With the increasing global demand for satellites for various missions, including communications, observation, and military security, the development of next-generation high-performance large satellites—which are increasing in size and weight—is essential to perform high-performance missions. For large satellites, the development of structures incorporating advanced design and manufacturing technologies is required to ensure structural safety in launch environments, as their shape and weight increase compared to other satellites. In this paper, after assuming the shape and weight of a large satellite, a comparative analysis of manufacturability and structural performance was conducted based on four structural configurations primarily applied as the main structures of the satellite system. When flat panels, which offer excellent manufacturability, are applied as the main structures, optimization of the load transfer path from the launch vehicle is required. Furthermore, a central cylindrical structure, which ensures continuity at the connection point between the satellite and the launch vehicle, can effectively enhance the structural performance of large satellites. Among them, it is believed that if the design and manufacturing technologies for main structures utilizing composite lattice structures are advanced and applied to next-generation high-performance large satellites, the structural performance of large satellite bodies can be secured very efficiently.

전 세계적으로 통신, 관측 및 군사 안보 등 다양한 임무를 위한 위성체에 대한 수요가 증가하며, 고성능의 임무를 수행하기 위해서는 크기 및 무게가 증가되는 차세대 고성능 대형 위성에 대한 개발이 필수적이다. 대형 위성의 경우 타 위성 대비 증가되는 형상 및 무게에 따라 가혹한 발사 환경에 대한 구조안전성을 확보하기 위해 고도화된 설계 및 제작 기술이 반영된 구조물에 대한 개발이 요구된다. 본 논문에서는 대형 위성체에 대해 형상 및 구성품 별 무게를 가정한 후, 위성체 구조계의 주구조물로 주로 적용되는 4가지 형상의 구조 형상을 기준으로 제작성 및 구조 성능에 대한 비교 분석을 수행하였다. 제작성이 우수한 평판형 패널을 주구조물로 적용할 경우 발사체로부터 전달되는 하중 전달경로에 대한 최적화가 필요하며, 위성체-발사체 간 접속부의 연속성을 확보하는 중앙 원통형 구조의 경우 효과적으로 대형 위성의 구조 성능을 향상시킬 수 있다. 그 중 복합재 격자형 구조를 적용하는 주구조물에 대해 설계 및 제작 기술을 고도화 하여 차세대 고성능 대형 위성에 적용할 경우 매우 효율적으로 대형 위성체 구조 성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords: 위성 구조체(Satellite structure), 주 구조물(Main structure), 허니콤 샌드위치 복합재(Honeycomb sandwich composite), 격자형 구조물(Lattice structure)