위성 카메라용 복합재료의 out-gassing에 의한 변형에 관한 연구

Abstract

위성카메라는 고해상도 지상 이미지를 얻기 위해서 운용되며, 이를 위해서는 크기와 치수안정성이 중요하다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서 복합재료의 사용이 증가하고 있으나 복합재료 내의 고분자 화합물이 우주의 진공환경에서 수분을 방출하고 수축하는 현상이 있어 치수안정성에 악영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 기계식 정밀 변형 측정장치를 설계, 제작하여 복합재의 Out-gassing변형에 따른 변위를 측정하고, 이에 따른 위성카메라의 성능변화 평가를 수행하였다. 측정장치의 정확도는 간섭계와의 열팽창 동시 측정을 통해 검증하였으며, 장시간 안정성은 금속의 변위 측정을 통해 수행되었다. 측정결과 M55J의 fiber방향과 transverse방향 시편에 대하여 -2.785ppm과 -81.056ppm의 변형이 발생함을 확인하였다. 광학성능평가에서는 위성카메라에 가장 보편적으로 사용되는 2거울식 카세그레인식 망원경 모델을 선정하였으며, MTF값의 변화와 이미지 시뮬레이션을 수행하였다. 광학계의 치수불안정성은 우주의 열/진공 환경에 대하여 주경과 부경 사이의 de-center, tilt, de-space를 유한요소 모델을 이용하여 평가하였다.