KR20240027320A - 우주 쓰레기 및 위협 위성을 제거하는 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 전자광학 우주 감시 시스템에서 식별된 우주 물체에 대해서 수개의 헌터 위성이 탑재된 메인 위성으로부터 헌터 위성을 분리하고, 분리된 헌터 위성이 우주 물체에 접근/요격하여 궤도 이탈을 통해 대기권 재진입 및 소각하는 방식으로 목표물을 완전 제거할 수 있는 우주 물체 제거 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

우주 쓰레기 및 위협 위성을 제거하는 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR REMOVING SPACE DEBRIS AND THREATING SATELLITE}

본 발명이 속하는 기술 분야는 메인 위성으로부터 헌터 위성을 발사하고 다시 작살을 발사하는 2단 발사 방식을 통해 우주 물체를 제거하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

주요 선진국은 우주 자산의 중요성을 조기에 인식하고 자국의 우주 자산의 보호 및 적대국의 우주 자산을 파괴할 수 있는 우주 무기(Space Weapons) 개발을 추진하고 있다.

한국은 국가 안보 차원에서 다양한 정찰/통신 위성에 집중하고 있으나, 아직까지 우주 쓰레기 및 위협 위성으로부터 우주 자산을 보호할 핵심 기술이 개발되어 있지 않은 실정이다. 우주 쓰레기의 위협과 적대국의 킬러 위성(위협 위성) 등으로부터 국내 중요 우주 자산 보호를 위해, 우주 쓰레기 및 위협 위성 제거용 기술 개발이 필요하다.

한국등록특허공보 제10-1872612호 (2018.06.22) 한국등록특허공보 제10-1749058호 (2017.06.14) 한국등록특허공보 제10-1899218호 (2018.09.10) 한국등록특허공보 제10-1895684호 (2018.08.30)

본 발명의 실시예들은 전자광학 우주 감시 시스템에서 식별된 우주 쓰레기 및 위협 위성이 발견되면 수개의 헌터 위성이 탑재된 메인 위성으로부터 헌터 위성을 분리하고, 분리된 헌터 위성이 목표물(우주 쓰레기 및 위협 위성)에 접근/요격하여 궤도 이탈을 통해 대기권 재진입 및 소각하는 방식으로 목표물을 완전 제거하는데 주된 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면 우주 물체 제거 시스템에 있어서, 전자광학 장비를 이용해 우주 물체를 감시하는 우주 물체 감시 시스템으로부터 우주 표적의 위치 정보를 수신하고, 궤도 선회 이동 및 추진 이동을 통해 상기 우주 표적에 접근하는 메인 위성; 및 상기 메인 위성에 탑재되며 상기 메인 위성으로부터 발사 분리되고 상기 우주 표적을 요격하고 포획하는 하나 이상의 헌터 위성을 포함하는 우주 물체 제거 시스템을 제공한다.

상기 메인 위성은 상기 우주 표적이 지구의 대기권에서 소각 가능한 규모인지 부피 및 질량을 추정하고 기준 부피 및 질량과 비교하여 판단할 수 있다.

상기 헌터 위성은 상기 우주 표적에 고정된 후 지구의 대기권으로 이동하여 상기 우주 표적과 함께 소각될 수 있다.

상기 헌터 위성은 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 상기 메인 위성으로 송신할 수 있다.

상기 메인 위성은 상기 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 기반으로 상기 헌터 위성이 임무 수행 가능으로 판단되면 상기 우주 물체 감시 시스템으로 임무 상황 정보를 송신할 수 있다.

상기 메인 위성은 상기 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 기반으로 상기 헌터 위성이 임무 수행 불가로 판단되면 상기 우주 표적에 접근하여 다른 헌터 위성을 발사할 수 있다.

상기 하나 이상의 헌터 위성은 작살 및 발사 장비를 포함하고 상기 작살을 발사하여 상기 우주 표적을 헌터 위성에 고정할 수 있다.

상기 작살은 상기 우주 표적의 표면을 관통하고 삽입하는 과정에서 상기 작살의 전방 고정 받침이 펼쳐지는 구조에 따라 제1 유형 작살 및 제2 유형 작살로 구분될 수 있다.

상기 제1 유형 작살은 알파벳 'A' 형상 또는 한글 자음 'ㅅ' 형상으로 형성된 제1 전방 고정 받침을 포함하고 상기 삽입하는 과정에서 상기 제1 전방 고정 받침의 턱이 관통 부위에 걸리면서 상기 제1 전방 고정 받침의 회전 축을 기준으로 회전하여 자동으로 전개될 수 있다.

상기 제2 유형 작살은 펼침 동작을 위한 장력이 걸린 제2 전방 고정 받침을 고정 링이 잡아주고 상기 삽입하는 과정에서 상기 고정 링이 진행 방향의 반대로 이동하면서 상기 제2 전방 고정 받침이 자동으로 전개될 수 있다.

상기 하나 이상의 헌터 위성은 하나 이상의 제1 유형 헌터 위성 및 하나 이상의 제2 유형 헌터 위성으로 구분되며, 상기 제2 유형 헌터 위성은 상기 제1 유형 헌터 위성의 부피에 대해서 정수배의 부피를 갖고, 상기 하나 이상의 제1 유형 헌터 위성 및 상기 하나 이상의 제2 유형 헌터 위성이 상기 메인 위성에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.

상기 메인 위성은 상기 우주 표적을 기준으로 상기 제1 유형 헌터 위성 또는 상기 제2 유형 헌터 위성 중에서 발사 가능한 하나의 유형을 선택할 수 있다.

상기 발사 가능한 하나의 유형 및 상기 매트릭스 형태에서 남은 전체 헌터 위성의 위치 분포를 고려하여 상기 매트릭스 형태의 중심 영역보다 외각 영역에 우선순위를 두어 상기 남은 전체 헌터 위성 중에서 발사 가능한 헌터 위성을 선택할 수 있다.

상기 남은 전체 헌터 위성 중에서 상기 제1 유형 헌터 위성 및 상기 제2 유형 헌터 위성의 비율이 기준 범위를 벗어나면, 상기 제2 유형 헌터 위성을 선택해야 하는 상황에서 상기 제2 유형 헌터 위성을 선택하지 않고, 상기 외각 영역에서부터 복수의 제1 유형 헌터 위성을 선택하여, 상기 제2 유형 헌터 위성 대신에 상기 복수의 제1 유형 헌터 위성을 발사할 수 있다.

본 실시예의 다른 측면에 의하면 우주 물체 제거 방법에 있어서, 우주 물체 감시 시스템으로부터 우주 표적의 위치 정보를 수신하는 단계; 메인 위성에 대해서 궤도 선회 이동 및 추진 이동을 통해 상기 우주 표적에 접근시키는 단계; 상기 우주 표적이 지구의 대기권에서 소각 가능한 규모인지 부피 및 질량을 추정하고 기준 부피 및 질량과 비교하여 판단하는 단계; 하나 이상의 헌터 위성을 상기 메인 위성으로부터 발사 분리시키는 단계; 상기 하나 이상의 헌터 위성을 통해 상기 우주 표적을 요격하고 포획하는 단계를 포함하는 우주 물체 제거 방법을 제공한다.

상기 우주 물체 제거 방법은 상기 헌터 위성을 상기 우주 표적에 고정시킨 후 상기 지구의 대기권으로 이동시켜 상기 우주 표적과 함께 소각하는 단계를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 전자광학 우주 감시 시스템에서 식별된 우주 물체에 대해서 수개의 헌터 위성이 탑재된 메인 위성으로부터 헌터 위성을 분리하고, 분리된 헌터 위성이 우주 물체에 접근/요격하여 궤도 이탈을 통해 대기권 재진입 및 소각하는 방식으로 목표물을 완전 제거할 수 있는 효과가 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템을 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 우주 물체 제거 방법을 예시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 동작을 예시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 메인 위성에 탑재된 헌터 위성을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성의 발사 동작을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성의 구조를 예시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성이 발사하는 제1 유형 작살의 구조 및 동작을 예시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성이 발사하는 제2 유형 작살의 구조 및 동작을 예시한 도면이다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템을 예시한 블록도이다.

본 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템은 우주 쓰레기(Space debris) 등의 우주 물체를 요격한 후 궤도 이탈을 유도한다. 전자광학 우주 물체 감시 시스템과 연동하여 메인 위성이 위협 위성 및 우주 쓰레기를 추적하고 우주 물체 감시 시스템과 데이터를 송수신한다. 메인 위성에 탑재된 헌터 위성이 별도로 발사되어 목표물을 요격한 후 대기권에 재진입하고 같이 소각된다.

우주 물체 감시 시스템(20)은 전자광학 장비를 이용해 우주 물체를 감시한다. 우주 물체 감시 시스템(20)은 지상에서 광학 영상 장비 및 레이다 전파를 이용하여 우주 물체를 관측한다.

우주 물체 제거 시스템(10)은 메인 위성(100) 및 하나 이상의 헌터 위성(200)을 포함한다.

메인 위성(100)은 우주 물체 감시 시스템(20)으로부터 우주 표적의 위치 정보를 수신하고, 궤도 선회 이동 및 추진 이동을 통해 우주 표적에 접근한다.

하나 이상의 헌터 위성(200)은 메인 위성에 탑재되며 메인 위성으로부터 발사 분리되고 우주 표적을 요격하고 포획한다.

메인 위성(100) 및 헌터 위성(200)은 위성의 기본적인 동작을 수행하는데 필요한 장치를 포함한다. 위성은 본체, 자세 제어 및 추진 장치, 통신 장치, 전자 제어 장치, 에너지원 등을 포함한다. 자세 제어 및 추진 장치는 위성의 자세를 조절하고 기체, 액체 등의 추진체를 분사하여 이동시키는 장치이다. 통신 장치는 외부 장치와 정보를 송수신하는 장치이다. 에너지원은 태양 에너지 등을 수집하거나 전력을 저장하는 장치이다. 전자 제어 장치는 위성의 각종 장치를 종합적으로 제어하는 장치이다.

메인 위성(100)은 우주 표적이 지구의 대기권에서 소각 가능한 규모인지 부피 및 질량을 추정하고 기준 부피 및 질량과 비교하여 판단할 수 있다. 메인 위성(100)은 메인 위성에 탑재된 각종 센서를 통해 우주 표적에 관한 정보를 수집한 후 발사 여부를 판단할 수 있다.

헌터 위성(200)은 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 메인 위성(100)으로 송신할 수 있다.

메인 위성(100)은 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 기반으로 헌터 위성(200)이 임무 수행 가능으로 판단되면 우주 물체 감시 시스템(20)으로 임무 상황 정보를 송신할 수 있다.

메인 위성(100)은 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 기반으로 헌터 위성(200)이 임무 수행 불가로 판단되면 우주 표적에 접근하여 다른 헌터 위성을 발사할 수 있다.

헌터 위성(200)은 우주 표적에 고정된 후 지구의 대기권으로 이동하여 우주 표적과 함께 소각될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 우주 물체 제거 방법을 예시한 흐름도이다.

우주 물체 제거 방법은 우주 물체 제거 시스템에 의해 수행될 수 있다.

단계 S10에서는 우주 물체 감시 시스템으로부터 우주 표적의 위치 정보를 수신하는 단계를 수행할 수 있다.

단계 S20에서는 메인 위성에 대해서 궤도 선회 이동 및 추진 이동을 통해 우주 표적에 접근시키는 단계를 수행할 수 있다.

단계 S30에서는 우주 표적이 지구의 대기권에서 소각 가능한 규모인지 부피 및 질량을 추정하고 기준 부피 및 질량과 비교하여 판단하는 단계를 수행할 수 있다.

단계 S40에서는 하나 이상의 헌터 위성을 메인 위성으로부터 발사 분리시키는 단계를 수행할 수 있다.

단계 S50에서는 하나 이상의 헌터 위성을 통해 우주 표적을 요격하고 포획하는 단계를 수행할 수 있다.

단계 S60에서는 헌터 위성을 우주 표적에 고정시킨 후 지구의 대기권으로 이동시켜 우주 표적과 함께 소각하는 단계를 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 동작을 예시한 도면이다.

메인 위성은 하나 이상의 헌터 위성을 탑재한 상태로 지상에서 발사한다. 헌터 위성이 탑재된 메인 위성은 궤도에 안착한다.

우주 물체 감시 시스템이 위협물로 판단되는 위협 위성 또는 우주 쓰레기 등을 추적하고 방어 대상이 되는 위성 주변에서 위협물이 탐지되면, 위협물의 이동 경로를 추적하여 위협물의 정밀 궤도 및 위치를 산출한다. 우주 물체 감시 시스템은 산출한 데이터를 메인 위성으로 전송한다.

궤도를 선회하는 메인 위성은 우주 물체 감시 시스템으로부터 데이터를 수신하고 추진 기동을 통해 위협물 근처로 이동한다. 메인 위성은 위협물과의 거리 및 위협물의 이동 경로를 고려하여 헌터 위성을 발사한다.

발사된 헌터 위성은 위협물 근처로 이동한다. 헌터 위성은 요격 가능 거리 내라고 판단되면 작살을 발사하여 위협물을 요격한다. 헌터 위성은 작살 발사 및 위협물의 요격/포획 여부에 관한 데이터를 메인 위성으로 전송한다.

메인 위성은 위협물의 요격/포획에 성공한 경우 임무 성공 메시지와 함께 관련 데이터를 전송한다. 우주 물체 감시 시스템은 위협물의 불능여부를 판단한 후 임무를 종료한다.

메인 위성은 위협물의 요격/포획에 성공하지 못한 경우 헌터 위성을 다시 발사하여 위협물을 요격/포획을 수행한다. 헌터 위성은 작살을 통해 요격/포획에 성공하면 대기권에 진입하여 위협물을 소각한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 메인 위성에 탑재된 헌터 위성을 예시한 도면이다. 도 4는 복수 유형의 헌터 위성이 배치된 평면도이고, 도 5는 복수 유형의 헌터 위성이 배치된 수직 단면도이고, 도 6은 메인 위성의 구조물에서 중심 영역 및 외각 영역을 예시한 도면이다.

메인 위성은 구조물로 형성될 수 있다. 메인 위성의 +Z방향 면은 개방되며 헌터 위성의 발사 통로에 해당한다. 구조물은 CFRP(carbon fiber reinforced plastic)/AL(aluminum) 프로파일 구조물로 형성될 수 있다.

헌터 위성은 +Z 방향으로 적층되어 메인 위성 내에 탑재되어 있다. 각 헌터위성은 각각의 탑재 장치를 이용하여, 메인 위성의 구조물에 장착된다. 헌터 위성은 개방된 +Z 방향 면을 통해 맨 위부터 순서대로 발사된다.

하나 이상의 헌터 위성은 하나 이상의 제1 유형 헌터 위성 및 하나 이상의 제2 유형 헌터 위성으로 구분된다.

제2 유형 헌터 위성은 제1 유형 헌터 위성의 부피에 대해서 정수배의 부피를 갖는다. 제2 유형 헌터 위성에 장착되는 작살 및 발사 장치의 크기가 제1 유형 헌터 위성의 것보다 더 크고 구동력이 더 강하다.

하나 이상의 제1 유형 헌터 위성 및 하나 이상의 제2 유형 헌터 위성이 메인 위성에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.

메인 위성은 우주 표적을 기준으로 제1 유형 헌터 위성 또는 제2 유형 헌터 위성 중에서 발사 가능한 하나의 유형을 선택할 수 있다.

발사 가능한 하나의 유형 및 매트릭스 형태에서 남은 전체 헌터 위성의 위치 분포를 고려하여 매트릭스 형태의 중심 영역(110)보다 외각 영역(121, 122, 123, 124)에 우선순위를 두어 남은 전체 헌터 위성 중에서 발사 가능한 헌터 위성을 선택할 수 있다. 외각 영역(121, 122, 123, 124)을 4분할하여 분할된 영역에서 남은 헌터 위성 간의 비율을 조절할 수 있다. 메인 위성은 구조물 중심에서 흔들림을 최소화하도록 발사 전략을 수립한다.

남은 전체 헌터 위성 중에서 제1 유형 헌터 위성 및 제2 유형 헌터 위성의 비율이 기준 범위를 벗어나면, 제2 유형 헌터 위성을 선택해야 하는 상황에서 제2 유형 헌터 위성을 선택하지 않고, 외각 영역에서부터 복수의 제1 유형 헌터 위성을 선택하여, 제2 유형 헌터 위성 대신에 복수의 제1 유형 헌터 위성을 발사할 수 있다. 예컨대, 제2 유형 헌터 위성의 개수가 제1 유형 헌터 위성보다 상대적으로 부족하다면, 제2 유형 헌터 위성 1개 대신에 외각 영역에서 대칭적으로 위치하는 제1 유형 헌터 위성 2개 이상을 선택 발사할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성의 발사 동작을 예시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성의 구조를 예시한 도면이다.

헌터 위성은 작살 및 발사 장비를 포함하고 작살을 발사하여 우주 표적을 헌터 위성에 고정할 수 있다.

헌터 위성에서 발사체(작살)는 발사 장치에 장착된다. 발사 장치는 와이어 수납 공간을 포함한다. 작살이 발사되면 수납된 와이어가 풀리면서 작살은 위협물로 날아가 위협물을 요격한다.

작살은 우주 표적의 표면을 관통하고 삽입하는 과정에서 작살의 전방 고정 받침이 펼쳐지는 구조에 따라 제1 유형 작살 및 제2 유형 작살로 구분될 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성이 발사하는 제1 유형 작살의 구조 및 동작을 예시한 도면이다.

제1 유형 작살은 알파벳 'A' 형상 또는 한글 자음 'ㅅ' 형상으로 형성된 제1 전방 고정 받침을 포함하고 삽입하는 과정에서 제1 전방 고정 받침의 턱이 관통 부위에 걸리면서 제1 전방 고정 받침의 회전 축을 기준으로 회전하여 자동으로 전개될 수 있다.

작살이 위협물을 완전히 관통한다. 위협물이 제1 전방 고정 받침에 걸린다. 위협물의 버(bur) 부분이 제1 전방 고정 받침의 턱에 걸리면서 제1 전방 고정 받침의 가이드 홈을 따라 전개된다. 제1 전방 고정 받침과 제1 후방 고정 받침이 상호 작용하여 위협물에 완전히 고정된다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 물체 제거 시스템의 헌터 위성이 발사하는 제2 유형 작살의 구조 및 동작을 예시한 도면이다.

제2 유형 작살은 펼침 동작을 위한 장력이 걸린 제2 전방 고정 받침을 고정 링이 잡아주고 삽입하는 과정에서 고정 링이 진행 방향의 반대로 이동하면서 제2 전방 고정 받침이 자동으로 전개될 수 있다.

제2 전방 고정 받침의 회전 축에는 스프링이 적용되어 있어, 제2 전방 고정 받침이 전개되려는 방향으로 장력이 걸리는 상태를 만든다. 고정 링을 통해 제2 전방 고정 받침이 전개되지 않고 상태를 유지한다.

발사체가 위협물을 관통하는 중에 위협물이 제2 전방 고정 받침에 걸린다. 제2 전방 고정 받침이 일정 각도 전개되면서 고정 링이 아래로 이동하고, 제2 전방 고정 받침이 조금 큰 각도로 전개된다. 작살이 위협물을 완전히 관통하면서 고정 링이 완전히 아래로 이동하고, 제2 전방 고정 받침은 완전히 전개된다.

위협물의 버(bur) 부분이 제2 후방 고정 받침에 걸리면서 관통이 멈춘다. 제2 전방 고정 받침과 제2 후방 고정 받침이 상호 작용하여 위협물에 완전히 고정된다.

본 실시예들에 따르면 우주 쓰레기 등의 단순 구조물뿐만 아니라 국가 안보를 위협하는 위성으로부터 국내 주요 우주 자산을 보호할 수 있다. 지상 시스템과 연계하여 위협물(국가 안보 위협 위성 또는 우주 쓰레기 등)의 위치를 정밀하게 추적 가능하므로 목표 접근 정확도를 높일 수 있다. 위협물을 요격/포획 후 헌터 위성이 직접 대기권에 진입하여 같이 소각하므로 위협물의 완전 제거가 가능하다.

위성에 포함된 전자 장치는 적어도 하나의 프로세서, 컴퓨터 판독 가능한 저장매체 및 통신 버스를 포함한다.

프로세서는 시스템이 동작하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서에 의해 실행되는 경우 시스템으로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.

컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보는 입출력 인터페이스나 통신 인터페이스를 통해서도 주어질 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장된 프로그램은 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 시스템에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.

통신 버스는 프로세서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하여 정보 처리 장치의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.

위성에 포함된 전자 장치는 또한 하나 이상의 입출력 장치를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스 및 하나 이상의 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스 및 통신 인터페이스는 통신 버스에 연결된다. 입출력 장치는 입출력 인터페이스를 통해 시스템의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다.

각 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.

각 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스 또는 서버에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스 또는 서버는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.

도 2에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 2에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.

본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 우주 물체 제거 시스템
100: 메인 위성
200: 하나 이상의 헌터 위성
20: 우주 물체 감시 시스템

Claims (13)

1. 우주 물체 제거 시스템에 있어서,
   전자광학 장비를 이용해 우주 물체를 감시하는 우주 물체 감시 시스템으로부터 우주 표적의 위치 정보를 수신하고, 궤도 선회 이동 및 추진 이동을 통해 상기 우주 표적에 접근하는 메인 위성; 및
   상기 메인 위성에 탑재되며 상기 메인 위성으로부터 발사 분리되고 상기 우주 표적을 요격하고 포획하는 하나 이상의 헌터 위성을 포함하는 우주 물체 제거 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 메인 위성은 상기 우주 표적이 지구의 대기권에서 소각 가능한 규모인지 부피 및 질량을 추정하고 기준 부피 및 질량과 비교하여 판단하는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 헌터 위성은 상기 우주 표적에 고정된 후 지구의 대기권으로 이동하여 상기 우주 표적과 함께 소각되는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 헌터 위성은 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 상기 메인 위성으로 송신하고,
   상기 메인 위성은 상기 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 기반으로 상기 헌터 위성이 임무 수행 가능으로 판단되면 상기 우주 물체 감시 시스템으로 임무 상황 정보를 송신하고,
   상기 메인 위성은 상기 요격 및 포획 여부에 관한 정보를 기반으로 상기 헌터 위성이 임무 수행 불가로 판단되면 상기 우주 표적에 접근하여 다른 헌터 위성을 발사하는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 헌터 위성은 작살 및 발사 장비를 포함하고 상기 작살을 발사하여 상기 우주 표적을 고정하는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 작살은 상기 우주 표적의 표면을 관통하고 삽입하는 과정에서 상기 작살의 전방 고정 받침이 펼쳐지는 구조에 따라 제1 유형 작살 및 제2 유형 작살로 구분되는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 유형 작살은 알파벳 'A' 형상 또는 한글 자음 'ㅅ' 형상으로 형성된 제1 전방 고정 받침을 포함하고 상기 삽입하는 과정에서 상기 제1 전방 고정 받침의 턱이 관통 부위에 걸리면서 상기 제1 전방 고정 받침의 회전 축을 기준으로 회전하여 자동으로 전개되는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제2 유형 작살은 펼침 동작을 위한 장력이 걸린 제2 전방 고정 받침을 고정 링이 잡아주고 상기 삽입하는 과정에서 상기 고정 링이 진행 방향의 반대로 이동하면서 상기 제2 전방 고정 받침이 자동으로 전개되는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
9. 제2항에 있어서,
   상기 하나 이상의 헌터 위성은 하나 이상의 제1 유형 헌터 위성 및 하나 이상의 제2 유형 헌터 위성으로 구분되며,
   상기 제2 유형 헌터 위성은 상기 제1 유형 헌터 위성의 부피에 대해서 정수배의 부피를 갖고,
   상기 하나 이상의 제1 유형 헌터 위성 및 상기 하나 이상의 제2 유형 헌터 위성이 상기 메인 위성에 매트릭스 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 메인 위성은 상기 우주 표적을 기준으로 상기 제1 유형 헌터 위성 또는 상기 제2 유형 헌터 위성 중에서 발사 가능한 하나의 유형을 선택하고,
    상기 발사 가능한 하나의 유형 및 상기 매트릭스 형태에서 남은 전체 헌터 위성의 위치 분포를 고려하여 상기 매트릭스 형태의 중심 영역보다 외각 영역에 우선순위를 두어 상기 남은 전체 헌터 위성 중에서 발사 가능한 헌터 위성을 선택하는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 남은 전체 헌터 위성 중에서 상기 제1 유형 헌터 위성 및 상기 제2 유형 헌터 위성의 비율이 기준 범위를 벗어나면,
    상기 제2 유형 헌터 위성을 선택해야 하는 상황에서 상기 제2 유형 헌터 위성을 선택하지 않고, 상기 외각 영역에서부터 복수의 제1 유형 헌터 위성을 선택하여, 상기 제2 유형 헌터 위성 대신에 상기 복수의 제1 유형 헌터 위성을 발사하는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 시스템.
12. 우주 물체 제거 방법에 있어서,
    우주 물체 감시 시스템으로부터 우주 표적의 위치 정보를 수신하는 단계;
    메인 위성에 대해서 궤도 선회 이동 및 추진 이동을 통해 상기 우주 표적에 접근시키는 단계;
    상기 우주 표적이 지구의 대기권에서 소각 가능한 규모인지 부피 및 질량을 추정하고 기준 부피 및 질량과 비교하여 판단하는 단계;
    하나 이상의 헌터 위성을 상기 메인 위성으로부터 발사 분리시키는 단계;
    상기 하나 이상의 헌터 위성을 통해 상기 우주 표적을 요격하고 포획하는 단계를 포함하는 우주 물체 제거 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 헌터 위성을 상기 우주 표적에 고정시킨 후 상기 지구의 대기권으로 이동시켜 상기 우주 표적과 함께 소각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우주 물체 제거 방법.

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