우주(위성체) 중소기업 전략기술 로드맵

<목차>

1. 기술로드맵

2. 개요

3. 환경 분석

4. 특허 분석

1. 기술로드맵

가. 정지궤도 위성용 전력 제어 장치

□ (총론) 정지궤도 위성용 전력 제어 장치에 대한 R&D 추진 시, 메인 전력버스 요구도 충족, 정지궤도 위성의 운영 환경에서 높은 신뢰성 및 내구성 확보, 에너지 저장 및 배터리 수명 향상 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 전력 생성·변환 효율성 향상 기술, 전력 균형 유지 및 다중 버스 설계·구현 기술에 대한 R&D 추진

○ (중소기업 기술개발전략2) 전력 제어 및 배터리 제어 시스템과 관련 모듈·부품에 대한 내구성 및 내방사성 확보 기술개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 배터리 충방전 제어 기술, 배터리 및 관련 모듈·부품에 대한 저장 효율 및 수명향상 기술개발

[ 「정지궤도 위성용 전력 제어 장치」 기술개발 로드맵 ]

나. 위성용 대형 광학계

□ (총론) 위성용 대형 광학계에 대한 R&D 추진 시, 고해상도 광학 성능 확보, 경량화 및 구조 안정성 유지, 우주 환경에서의 내구성 및 신뢰성 확보, 초정밀 정렬 및 교정 기술 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고해상도 및 대구경 광학계 설계를 위한 고정밀 광학 설계·분석 기술 및 제조 공정 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 경량화된 광학계 구조물 및 고강도·고안정성 복합재료 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 우주 환경(진공, 극한온도, 방사선) 대응 내구성 및 광학계 성능 안정화 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 초정밀 광학계 정렬 및 교정 시스템 기술 개발, 자율 정렬 및 유지 관리 기술 개발

[ 「위성용 대형 광학계」 기술개발 로드맵 ]

다. 고성능 위성 중계기

□ (총론) 고성능 위성 중계기에 대한 R&D 추진 시, 고주파 신호 처리 및 전력 증폭 성능 확보, 경량화 및 열 관리 기술 개발, 우주 환경에서의 신뢰성 및 내구성 확보, 다중 채널 동시 전송 및 고속 데이터 처리 기술 개발 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고주파 신호 처리 기술 및 고효율 전력 증폭기(Power Amplifier) 설계·제작 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 중계기 경량화를 위한 소형화 및 고밀도 패키징 기술, 열 방출을 위한 고효율 열 관리 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 극한 우주 환경(진공, 온도 변화, 방사선)에 적합한 신뢰성 및 내구성 확보 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 다중 채널 동시 전송 및 고속 데이터 처리를 위한 신호 처리 알고리즘 및 FPGA 기반 기술 개발

[ 「고성능 위성 중계기」 기술개발 로드맵 ]

라. 위성용 레이저 통신 모듈

□ (총론) 위성용 레이저 통신 모듈에 대한 R&D 추진 시, 고속 데이터 전송 성능 확보, 광학 정렬 및 빔 안정성 유지, 우주 환경에서의 내구성 및 신뢰성 확보, 저전력 고효율 설계 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고속 광통신을 위한 레이저 발진 및 수신 기술, 고효율 광 증폭기 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 초정밀 광학 정렬 기술 및 빔 안정화 제어 알고리즘 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 우주 환경(진공, 온도 변화, 방사선)에 적합한 레이저 통신 모듈의 신뢰성 확보 및 내구성 강화 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 저전력 소모 설계를 위한 에너지 효율화 기술 및 열 관리 시스템 기술 개발

[ 「위성용 레이저 통신 모듈」 기술개발 로드맵 ]

마. 위성용 고성능 데이터 통신 모듈

□ (총론) 위성용 고성능 데이터 통신 모듈에 대한 R&D 추진 시, 고속 데이터 전송 성능 확보, 다중 채널 처리 및 신호 간섭 방지, 저전력 소모 설계, 극한 우주 환경에서의 신뢰성 및 내구성 확보 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고속 데이터 전송을 위한 고주파 신호 처리 기술 및 대역폭 확장 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 다중 채널 데이터 처리 및 신호 간섭 방지 기술, 고효율 신호 처리 알고리즘 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 저전력 설계 및 소형화 기술, 에너지 효율 향상을 위한 전력 관리 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 우주 환경(진공, 온도 변화, 방사선)에 대응 가능한 신뢰성 확보 및 내구성 강화 기술 개발

[ 「위성용 고성능 데이터 통신 모듈」 기술개발 로드맵 ]

바. 위성용 온보드 프로세서

□ (총론) 위성용 온보드 프로세서에 대한 R&D 추진 시, 고성능 데이터 처리 및 연산 능력 확보, 방사선 환경에서의 신뢰성 및 내구성 강화, 실시간 데이터 처리 및 자율성 확보, 저전력 고효율 설계 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고성능 연산을 위한 고속 프로세서 설계 기술 및 병렬 처리 알고리즘 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 방사선 환경에서의 내구성 강화를 위한 방사선 강화(Radiation-Hardened) 반도체 및 에러 정정 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 실시간 데이터 처리 및 자율성 확보를 위한 임베디드 소프트웨어 최적화 및 AI 기반 제어 알고리즘 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 저전력 고효율 설계 기술 및 열 관리 기술 개발, 전력 소모 최적화 기술 연구

[ 「위성용 온보드 프로세서」 기술개발 로드맵 ]

사. 위성용 고성능 온보드 컴퓨터

□ (총론) 위성용 고성능 온보드 컴퓨터에 대한 R&D 추진 시, 고속 데이터 처리 및 저장 성능 확보, 방사선 환경에서의 신뢰성 및 내구성 강화, 실시간 데이터 분석 및 자율 운영 능력 확보, 저전력 소모 및 열 관리 설계 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고속 데이터 처리 및 저장을 위한 고성능 프로세서 설계 기술 및 고밀도 메모리 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 방사선 강화(Radiation-Hardened) 컴퓨팅 기술, 에러 정정 코드(ECC) 및 신뢰성 강화 알고리즘 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 실시간 데이터 분석 및 자율 운영을 위한 AI 기반 임베디드 소프트웨어 및 데이터 처리 알고리즘 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 저전력 설계 기술 및 열 방출 관리를 위한 고효율 냉각 시스템 기술 개발

[ 「위성용 고성능 온보드 컴퓨터」 기술개발 로드맵 ]

아. 고정밀 관성 측정 장비

□ (총론) 고정밀 관성 측정 장비에 대한 R&D 추진 시, 높은 정밀도의 측정 성능 확보, 극한 환경에서의 내구성 및 신뢰성 강화, 소형화 및 경량화 기술 개발, 신호 처리 및 데이터 정확도 향상 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고정밀 센서 설계 및 제조 기술, 저잡음 및 고안정성의 가속도계·자이로스코프 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 극한 온도 변화, 진동, 충격 등에 대응할 수 있는 내구성 및 신뢰성 강화 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 소형화 및 경량화를 위한 고밀도 집적 설계 기술 및 복합재료 기반 구조 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 실시간 신호 처리 및 데이터 정확도 향상을 위한 알고리즘 개발 및 소프트웨어 최적화 기술 개발

[ 「고정밀 관성 측정 장비」 기술개발 로드맵 ]

자. 위성용 배터리

□ (총론) 위성용 배터리에 대한 R&D 추진 시, 고에너지 밀도 및 장수명 확보, 극한 환경에서의 신뢰성 및 내구성 강화, 안전성 및 열 관리 기술 개발, 경량화 및 효율적인 충·방전 제어 기술 확보 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 고에너지 밀도 및 장수명을 위한 차세대 배터리 소재 기술(고용량 전극, 고체 전해질 등) 개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 극한 온도 및 방사선 환경에서 안정성을 확보하기 위한 보호 기술 및 내구성 강화 기술 개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 과충전, 과방전 방지 및 열 폭주 억제를 위한 안전 관리 기술 및 열 제어 시스템 개발

○ (중소기업 기술개발전략4) 경량화 및 효율적인 충·방전 제어를 위한 배터리 관리 시스템(BMS) 및 전력 제어 알고리즘 개발

[ 「위성용 배터리」 기술개발 로드맵 ]

2. 개요

가. 정의 및 필요성

(1) 정의

□ 행성 주위를 돌도록 하기위해 쏘아 올린 물체이며, 주로 특수한 목적 달성을 위해 제작된 인공위성을 의미하고, 본 세부전략 분야는 인공위성의 설계·생산 기술 및 그에 따른 제품·서비스를 모두 포함

○ 지구궤도상에 머물러있는 것뿐만 아니라, 다른 행성탐사를 위해서 지구로부터 멀리 날아가는 경우도 편의상 인공위성으로 간주

○ 위성체의 특성은 임무 목표에 따라 정밀성과 내구성이 강화된 구조로 설계되어 다양한 극한 환경에서 작동 가능한 기능성을 제공

(2) 기술개발 필요성

□ 우주산업 성장과 글로벌 시장 선점을 위한 기술경쟁 심화

□ 데이터 기반 산업 확대에 따른 고해상도 위성 데이터 수요 증가

□ 소형화 및 군집위성 기술 발전으로 인공위성 시장 구조 변화

□ 우주 환경 문제와 지속가능성 대응을 위한 기술 요구 증가

3. 환경 분석

가. 시장 현황 및 전망

□ 소형 위성 시장 확대와 맞춤형 위성 서비스의 수요 증가

□ 저궤도 위성(LEO) 기반 네트워크 구축 경쟁 심화

□ 민간 우주 산업(뉴 스페이스) 활성화와 정부 지원 증가

□ 위성 생태계 확장과 지속 가능한 우주 개발 가속화

나. 기술개발 동향

□ 초소형 및 초저고도 위성 개발 증가

□ 민간 기업의 적극적 참여

□ 탑재체 기술의 발전

□ 위성 군집 및 네트워크화