평면 형태로 접을 수 있는 전개형 트러스 붐 구조물에 관한 연구

Abstract

최근 우주 기술이 발달함에 따라, 대형 위성뿐만 아니라 초소형 위성 등을 이용하여 우주 임무를 수행하려는 시도가 활발하다. 또한, 더욱더 고성능의 임무 완수를 위해 대형 우주 구조물에 대한 요구가 증가하고 있다. 하지만, 위성체에 탑재할 수 있는 공간은 한정적이기 때문에 효율적인 공간 활용과 발사 비용 저감을 위해 대부분의 우주 임무에는 전개형 구조물이 사용되고 있다. 본 학위 논문에서는 우주 임무에 사용되는 전개형 구조물들의 종류와 각각의 특징을 조사하고, 특히, 기존의 전개형 트러스 붐 구조물의 수납률을 개선할 수 있는 ‘평면 형태로 수납이 가능한 전개형 트러스 붐 구조물’을 제안하고자 한다. 제안된 전개형 트러스 붐 구조물의 형상과 메커니즘을 설명하고, 평면 형태로 접기 위해 만족해야 하는 기하학적 제약조건에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 기구학적 분석을 통하여 매개 변수들 간의 관계식을 얻은 후 최종 길이 및 수납률 등을 분석하였다. 그리고 전개 구동력에 따른 구조물의 거동을 확인하기 위해 동역학적 모델을 수립하여, 탄성력에 의한 전개 거동을 분석하였다. 제안된 전개형 트러스 붐 구조물이 실제로 이용 가능한지를 확인하기 위해, 미터급 전개가 가능하도록 설계 변수들을 선정하여 프로토타입을 제작한 뒤 전개 시험을 수행하였다.