국내의 인공위성 자세제어계에 대한 기술 수준 및 관심은 인공위성 개발프로그램과 병행하여 급격히 증대되어 왔다. 인공위성의 개발을 담당하고 있는 기관 및 학계 그리고 산업계를 중심으로 자세제어계와 관련된 다양한 분야의 기술개발 노력이 투입되어 왔다. 따라서 비약할만한 기술의 발전이 이루어진 점에 의심할 여지가 없다. 한편으로 절대적인 경험 및 기간의 부족 기술인력 기반의 취약성 등으로 인하여 아직도 요구되는 기술수준에 많이 미치지 못하고 있는 상황이다.
현재 국내에서의 인공위성자세제어에 대한 연구 방향은 회전안정화 방식보다 3축안정화 방식에 집중되고 있다. 3축 안정화 방식은 다시 위성체 내부에 일정한 각운동량의 존재 여부에 따라 바이어스 모멘텀 방식과 Zero 바이어스모멘텀 방식으로 나뉠 수 있다. 무궁화위성에서 쓰이고 있는 바이어스모멘텀방식은 비교적 단순하면서 3축의 제어 목적과 높은 지향 정밀도를 달성할 수 있는 효율적인 시스템이고 우리별 3호 및 아리랑위성에서 쓰이는 Zero 바이어스모멘텀방식은 높은 지향정밀도와 제어기 설계 및 운용의 용이성을 보장할 수 있는 방식으로 알려져 있다.
위의 내용과 같이 국내에서 진행된 연구의 기반이 대부분 3축 자세제어, 즉 위성체의 동체가 고정되어 있는 상황에서 3축에 대한 독자적인 자세제어 방식에 집중되어 있는 상황이다. 그러나 실제위성의 임무, 특히 일부 정지궤도 위성의 임무 등 회전안정화에 대한 임무해석 능력이 절대적으로 필요하며 이 부분에 대한 지속적인 연구활동이 필요하다.
인공위성 자세제어 시스템의 가장 큰 특징의 한 가지는 기술파급 효과이다. 이것은 자세제어 시스템이 전기, 전자, 정밀 기계, 그리고 광학 등의 다양한 기술 수준의 집합으로 이루어져 있기 때문이다. 가령 반작용휠의 핵심 기술인 밀봉 및 윤활, 휠 밸런싱, 모터 제어용 전자회로 기술 등은 기타의 다양한 기술 분야로 파급될 수 있다. 현재 국내의 기타 산업기술 분야에서 모터제어기 등을 포함한 컴퓨터를 이용한 서보 제어기술이 상대적으로 뒤떨어져 있다.
또한 Scanning 형태의 지구센서, 자이로 기술, S/W 기술 등등 향후 인공위성 제작기술의 자립화에 큰 걸림돌이 될 수 있는 요인중의 하나로서 지속적인 기술 개발 노력이 필요하다. 미래의 인공위성의 수요를 감안 할 때 그 중요성이 점점 더 해지고 있다. 최근 일련의 새로운 인공위성 개발 사업계획을 고려해 볼 때 그간의 자세제어 분야의 기술축적 내용을 전체적으로 뒤돌아 보고 앞으로의 기술개발 방향을 모색할 필요가 있다.
▲ 궤도상의 우리별 1호
인공위성의 자세제어계의 중요성을 고려할 때, 국내에서의 지속적인 기술개발 노력이 필요하다. 향후 국내의 독자 인공위성 개발에 예상되는 큰 장애물 가운데 하나로서 자세제어계 핵심 구성품 확보에 대한 어려움 및 완전한 기술자립을 들 수 있다. 이러한 어려움에 대처하기 위한 방안으로서 기술개발에 대한 중요성이 더욱 강조되어야 한다. 또한 자세제어 시스템을 이루는 구성품 기술은 타 산업기술 분야로의 응용 가능성이 높다고 할 수 있으므로 이러한 측면을 적극 활용할 필요가 있다. 또한 자세제어계를 이루는 H/W 이외에 자세제어계 설계 기술, 임무해석 기술, 시뮬레이션 및 모델링 및 알고리즘 개발 등 전반적인 분야의 학술적/기술적 연구활동도 병행되어야 한다. 그렇게 함으로써 국내 인공위성 자세제어 기술이 발전되고 그 기술발전으로 인한 관련 기술들의 파급효과도 기대할 수 있다.
▲ 우리나라 위성들의 자세제어 시스템 특징
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