(1) 1차 년도 (2020.3 – 2021.2) 연구목표: 레이저통신 큐브위성 임무 설계 및 요구조건 분석, 핵심기술 개발 연구내용 및 범위 ▷ 큐브위성을 이용한 우주 레이저통신 임무 수립 및 분석: 큐브위성을 이용한 우주 레이저통신 시연 (Demonstration) 임무를 확립하고 그 목표를 한정한다. 또한, 그 큐브위성 임무를 달성할 수 있는 본체 및 탑제체의 시스템 요구조건을 도출한다. 임무 수립 및 분석이 완료된 후 Mission Design Review (MDR)을 통해 외부 전문가들로부터 설계된 임무를 검토받는다. ▷ 본체 및 탑재체 핵심 모듈의 Development Model (DM) 개발: 큐브위성을 이용한 광통신 임무의 성공을 위한 핵심 모듈인 별센서 (Star Tracker) 및 레이저통신 탑재체의 Pointing Acquisition & Tracking (PAT) 시스템을 설계하고 DM을 개발한다. 개발된 모듈들이 기능적으로 잘 동작하는지 야외 또는 실험실에서 검증한다. ▷ 광학지상국을 위한 인공위성 추적 망원경 시스템 개발: 위성간 레이저통신 탑재체를 궤도상 검보정 하고, 우주-지상 데이터 전송할 때 사용할 수 있는 광학지상국을 설계하고, 광학 지상국의 기반이 되는 인공위성 추적 망원경 시스템을 개발한다. 기존의 천문대 크기의 지상국과는 다르게 취미용 천체망원경을 이용하여 대학교 수준에서도 부담없이 운용할 수 있는 광학지상국을 설계한다. (2) 2차 년도 (2021.3 – 2022.2) ● 연구목표: 큐브위성 임무 시뮬레이터 개발, 레이저통신 탑재체 PAT 검증, 광학부 및 전자부 개발 ● 연구내용 및 범위 ▷ 큐브위성 임무 시뮬레이터 개발: 1차년도에서 수립된 큐브위성 임무를 모사할 수 있는 동역학적 위성 궤도 및 자세 시뮬레이터를 개발하고, 그에 상응하는 인공위성 자세제어 알고리즘을 개발한다. 이를 이용하여 궤도 상 큐브위성의 pointing disturbance를 도출한다. ▷ 레이저통신 탑재체의 PAT DM 성능 검증: 위에서 개발한 큐브위성 임무 시뮬레이터로부터 얻어진 pointing disturbance를 steering-mirror를 통해 실험실에 재현하고 이를 전년도에 개발된 레이저통신 탑재체의 PAT DM이 이를 보정하여 필요한 pointing accuracy를 유지하는지 그 성능을 시험한다 ▷ 레이저통신 탑재체 광학부 및 전자부 DM 개발: 레이저통신 탑재체의 광학부 및 전자부를 설계하고 DM을 개발하여 자유공간에서의 광통신 실험을 진행한다. (3) 3차 년도 (2022.3 – 2023.2) ● 연구목표: 레이저통신 탑재체 EQM 개발, 큐브위성 본체 EQM 설계, 광학 지상국 개발 ● 연구내용 및 범위 ▷ 레이저통신 탑재체 EQM 개발: 각각 독립적으로 개발한 레이저통신 탑재체의 광학부, 전자부 및 PAT 시스템을 큐브위성에 탑재 가능한 크기로 설계한 후 실제 하드웨어로 EQM을 개발한다. ▷ 큐브위성 본체 EQM 설계: 레이저통신 탑재체를 탑재하고 궤도상에서 임무를 수행할 수 있는 큐브위성 본체 EQM을 설계한다. 위성 본체 EQM 설계가 끝난 후 Preliminary Design Review (PDR)을 통해 외부 전문가들로부터 위성 설계 내용을 검토받는다. ▷ 광학 지상국 개발: 레이저통신 탑재체의 전자부 및 PAT 시스템을 응용하고 1차년도에 개발했던 인공위성 추적 망원경 시스템과 통합하여 레이저 통신 데이터 수신이 가능한 광학지상국을 개발한다.