Satellites with Robotic Arms for On-Orbit Servicing

최근 뉴스페이스(newspace) 시대가 도래함에 따라 각국에서 다양한 임무의 인공위성이 개발, 발사되고 있습니다. 인공위성의 개발과 함께 우주 파편, 우주 쓰레기에 대한 위험도 또한 증대되고 있는데요, 따라서 우주 파편 제거에 대한 능동제거 서비스(ADR, Active Debris Removal)에 대한 관심 또한 높아지고 있습니다. 이때 우주 임무에는 기본적으로 랑데부(rendez-vous), 근접 운용, 도킹(docking) 등과 같은 기술들이 활용되는데, 이는 궤도상 서비싱(On-Orbit service) 기술의 기반이 됩니다.

본 연구의 목적은 로봇팔이 장착된 궤도상 서비싱(OOS) 위성의 근접 운용 및 도킹 시나리오를 설계하는 것으로, 이는 우주 파편 제거뿐만 아니라 인공위성의 연료 재급유 및 부품 교체/수리에 활용될 수 있기 때문에 미래지향적인 우주 임무에 필수적인 기술입니다.

로봇팔을 활용해서 위성의 점검(Inspection), 수거(Capture), 궤도조정(Maneuver), 수리(Repairing), 조립(Integration), 재활용(Re-use) 등의 다양한 서비스를 제공할 수 있으며, 우주 공간에서 이를 수행하기 위해서는 지상에서의 제어 알고리즘 개발 및 검증이 필수적입니다. 또한 우주 공간에서의 로봇팔은 지상과는 달리 Free-Floating 상태의 운동을 하기 때문에 로봇팔의 구동에 따라 발생하는 질량중심의 변화, 관성 모멘트의 변화 및 각 관절의 구동모터에서 발생하는 반작용 토크 등의 영향으로 인해 발생하는 부가적인 효과들을 모두 고려해야 합니다.

이렇게 로봇팔이 장착된 인공위성의 근접 운용 및 도킹 시나리오를 설계하고, 최종적으로 로봇팔을 장착한 위성 제어 시스템의 소프트웨어 기반 시뮬레이터를 개발하여 지상에서 성능 검증을 하는 것이 촤종 연구 목표가 될 것입니다.

더 자세한 정보는 이종찬 연구원(can.lee@controla.re.kr)에게 문의 바랍니다.