(총괄목표) 차세대 뇌혈관용 초소형 내시 현미경, 위성간 고용량 레이저 광통신, 차세대 6G 통신 및 초고속 컴퓨팅 분야의 핵심전략 요소기술 선점을 위한, 극초단 레이저 직접묘화 기반 초박형 평판 그래핀 슈퍼렌즈 패터닝 원천기술 개발 및 응용기술 확립(1단계 세부목표)○ 극초단 레이저 기반, 비열 초박형 그래핀 평판렌즈 설계/해석/패터닝 기술 개발 ○ 극초...

차세대 위성 간 레이저 통신 기술 확보를 통한 저궤도 위성통신 핵심 기술 개발 - (PAT기술) 저궤도 위성 간 광통신 링크(O-ISL, Inter-Satellite Link) 정밀 빔 제어 기술 - (광원) 우주 환경에 강인한 초고속 무선 광통신용 광원 및 모듈 기술 - (지상검증) 실내·외 레이저 통신 장치 간 PAT 기술 및 데이터 전송 지...

(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.

▣ 인력양성 미래우주통신 분야의 교육 트랙 설치, 관련 교과목 개설 및 산학 협력 프로젝트, 경진대회 개최를 통한 성과 교류 프로세스 구축 산·학·연 연계를 통한 세미나, 현장 실습 등의 실무 교육 제공 및 인턴십, 산학장학생 제도 확립 ▣ 우주통신시스템 설계 저궤도 위성의 우주 환경을 모사한 지상 통신 실험 환경 구축 및 멀티미션을 위한 저궤도 군집 위성통신망 운용 성능 종합평가. 군집위성시스템의 임무요소 및 제한조건 기반 위성 소프트웨어 정의망 제어 평면 프로토콜 연구 및 위성 간 통신 링크 성능을 고려한 최적 군집위성궤도 설계 군집 저궤도 위성 환경에서 고신뢰성 저지연 통신을 달성할 수 있는 차세대 부호화 기술 개발 ▣ 위성 통신 탑재체 및 임무 설계 전리권 및 대류층을 포함한 대기권 관측 임무 달성을 위해 GNSS RO (Global Navigation Satellite System Radio Occultation) 데이터 측정/분석/활용 핵심 기술 확보 지상국-위성 간 통신시스템을 정립하여 지상국에서의 데이터 처리를 통한 군집위성 간의 최적 임무 계획 및 협업/제어 기술 확보 크기와 형상 변화를 통해 높은 안테나 성능을 확보함과 동시에 수송, 공기 저항 등에서 오는 한계를 극복할 수 있는 차세대 가변형상 안테나 설계 기술 확보 저궤도 통신 위성군의 궤도 보정 기동을 위한 추력기 운용 시나리오 상정 및 안정성 평가 ▣ 우주통신 선행기술 연구 초정밀 포인팅 제어기술과 위성 비행 시뮬레이션을 통해 광통신 탑재체의 성능을 검증하고 EM(Engineering Model)을 개발하여 핵심기술을 구현 빔 제어 기술 및 변복조 기술의 고도화를 통한 초고속/초장거리 위성 광통신 시스템 기술 연구 저궤도 위성 간 정밀 자세제어를 위한 레이저 절대거리측정 핵심 기술 개발 및 EM 모듈화를 통한 성능검증 군집 위성 및 지상 간 양자 네트워크 통신 프로토콜 선행연구 위성통신을 사용한 양자 키 분배의 환경에서 높은 효율의 정보보정을 담당하는 가변 부호율 부호 기술 연구