과학자들 최초로 자율 위성 군집 항법 시스템의 궤도 내 시험 완료

Seoul스탠포드 대학교의 우주 랑데부 연구소 과학자들이 자기 유도 위성 시스템의 우주 최초 실험을 성공적으로 완료했습니다. 이 실험은 Starling Formation-Flying Optical Experiment (StarFOX)의 일환으로 진행되었습니다. 네 대의 소형 위성을 시각적 데이터 기반 무선 네트워크를 통해 유도하는 방식이 사용되었습니다. 이 시스템은 탑재된 카메라만을 이용하며, 지구 외부의 임무에 유용할 수 있습니다.

이 기술은 기존의 단일 위성 시스템에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다.

• 정확성과 커버리지가 향상됨
• 유연성 및 견고성이 증가됨
• 단일 위성이 달성하기 어려운 새로운 목표를 설정할 가능성
• 기술적 요구 사항이 적어 재정적 비용 절감 가능

전통적인 우주 시스템은 내비게이션을 위해 전 세계 항법 위성 시스템(GNSS)과 심우주 네트워크에 의존합니다. 이러한 시스템은 지상 시스템과의 빈번한 통신이 필요하며 작동 속도가 느리다는 단점이 있습니다. 또한 이러한 시스템은 미래의 임무에는 적합하지 않으며, 인공위성이 "비협력적인 물체"인 우주 쓰레기를 피하는 데 도움을 줄 수 없습니다. StarFOX의 새로운 시스템은 자급자족 가능하고 높은 자율성을 가지고 있어 이러한 문제를 해결합니다.

ARTMS 내비게이션 시스템은 이미지 처리, 배치 궤도 결정, 그리고 순차 궤도 결정이라는 세 가지 중요한 우주 로봇 알고리즘을 결합합니다. 이 시스템은 현대 위성에서 흔히 사용되는 저렴한 2D 카메라인 스타 트래커를 활용합니다. 이를 통해 얻은 시각 데이터를 고급 알고리즘으로 분석함으로써, StarFOX는 위치와 속도를 정확하게 계산할 수 있습니다.

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그 시스템은 어려운 조건에서도 잘 작동하여 단일 관찰자와 함께 사용 시 위치 정확도가 거리의 0.5% 이내에 도달했습니다. 여러 관찰자가 있을 경우, 정확도는 0.1%로 향상되었습니다. 이러한 수준의 정확도는 자동 유도, 제어, 충돌 방지를 위해 매우 유용합니다.

NASA는 StarFOX 프로젝트를 2025년까지 지속하기로 결정하고, 프로젝트 이름을 StarFOX+로 변경했습니다. 연장된 프로젝트는 미래의 우주 인식 및 위치 기술에 도움이 될 개선된 기능을 시험할 것입니다. 이 결정은 NASA, 국방부, 미 우주군과 같은 조직에서 자동화 시스템 사용을 강력히 지지한다는 것을 보여줍니다.

이 기술은 여러 위성을 우주에서 조율하는 데 매우 중요하여, 단일 위성으로는 달성하기 어려운 목표들을 가능하게 해줍니다. 이는 더욱 발전되고 유연하며 자립적인 우주 운영을 향한 중요한 진전을 나타냅니다.