connected to the antenna 123 installed on the frame unit 110, and transmits data obtained through the satellite's mission performance to the ground through the antenna 123, and transmits data from the ground station to the satellite for the operation of the satellite. Relevant commands can be received and transmitted to the control module 121c. The communication module 121b is largely divided into S-band and By receiving information, the X-band transmitter can transmit large amounts of data, such as information observed from the payload, to the ground at high speed.

제어모듈(121c)은 S대역 상향 통신링크를 통해 지상 원격 명령을 수신하고, 명령의 인증, 디코딩, 저장, 실행 및 명령을 배포하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고 제어모듈(121c)은 주기적으로 위성 전체의 원격 검침 정보를 수집, 형식화, 저장 및 재생하고 지상 원격 명령에 따라 S대역 하향 통신링크를 통해 지상국으로 전송할 수 있다. 또한, 제어모듈(121c)은 지상 원격 명령에 따라 위성체 및 탑재체들을 관리하며, 비행 소프트웨어의 동작 환경을 제공할 수 있다. 제어모듈(121c)은 인공위성과 지상국 간 S대역 상/햐향 통신링크를 제공하는 텔레메트리 텔레커맨드 유닛, 비행 소프트웨어의 동작 플랫폼을 제공하는 탑재컴퓨터 유닛, 디지털 및 아날로그 인터페이스를 제공하는 인 아웃 유닛, 그리고 제어모듈(121c)을 구성하는 유닛들의 동작 및 인터페이스 연결을 위한 플랫폼(Platform)으로 구성될 수 있다. The control module 121c can receive ground remote commands through an S-band uplink communication link and perform the functions of authenticating, decoding, storing, executing, and distributing commands. In addition, the control module 121c can periodically collect, format, store, and reproduce remote metering information of the entire satellite and transmit it to the ground station through an S-band downward communication link according to ground remote commands. Additionally, the control module 121c manages satellites and payloads according to ground remote commands and can provide an operating environment for flight software. The control module 121c includes a telemetry telecommand unit that provides an S-band up/down communication link between the satellite and the ground station, an on-board computer unit that provides an operating platform for flight software, an in-out unit that provides digital and analog interfaces, And it may be configured as a platform for operation and interface connection of the units constituting the control module 121c.

촬영모듈(121d)은 우주 또는 지구의 피사체를 촬영하고, 통신모듈은 촬영모듈에서 촬영된 영상이나 이미지를 지상의 통신소로 전송할 수 있다. The photographing module 121d photographs subjects in space or the Earth, and the communication module can transmit the video or image captured by the photographing module to a communication center on the ground.

그러나 전자 모듈부(120)는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 즉, 전자 모듈부(120)는 인공위성의 임무에 따라 다양한 기능을 수행하는 모듈들로 구성될 수 있다. However, the electronic module unit 120 is not limited to this and may vary. That is, the electronic module unit 120 may be composed of modules that perform various functions depending on the mission of the satellite.

전자 모듈부(120)는 모듈 간에 신호를 송수신하기 위한 케이블(122)을 포함할 수 있다. 이때, 케이블(122)은 다양한 길이를 가지는 케이블(cable)들이 다발을 이루는, 예컨대 하니스 케이블(haness cable)로 마련될 수 있다. 이러한 하니스 케이블은 케이블의 단부에 커넥터가 설치되어, 커넥터를 전자 모듈에 설치된 소켓에 끼워서 사용할 수 있도록 마련될 수 있다. 그러나 하니스 케이블은 용접 등에 의해 전자 모듈과 연결될 수도 있다. The electronic module unit 120 may include a cable 122 for transmitting and receiving signals between modules. At this time, the cable 122 may be provided as a bundle of cables having various lengths, for example, a harness cable. Such a harness cable may have a connector installed at the end of the cable so that it can be used by inserting the connector into a socket installed in the electronic module. However, the harness cable may be connected to the electronic module by welding, etc.

이와 같은 전자 모듈부(120)는 전원부(130)로부터 전기 에너지를 공급받아 작동될 수 있다. The electronic module unit 120 may be operated by receiving electrical energy from the power supply unit 130.

전원부(130)는 진동 및 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 발전부(131, 132)와, 발전부(131, 132)에서 생산되는 전기 에너지를 저장하고, 재생시킬 수 있는 저장부(133)를 포함할 수 있다. The power unit 130 includes a power generation unit 131 and 132 capable of producing electrical energy using vibration and solar heat, and a storage unit 133 capable of storing and regenerating the electrical energy produced by the power generation units 131 and 132. ) may include.

발전부(131, 132)는 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 주발전부(131)와, 인공위성(100)에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 보조 발전부(132)를 포함할 수 있다. The power generation units 131 and 132 include a main power generation unit 131 capable of producing electrical energy using solar heat, and an auxiliary power generation unit 132 capable of producing electrical energy using vibration generated from the satellite 100. can do.

주발전부(131)는 태양열을 집열할 수 있는 집열판(131a)과, 집열판(131a)에서 집열되는 열을 전기 에너지로 전환할 수 있는 주발전기(131b)를 포함할 수 있다. 이때, 집열판(131a)은 프레임부(110)의 일측, 예컨대 제1수평프레임(111a)에 설치될 수 있고, 주발전기(131b)는 프레임부(110)의 내부, 예컨대 제1수평프레임(111a)과 제2수평프레임(111b) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 집열판(131a)은 주발전기(131b)에 연결되어 집열된 열을 주발전기(131b)에 전달하고, 주발전기(131b)는 전달되는 열을 전기 에너지로 전환하여 저장부(133)에 저장할 수 있다. 주발전부(131)는 집열판(131a)이 태양을 향하도록 배치되면, 태양열을 집열하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 또한, 주발전부(131)에서 생산되는 전기 에너지는 인공위성(100)이 실질적인 임무를 수행하기 위한 에너지로 사용될 수 있다. The main power generation unit 131 may include a heat collecting plate 131a capable of collecting solar heat, and a main generator 131b capable of converting the heat collected by the heat collecting plate 131a into electrical energy. At this time, the heat collecting plate 131a may be installed on one side of the frame portion 110, for example, the first horizontal frame 111a, and the main generator 131b may be installed on the inside of the frame portion 110, for example, the first horizontal frame 111a. ) and the second horizontal frame (111b). In addition, the heat collecting plate 131a is connected to the main generator 131b and transfers the collected heat to the main generator 131b, and the main generator 131b converts the transferred heat into electrical energy and stores it in the storage unit 133. You can. When the main power generation unit 131 is arranged so that the collector plate 131a faces the sun, the main power generation unit 131 can collect solar heat and produce electrical energy. Additionally, the electrical energy produced by the main power generation unit 131 can be used as energy for the satellite 100 to perform its actual mission.

보조 발전부(132)는 인공위성(100)에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 즉, 인공위성(100)은 발사체에 탑재되어 발사되고 비행하는데, 발사되고 비행하는 과정에서 추진체, 대기와의 충돌 등에 의해 진동을 발생시킨다. 이처럼 다양한 요인에 의해서 발생되는 진동은 인공위성(100) 전체, 예컨대 전자모듈들은 물론, 전자모듈들에 연결되는 케이블(122)에 전달되고 진동시킬 수 있다. 이에 본 발명의 실시 예에서는 보조 발전부(132)를 케이블(122)에 연결하여, 케이블(122)의 진동을 이용해서 우주에서 전자모듈들 중 적어도 하나를 작동시킬 수 있는 전기 에너지를 생산할 수 있다. 이때, 보조 발전부(132)는 주발전부(131)가 전기 에너지를 생산하기 이전에 전기 에너지를 생산하고, 이렇게 생산된 전기 에너지는 인공위성(100)이 실질적인 임무를 수행하기 위한 준비 과정에서 사용될 수 있다. The auxiliary power generation unit 132 may produce electrical energy using vibration generated from the satellite 100. That is, the artificial satellite 100 is launched and flies by being mounted on a launch vehicle, and during the process of launch and flight, vibration is generated due to collisions with the propellant and the atmosphere. Vibrations generated by such various factors can be transmitted to and vibrate the entire satellite 100, for example, the electronic modules as well as the cable 122 connected to the electronic modules. Accordingly, in an embodiment of the present invention, the auxiliary power generation unit 132 is connected to the cable 122, and vibration of the cable 122 is used to produce electrical energy capable of operating at least one of the electronic modules in space. . At this time, the auxiliary power generation unit 132 produces electrical energy before the main power generation unit 131 produces electrical energy, and the electrical energy produced in this way can be used in the preparation process for the satellite 100 to perform its actual mission. there is.

도 3을 참조하면, 보조 발전부(132)는 케이블(122)의 일부를 프레임부(110)와 이격시킬 수 있다. 즉, 보조 발전부(132)는 케이블(122)의 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하기 위해서, 케이블(122)이 진동할 수 있도록 프레임부(110)에서 이격시킬 수 있다. Referring to FIG. 3, the auxiliary power generation unit 132 may separate a portion of the cable 122 from the frame unit 110. That is, in order to produce electric energy using the vibration of the cable 122, the auxiliary power generation unit 132 may be spaced apart from the frame unit 110 so that the cable 122 can vibrate.

보조 발전부(132)는 케이블(122)의 제1위치(P1)에 연결되고, 케이블(122)이 연장되는 방향에 교차하는 방향으로 연장되도록 프레임부(110)에 설치되는 제1지지체(132a)와, 케이블(122)의 제2위치(P2)에 연결되고, 제1지지체(132a)와 이격되도록 프레임부(110)에 설치되는 제2지지체(132b)와, 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있고, 제1지지체(132a)와 제2지지체(132b) 사이에 배치되도록 프레임부(110)에 설치되는 보조발전기(132c) 및 케이블(122)과 보조발전기(132c)에 연결되는 진동전달부재(132d)를 포함할 수 있다. 케이블(122)은 제1위치(P1)와 제2위치(P2)가 제1지지체(132a) 및 제2지지체(132b)에 고정되며, 제1위치(P1)와 제2위치(P2) 사이는 진동 또는 움직일 수 있다. The auxiliary power generation unit 132 is connected to the first position P1 of the cable 122, and has a first support 132a installed on the frame unit 110 to extend in a direction intersecting the direction in which the cable 122 extends. ) and a second support (132b) connected to the second position (P2) of the cable 122 and installed on the frame portion 110 to be spaced apart from the first support (132a), and electrical energy using vibration. Can be produced and transmitted vibration connected to the auxiliary generator (132c) and cable 122 and the auxiliary generator (132c) installed on the frame portion 110 to be disposed between the first support (132a) and the second support (132b) It may include a member 132d. The cable 122 is fixed at the first position (P1) and the second position (P2) to the first support (132a) and the second support (132b), and is located between the first position (P1) and the second position (P2). can vibrate or move.

제1지지체(132a)와 제2지지체(132b)는 프레임부(110)를 구성하는 프레임들과 유사하거나 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이때, 제1지지체(132a)와 제2지지체(132b), 그리고 프레임부(110)는 절연물질로 형성될 수 있다. The first support 132a and the second support 132b may be made of a material similar to or the same as the frames constituting the frame portion 110. At this time, the first support 132a, the second support 132b, and the frame portion 110 may be formed of an insulating material.

제1지지체(132a)와 제2지지체(132b)는 형상 및 크기가 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 예컨대 제1지지체(132a)와 제2지지체(132b)는 케이블(122)의 제1위치(P1)와 제2위치(P2)를 동일한 높이에 위치시킬 수도 있고, 제1위치(P1)와 제2위치(P2)를 서로 다른 높이에 위치시킬 수도 있다. 즉, 제1지지체(132a)와 제2지지체(132b)는 케이블(122)의 일부를 프레임부(110)로부터 이격시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제1지지체(132a)와 제2지지체(132b) 사이의 거리(L)는 케이블(122)의 제1위치에서 제2위치까지 길이보다 짧게 하는 것이 좋다. 이는 케이블(122)를 프레임부(110)로부터 이격시켜 인공위성(100)가 발사 및 비행하는 동안 진동, 즉 움직임을 효율적으로 발생시키기 위함이다. The first support 132a and the second support 132b may have the same or different shapes and sizes. For example, the first support (132a) and the second support (132b) may position the first position (P1) and the second position (P2) of the cable 122 at the same height, and the first position (P1) and the second support (132b) may be positioned at the same height. Position 2 (P2) can also be placed at different heights. That is, the first support 132a and the second support 132b may be formed to separate a portion of the cable 122 from the frame portion 110. In this case, the distance L between the first support 132a and the second support 132b is preferably shorter than the length from the first position to the second position of the cable 122. This is to separate the cable 122 from the frame unit 110 to efficiently generate vibration, or movement, during launch and flight of the satellite 100.

진동전달부재(132d)는 케이블(122)에서 발생되는 진동을 보조발전기(132c)에 전달할 수 있다. 도 4를 참조하면, 케이블(122)에 진동이 발생되면, 케이블(122)은 케이블(122)이 연장되는 방향(x), 예컨대 수평방향에 교차하는 방향(y), 예컨대 상하방향으로 움직이게 된다. 이에 진동전달부재(132d)는 케이블(122)이 움직이는 방향으로 신축하면서 케이블(122)의 진동 또는 움직임을 보조발전기(132c)에 전달할 수 있는 탄성체로 형성될 수 있다. 이러한 진동전달부재(132d)는 스프링, 고무 밴드 등으로 마련될 수 있다. The vibration transmission member 132d can transmit vibration generated from the cable 122 to the auxiliary generator (132c). Referring to FIG. 4, when vibration occurs in the cable 122, the cable 122 moves in the direction (x) in which the cable 122 extends, for example, in the direction (y) that intersects the horizontal direction, for example, in the up and down direction. . Accordingly, the vibration transmission member 132d may be formed of an elastic body that can transmit the vibration or movement of the cable 122 to the auxiliary generator 132c while expanding and contracting in the direction in which the cable 122 moves. This vibration transmission member 132d may be provided with a spring, a rubber band, etc.

여기에서는 케이블(122)이 상하방향(y)으로 진동 또는 움직이는 것으로 설명하였으나, 상하방향(y)은 물론, 수평방향(x) 및 대각방향, 즉 전방위로 진동 또는 움직일 수 있다. 또한, 제1지지체(132a)와 제2지지체(132b)가 케이블(122)을 수평방향(x)으로 배치시키는 것으로 설명하였으나, 제1지지체(132a)와 제2지지체(132b)는 케이블(122)을 상하방향(y)을 비롯한 다양한 방향으로 배치시킬 수도 있다. Here, the cable 122 is described as vibrating or moving in the up and down direction (y), but it can also vibrate or move in the up and down direction (y) as well as the horizontal direction (x) and diagonal directions, that is, in all directions. In addition, although the first support 132a and the second support 132b have been described as arranging the cable 122 in the horizontal direction (x), the first support 132a and the second support 132b are arranged in the cable 122. ) can also be placed in various directions, including the up and down direction (y).

보조발전기(132c)는 프레임부(110)에 고정 설치되고, 진동전달부재(132d)에 의해 전달되는 케이블(122)의 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. The auxiliary generator 132c is fixedly installed on the frame unit 110 and can produce electrical energy using the vibration of the cable 122 transmitted by the vibration transmission member 132d.

보조발전기(132c)는 압전 방식, 정전기 방식 및 전자기 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하는 진동 에너지 하베스터로 마련될 수 있다.The auxiliary generator 132c may be provided as a vibration energy harvester using at least one of a piezoelectric method, an electrostatic method, and an electromagnetic method.

여기에서 압전 방식의 보조발전기(132c)는 주변 환경에 서 발생되는 진동이나 충격으로 석영, 전기석, 로셀염, PZT, ZnO, AlN, PVDF 등과 같은 압전 물질의 결정 표면에 전압이 발생하는 원리를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 이때, 진동전달부재(132d)는 보조발전기(132c)에 진동을 전달하고, 보조발전기(132c)는 진동전달부재(132d)로부터 진동을 전달받아 압전 물질에 진동을 부여함으로써 전기 에너지를 생산할 수 있다. Here, the piezoelectric auxiliary generator 132c uses the principle of generating a voltage on the crystal surface of a piezoelectric material such as quartz, tourmaline, Rochelle salt, PZT, ZnO, AlN, PVDF, etc. due to vibration or shock generated in the surrounding environment. Thus, electrical energy can be produced. At this time, the vibration transmission member 132d transmits vibration to the auxiliary generator 132c, and the auxiliary generator 132c receives vibration from the vibration transmission member 132d and applies vibration to the piezoelectric material, thereby producing electrical energy. .

정전기 방식의 보조발전기(132c)는 진동에 의해 축전기판이 움직이면서 정전용량의 크기가 최대, 최소로 변화할 때 발생하는 충전 및 방전 현상을 통해 전압을 발생시켜 전기 에너지를 생산할 수 있다. 이때, 진동전달부재(132d)는 보조발전기(132c)에 진동을 전달하고, 보조발전기(132c)는 진동전달부재(132d)로부터 진동을 전달받아 축전기판을 변형시켜 정전기를 발생시킴으로써 전기 에너지를 생산할 수 있다. The electrostatic-type auxiliary generator 132c can produce electrical energy by generating voltage through charging and discharging phenomena that occur when the capacitance size changes to the maximum and minimum as the capacitance plate moves due to vibration. At this time, the vibration transmission member 132d transmits vibration to the auxiliary generator 132c, and the auxiliary generator 132c receives vibration from the vibration transmission member 132d to deform the capacitor plate to generate static electricity to produce electrical energy. You can.

전자기형 보조발전기(132c)는 패러데이(Faraday) 법칙을 기반으로 하고, 코일과 영구자석을 이용하여 외부에서 발생하는 충격이나 진동을 에너지원으로 사용하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 이때, 진동전달부재(132d)는 보조발전기(132c)에 진동을 전달하고, 보조발전기(132c)는 진동전달부재(132d)로부터 진동을 전달받아 영구자석 또는 코일을 이동시켜 전자기를 유도함으로써 전기 에너지를 생산할 수 있다. The electromagnetic auxiliary generator 132c is based on Faraday's law and can produce electrical energy using external shock or vibration as an energy source using a coil and a permanent magnet. At this time, the vibration transmission member 132d transmits vibration to the auxiliary generator 132c, and the auxiliary generator 132c receives the vibration from the vibration transmission member 132d and moves the permanent magnet or coil to induce electromagnetism to generate electrical energy. can produce.

이러한 보조발전기(132c)는 공지의 기술로서, 내부 구조는 다양하게 변경될 수 있다.This auxiliary generator 132c is a known technology, and its internal structure can be changed in various ways.

보조발전기(132c)는 케이블(122)에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 생산된 전기 에너지는 저장부(133)로 전달되어 저장될 수 있다. The auxiliary generator 132c produces electrical energy using vibration generated from the cable 122, and the produced electrical energy can be transferred to the storage unit 133 and stored.

한편, 보조 발전부(132)는 복수개로 마련될 수 있다. 이때, 인공위성를 발사시키는데 무리가 없다면, 보조 발전부(132)의 개수는 특별히 제한되지 않는다. Meanwhile, a plurality of auxiliary power generation units 132 may be provided. At this time, as long as there is no difficulty in launching a satellite, the number of auxiliary power generation units 132 is not particularly limited.

복수개의 보조 발전부(132)는 하나의 케이블(122)에 이격되도록 설치될 수 있다. 예컨대 보조 발전부(132)는 하니스 케이블 중 가장 긴 케이블(122)에 복수개 설치될 수 있다.A plurality of auxiliary power generation units 132 may be installed to be spaced apart from one cable 122. For example, a plurality of auxiliary power generation units 132 may be installed on the longest cable 122 among the harness cables.

또는 복수개의 보조 발전부(132)는 하니스 케이블 중 일부의 케이블(122)에 설치될 수 있다. 예컨대 보조 발전부(132)는 하니스 케이블 중 케이블 간에 이격 거리를 가지는 케이블들에 형성될 수 있다. 또는, 보조 발전부(132)는 하니스 케이블 중 비교적 먼 거리에 위치하는 전자모듈과 연결되는 케이블들에 설치될 수 있다. 보조 발전부(132)는 케이블(122)에 다양한 방식으로 연결될 수 있다.Alternatively, a plurality of auxiliary power generation units 132 may be installed on some cables 122 of the harness cables. For example, the auxiliary power generation unit 132 may be formed on cables having a separation distance between cables among harness cables. Alternatively, the auxiliary power generation unit 132 may be installed in cables connected to an electronic module located at a relatively long distance among the harness cables. The auxiliary power generation unit 132 may be connected to the cable 122 in various ways.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성 운용방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성 운용방법은 앞서 설명한 인공위성에 적용될 수 있다. Below, a satellite operation method according to an embodiment of the present invention will be described. The satellite operation method according to the embodiment of the present invention can be applied to the artificial satellite described above.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성 운용방법을 보여주는 순서도이다.Figure 5 is a flowchart showing a satellite operation method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 인공위성 운용방법은, 인공위성(100)을 발사하고, 비행시키는 과정(S101) 및 인공위성(100)에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하고 저장하는 과정(S102)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the method of operating a satellite according to an embodiment of the present invention includes a process of launching and flying a satellite 100 (S101) and producing and storing electrical energy using vibration generated from the satellite 100. It may include a process (S102).

먼저, 인공위성(100)을 마련하고, 탑재장치(미도시)에 인공위성(100)을 탑재할 수 있다. 인공위성(100)은 초소형 인공위성을 포함할 수 있고, 직육면체 또는 직사각 판형으로 형성되는 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar; SAR) 인공위성이나 큐브형 인공위성을 포함할 수 있다. 그러나 복수의 인공위성(AS)의 형상이나 종류는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 이러한 인공위성(100)은 복수개로 마련되고, 탑재장치에 복수개의 인공위성을 탑재할 수 있다. First, a satellite 100 may be prepared and the satellite 100 may be mounted on a mounting device (not shown). The satellite 100 may include a micro-satellite, a synthetic aperture radar (SAR) satellite formed in a cuboid or rectangular plate shape, or a cube-shaped satellite. However, the shape or type of the plurality of artificial satellites (AS) is not limited to this and may vary. A plurality of such satellites 100 are provided, and a plurality of satellites can be mounted on a mounting device.

탑재장치에 인공위성(100)을 탑재한 다음, 탑재장치를 발사체에 연결할 수 있다. 그리고 탑재장치가 연결된 발사체를 인공위성 발사장치(미도시)로 이동시킨 후, 발사체에 설치된 추진체의 추진력에 의해 지상에서 우주로 인공위성 탑재장치와 발사체를 발사시킬 수 있다. After mounting the satellite 100 on the payload device, the payload device can be connected to the launch vehicle. After moving the launch vehicle to which the payload device is connected to a satellite launcher (not shown), the satellite payload device and launch vehicle can be launched from the ground into space by the propulsion force of the propellant installed on the launch vehicle.

지상에서 발사된 탑재장치와 발사체는 이륙하여 우주를 향해 비행하고, 소정 높이에 도달하면 탑재장치에서 발사체가 분리(S103)될 수 있다. 이때, 발사체의 추진체의 작동과, 대기와 충돌로 인해 발사체와 탑재장치에는 진동이 발생하게 된다. 이렇게 발생되는 진동은 탑재장치 내부에 탑재되어 있는 인공위성(100)에도 전달될 수 있다. 인공위성(100)에 전달된 진동은 인공위성(100)의 케이블(122)에도 전달되어 케이블(122)에 진동 또는 움직임을 유발시킬 수 있다. 이처럼, 케이블(122)이 진동되면, 케이블(122)에 연결된 보조전원부(130)는 진동전달부재(132d)를 통해 케이블(122)의 전달받아 전기 에너지를 생산하고, 생산된 전기 에너지를 저장부(133)에 저장할 수 있다. The payload device and launch vehicle launched from the ground take off and fly toward space, and when they reach a predetermined height, the launch vehicle may be separated from the payload device (S103). At this time, vibration occurs in the launch vehicle and the loading device due to the operation of the propellant of the launch vehicle and collision with the atmosphere. The vibration generated in this way can also be transmitted to the satellite 100 mounted inside the payload device. Vibration transmitted to the satellite 100 may also be transmitted to the cable 122 of the satellite 100 to cause vibration or movement in the cable 122. In this way, when the cable 122 vibrates, the auxiliary power unit 130 connected to the cable 122 produces electrical energy by receiving the cable 122 through the vibration transmission member 132d, and stores the produced electrical energy. It can be saved at (133).

그리고 탑재장치에서 발사체가 분리되면, 탑재장치에 설치되어 있는 추진체를 점화하여 탑재장치를 소정 궤도까지 비행시킬 수 있다. 탑재장치가 소정 궤도에 도달하면 탑재장치를 개방시켜 내부에 탑재되어 있는 인공위성(100)을 우주로 사출할 수 있다. And when the launch vehicle is separated from the payload device, the propellant installed in the payload device can be ignited to fly the payload device to a predetermined orbit. When the payload device reaches a predetermined orbit, the payload device can be opened and the artificial satellite 100 mounted inside can be ejected into space.

인공위성(100)은 탑재장치에서 사출되면, 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하기 위하여 자세제어모듈을 구동시켜 인공위성(100)의 자세를 제어(S104)할 수 있다. 즉, 인공위성(100)이 탑재장치에서 사출되면 공이 굴러가는 형상으로 이동하다가, 임무를 수행할 수 있는 자세를 가지도록 자세를 전환하는 과정을 수행할 수 있다.When the satellite 100 is ejected from the mounting device, the attitude of the satellite 100 can be controlled by driving an attitude control module to produce electric energy using solar heat (S104). In other words, when the satellite 100 is ejected from the mounting device, it moves in the shape of a rolling ball, and then can perform a process of changing its posture to have an attitude capable of performing its mission.

이후, 인공위성(100)의 자세가 제어되면, 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 생산된 전기 에너지를 상기 저장부에 저장(S105)할 수 있다. Thereafter, when the attitude of the satellite 100 is controlled, electrical energy can be produced using solar heat, and the produced electrical energy can be stored in the storage unit (S105).

종래에는 프레임부(110)에 설치된 집열판(131a)이 태양을 향하는 위치를 향하면, 이후부터 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하여 인공위성(100)이 임무를 수행할 수 있는 자세를 가지도록 자세를 전환시키고, 임무를 수행하였다. 따라서 인공위성(100)이 우주로 사출되고 임무를 수행하기까지 비교적 오랜 시간이 소요되는 문제가 있었다. Conventionally, when the heat collecting plate 131a installed on the frame unit 110 is oriented towards the sun, the satellite 100 changes its attitude to produce electrical energy using solar heat to have an attitude capable of performing its mission. and performed the mission. Therefore, there was a problem that it took a relatively long time for the satellite 100 to be launched into space and perform its mission.

이에 본 발명에서는 탑재장치 및 발사체가 발사되고 비행하는 과정에서 발생하는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하고 저장함으로써 인공위성(100)이 우주로 사출되고 임무를 수행하기까지 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. 즉, 탑재장치 및 발사체가 발사되고 비행하는 과정에서 생산된 전기 에너지를 이용하여 인공위성(100)의 자세를 제어하는데 사용함으로써 인공위성(100)이 태양을 향하도록 위치시키는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. Accordingly, in the present invention, the time required for the satellite 100 to be launched into space and perform its mission can be shortened by producing and storing electrical energy using vibrations generated during the launch and flight of the payload device and launch vehicle. . In other words, the time required to position the satellite 100 toward the sun can be shortened by using the electrical energy produced during the launch and flight of the payload device and launch vehicle to control the attitude of the satellite 100. .

이에 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으므로, 인공위성(100)의 프레임부(110)에 수용된 전자모듈들을 작동시키기 위한 전기 에너지를 신속하고 충분하게 생산할 수 있다. 또한, 탑재장치 및 발사체가 발사되고 비행하는 과정에서 생산된 전기 에너지의 양이 충분한 경우, 태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하기 이전까지 전자모듈들을 작동시키는데 사용할 수 있다. 따라서 전자모듈들을 신속하고 안정적으로 작동시켜 임무를 수행(S106)할 수 있다. Accordingly, since the time required to produce electrical energy using solar heat can be shortened, electrical energy for operating the electronic modules accommodated in the frame portion 110 of the satellite 100 can be quickly and sufficiently produced. Additionally, if the amount of electrical energy produced during the launch and flight of the payload device and launch vehicle is sufficient, it can be used to operate electronic modules until electrical energy is produced using solar heat. Therefore, the mission can be performed (S106) by operating the electronic modules quickly and stably.

상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, but such terms are only for clearly describing the present invention, and the embodiments of the present invention and the described terms are in accordance with the technical spirit of the following claims. It is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope. These modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as falling within the scope of the claims of the present invention.

100: 인공위성 110: 프레임부
120: 전자 모듈부 130: 전원부
131: 주발전부 132: 보조 발전부
133: 저장부
100: satellite 110: frame unit
120: Electronic module unit 130: Power unit
131: Main power generation department 132: Auxiliary power generation department
133: storage unit

Claims (19)

인공위성으로서,
상기 인공위성의 외형을 형성하는 프레임부;
상기 프레임부에 설치되는 전자모듈부;
진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있고, 상기 전자모듈부에 연결되는 보조 발전부; 및
상기 보조 발전부에서 생산되는 전기 에너지를 저장할 수 있고, 상기 전자모듈부와 상기 보조 발전부에 연결되는 저장부;를 포함하고,
상기 전자모듈부는,
적어도 하나의 전자모듈; 및
상기 전자모듈에 신호 및 전원 중 적어도 하나를 공급하기 위한 케이블;을 포함하고,
상기 보조 발전부는, 상기 케이블에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하기 위하여, 상기 케이블의 일부를 상기 프레임부와 이격시키도록 상기 프레임부에 설치되는 인공위성.
As a satellite,
A frame part forming the external shape of the satellite;
An electronic module unit installed on the frame unit;
An auxiliary power generation unit capable of producing electrical energy using vibration and connected to the electronic module unit; and
A storage unit capable of storing electrical energy produced by the auxiliary power generation unit and connected to the electronic module unit and the auxiliary power generation unit,
The electronic module part,
at least one electronic module; and
Includes a cable for supplying at least one of a signal and power to the electronic module,
The auxiliary power generation unit is a satellite installed in the frame unit to separate a portion of the cable from the frame unit in order to produce electric energy using vibration generated in the cable.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 보조 발전부는,
상기 케이블의 제1위치에 연결되고, 상기 케이블이 연장되는 방향에 교차하는 방향으로 연장되도록 상기 프레임부에 설치되는 제1지지체;
상기 케이블의 제2위치에 연결되고, 상기 제1지지체와 이격되도록 상기 프레임부에 설치되는 제2지지체;
진동을 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있고, 상기 제1지지체와 상기 제2지지체 사이에 배치되는 보조발전기; 및
상기 케이블과 상기 보조발전기에 연결되는 진동전달부재;를 포함하는 인공위성.
In claim 1,
The auxiliary power generation unit,
a first support connected to a first position of the cable and installed on the frame to extend in a direction intersecting the direction in which the cable extends;
a second support connected to a second position of the cable and installed on the frame to be spaced apart from the first support;
An auxiliary generator capable of producing electrical energy using vibration and disposed between the first support and the second support; and
A satellite including a vibration transmission member connected to the cable and the auxiliary generator.
삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기 진동전달부재는, 탄성체를 포함하는 인공위성.
In claim 5,
The vibration transmission member is an artificial satellite including an elastic body.
청구항 5에 있어서,
상기 제1지지체와 상기 제2지지체 사이의 거리는, 상기 케이블의 제1위치에서 제2위치까지 길이보다 짧은 인공위성.
In claim 5,
A satellite wherein the distance between the first support and the second support is shorter than the length from the first to the second position of the cable.
청구항 5에 있어서,
상기 보조발전기는 압전 방식, 정전기 방식 및 전자기 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하는 진동 에너지 하베스터를 포함하는 인공위성.
In claim 5,
The auxiliary generator is a satellite including a vibration energy harvester using at least one of a piezoelectric method, an electrostatic method, and an electromagnetic method.
청구항 5에 있어서,
상기 보조 발전부는 상기 케이블에 복수개 연결되는 인공위성.
In claim 5,
The auxiliary power generation unit is a satellite connected to the cable in plural numbers.
청구항 5에 있어서,
상기 케이블은 다발로 형성되는 하니스 케이블(haness cable)을 포함하고,
상기 보조 발전부는 상기 하니스 케이블 중 2개 이상의 케이블에 연결되는 인공위성.
In claim 5,
The cable includes a harness cable formed in a bundle,
The auxiliary power generation unit is a satellite connected to two or more cables among the harness cables.
청구항 1, 5, 7 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하도록 상기 프레임부에 설치되는 주발전부를 더 포함하고,
상기 주발전부는, 상기 저장부에 연결되는 인공위성.
The method of any one of claims 1, 5, 7 to 11,
It further includes a main power generation unit installed on the frame unit to produce electrical energy using solar heat,
The main power generation unit is a satellite connected to the storage unit.
인공위성을 발사하고, 비행시키는 과정; 및
상기 인공위성에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하고 저장하는 과정;을 포함하고,
상기 전기 에너지를 생산하고 저장하는 과정은,
상기 인공위성에 설치되는 케이블에서 발생되는 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 과정; 및
생산된 전기 에너지를 저장하는 과정;을 포함하는 인공위성 운용방법.
The process of launching and flying a satellite; and
Including a process of producing and storing electrical energy using vibration generated from the satellite,
The process of producing and storing the electrical energy is,
A process of producing electrical energy using vibration generated from a cable installed on the satellite; and
A method of operating a satellite including a process of storing generated electrical energy.
삭제delete 청구항 13에 있어서,
상기 전기 에너지를 생산하고 저장하는 과정 이후에,
저장된 전기 에너지를 이용하여 상기 인공위성을 작동시키는 과정;을 더 포함하는 인공위성 운용방법.
In claim 13,
After the process of producing and storing the electrical energy,
A method of operating a satellite further comprising: operating the satellite using stored electrical energy.
청구항 15에 있어서,
상기 인공위성을 작동시키는 과정은, 상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정을 포함하는 인공위성 운용방법.
In claim 15,
The process of operating the satellite includes the process of controlling the attitude of the satellite.
청구항 16에 있어서,
상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정은, 태양열 집열판이 태양을 향하도록 상기 인공위성의 자세를 전환시키는 과정을 포함하는 인공위성 운용방법.
In claim 16,
The process of controlling the attitude of the satellite includes changing the attitude of the satellite so that the solar collector faces the sun.
청구항 16 또는 17에 있어서,
상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정 이후에,
태양열을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 과정; 및
생산된 전기 에너지를 저장하는 과정;을 포함하는 인공위성 운용방법.
The method of claim 16 or 17,
After the process of controlling the attitude of the satellite,
The process of producing electrical energy using solar energy; and
A method of operating a satellite including a process of storing generated electrical energy.
청구항 18에 있어서,
상기 인공위성의 자세를 제어하는 과정 이후에, 상기 태양열에 의해 생산되는 전기 에너지를 이용하여 임무를 수행하는 인공위성 운용방법.
In claim 18,
A satellite operation method that performs a mission using electrical energy produced by solar heat after the process of controlling the attitude of the satellite.
KR1020220162929A 2022-11-29 2022-11-29 Satellite device and method for operating thereof KR102589825B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220162929A KR102589825B1 (en) 2022-11-29 2022-11-29 Satellite device and method for operating thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220162929A KR102589825B1 (en) 2022-11-29 2022-11-29 Satellite device and method for operating thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102589825B1 true KR102589825B1 (en) 2023-10-16

Family

ID=88506149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220162929A KR102589825B1 (en) 2022-11-29 2022-11-29 Satellite device and method for operating thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102589825B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101754362B1 (en) 2015-06-16 2017-07-10 주식회사 디에스피 Electromagnetic waves Energy Harvesting System by Electromagnetic waves Collecting Wire
KR20200054739A (en) * 2018-11-12 2020-05-20 대우조선해양 주식회사 Generator using vibration of ship
KR20220106540A (en) * 2021-01-22 2022-07-29 주식회사 솔탑 Integrated SAR Satellite

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101754362B1 (en) 2015-06-16 2017-07-10 주식회사 디에스피 Electromagnetic waves Energy Harvesting System by Electromagnetic waves Collecting Wire
KR20200054739A (en) * 2018-11-12 2020-05-20 대우조선해양 주식회사 Generator using vibration of ship
KR20220106540A (en) * 2021-01-22 2022-07-29 주식회사 솔탑 Integrated SAR Satellite

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102134065B1 (en) System and method for assembling and deploying satellites
CN103387058B (en) Many Spacecraft Launchs system
RU2765039C2 (en) Servicing satellite for providing orbital services, using variable engine control
EP3543149B1 (en) Component deployment system
EP3395693B1 (en) Satellite constellation forming method and forming device
US6568638B1 (en) Modular spacecraft structure
US9926087B2 (en) Satellite comprising electrical propulsion means, method for placing such a satellite in a station and method for keeping said satellite in its station
WO2008079841A1 (en) Piggyback satellite payload arrangement, a device for and method of attaching a piggyback satellite payload and adapter to be used for a piggyback satellite payload arrangement for launching the piggyback satellite
CA3061978C (en) Attitude stabilization and orbital distribution for small satellites
WO2018154603A1 (en) Ultra-thin wires as drag-enhancing system for space craft, method of deployment
US20190248515A1 (en) Transport method, transport ship, method for manufacturing transport ship, lander, navigation method, method for manufacturing component of lander, method for manufacturing lander, landing method, monitoring method and fuel supply method
Underwood et al. SNAP-1: A low cost modular COTS-based nano-satellite–design, construction, launch and early operations phase
KR102589825B1 (en) Satellite device and method for operating thereof
US7428098B2 (en) Structureless space telescope
Nohmi Initial orbital performance result of nano-satellite stars-ii
KR102558241B1 (en) Artificial satellite and manufacturing method for artificial satellite
CN108128482B (en) System and method for multi-spacecraft distributed ascent
US11912440B2 (en) Partially flexible solar array structure
Yuksel et al. First LEO satellite built in Turkey: RASAT
KR102466480B1 (en) Satellite and operating method thereof
US11577861B1 (en) Stackable satellite dispensing configuration
US11649075B2 (en) Multi-satellite deployable dispenser
Masahiro Past results and future missions of STARS series satellite
US11987394B2 (en) Multi-spacecraft deployment
Roberts et al. MUSTANG: A technology demonstrator for formation flying and distributed systems technologies in space

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant