Space & Bean의 차폐 기술이 소형 위성을 보호하는 방법

방사선은 간단히 말해서 전자기파 또는 고속 입자 형태의 에너지 흐름입니다. 가시광선과 같은 방사선은 일상 생활의 한 부분이지만 우주 방사선은 항공 우주 분야 종사자들에게 특별한 과제를 제시합니다.

NASA에 따르면, “우주 방사선은 원자로 구성되어 있고, 원자가 성간 우주에서 빛의 속도에 가까운 속도로 가속화됨에 따라 전자는 제거되고 결국 원자의 핵만 남습니다.” 이 방사선은 위성 외벽을 뚫고 전자 부품에 도달할 수 있으므로 완전한 위성 고장 가능성을 포함한 즉각적이고 누적된 효과를 일으킬 수 있습니다.

이러한 오랜 과제는 미래에도 더욱 보편화될 수 있습니다. Space & Bean의 창립자 겸 CEO인 민경령 대표는 “최근며 몇 년 동안 소형 위성(SmallSat) 시장의 급속한 성장으로 인해 상용(COTS) 전자 부품의 사용이 증가하여 비용을 절감할 수 있었습니다.”라 “그러나 COTS 부품은 우주의 방사선 환경에서 오작동하거나 손상될 위험이 있습니다.”라고 말합니다.

민 대표는 이 문제를 해결하고 더 안전한 미래를 만들기 위해 Space & Bean을 설립했습니다. Space & Bean은 이러한 목표를 달성하기 위해 SmallSat의 COTS 부품을 보호하고 혹독한 우주 환경에서 안정적으로 사용할 수 있게 해주는 첨단 복합재료 및 차폐 기술을 개발하고 있습니다.

이 야심 찬 목표를 달성하려면 경쟁하지 않고 협업하는 특정한 유형의 회사 모델이 필요합니다. 민 대표는 “Space & Bean은 다른 회사와 시너지 효과를 낼 수 있는 기술을 개발하여 차별화된 가치를 제공하는 것을 목표로 합니다. 우리의 목표는 경쟁하지 않고 독창적인 기술을 가지고 빠르게 시장을 확보하는 것입니다.”라고 말합니다.

이러한 사고방식의 일환으로 Space & Bean은 고객의 신뢰를 기술 확장의 기회로 보고 있다고 민 대표는 말합니다. Space & Bean은 이러한 신뢰와 협력을 통해 고객의 요구에 맞게 기술을 지속적으로 발전시키고 조정하고 있습니다. 고객을 지원하기 위해 제작된 이러한 맞춤형 제품 중 하나는 SCUTUM R입니다.

고급 차폐 기술로 SmallSat 보호

Space & Bean은 SmallSat의 COTS 부품을 우주 방사선으로부터 안정적으로 보호하는 SCUTUM R 차폐 솔루션을 개발했습니다. 그러나 회사 관계자에 따르면, SCUTUM R은 단순히 정적 제품이 아니라 시장에서 일반적으로 볼 수 있는 것보다 더 맞춤화되고 포괄적인 솔루션입니다.

민 대표는 “차폐 재료 회사는 일반적으로 고객이 요청한 성능을 가진 재료를 개발하고 공급하는 데 집중하지만, 우리는 재료 개발을 넘어 차폐 기술을 기반으로 최적의 보호 솔루션을 설계하고 제조하는 방식으로 차별점을 둡니다.”라고 말합니다.

예를 들어 SCUTUM R의 경우 COTS를 위한 복합재료 및 방사선 차폐함뿐만 아니라 빠른 방사선 영향 감지 및 수율(FRIDAY) 서비스를 통해 상용 부품에 대한 독립적인 우주 환경 분석 서비스를 제공합니다.

특히 민 대표는 SCUTUM R의 주요 이점 중 몇 가지는 다음과 같다고 말합니다.

• 우주 방사선 및 차폐 성능 극대화. 우주 방사선 환경을 분석하고 맞춤형 차폐 재료 및 구조를 개발하여 방사선의 영향을 최소화하는 방식으로 이를 달성합니다.
• 차폐 기능을 그대로 유지하면서 최소형 위성에도 최적화된 경량 설계 제공. 민 대표는 “이는 위성의 안정성을 개선하고 수명을 연장하는 데 핵심적인 요소입니다.”라고 말합니다.
• 다양한 위성 시스템에 맞게 조정할 수 있는 유연한 맞춤형 설계 제공. 여기에는 방사선 영향 분석을 수행하여 차폐함 설계에 적용해야 하는 복합재료를 결정하는 작업이 포함됩니다.
• 국제적인 파트너십을 통해 신뢰성과 성능 입증. 민 대표는 “우리는 현재 일본 및 미국 기업과 협력하여 글로벌 수준의 안정성을 확보하고 다양한 위성 시스템에 적용할 크기, 형태, 성능을 맞춤화하고 있습니다.”라고 말합니다.

Space & Bean이 이러한 이점을 실현하고 SCUTUM R을 배포하려면 고유한 기술을 설계, 개발, 최적화해야 합니다. Space & Bean은 Ansys 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 이러한 목표를 달성합니다.

시뮬레이션부터 최적화된 방사선 차폐까지

Ansys 스타트업 프로그램(한국어 페이지)의 회원인 Space & Bean이 설계 및 개발 프로세스 전반에서 사용할 소프트웨어를 결정할 때 Ansys 소프트웨어를 선택한 이유는 몇 가지가 있습니다. 민 대표는 “Ansys 분석 결과는 신뢰성을 인정받았고 국제적으로 검증되었으므로 Space & Bean이 데이터의 신뢰성을 높이기 위해 Ansys 솔루션을 채택한 것은 당연한 선택이었습니다.”라면서 “우리는 Ansys가 분석 도구일 뿐만 아니라 글로벌 시장에서 우리 기술을 인정받는 데 중요한 기반이 될 것이라고 확신했습니다.”라고 말합니다. 또한 민 대표는 한국 정부의 지원을 받아 우주 방사선 및 전자기파를 모두 분석할 수 있도록 사업을 확장할 수 있게 된 것 또한 Ansys와의 파트너십으로 얻게 된 주요 이점이라고 말합니다.

시뮬레이션 소프트웨어를 사용한 방식을 한 가지만 예로 들면, 특정 위성의 임무, 수명 및 궤도를 기반으로 우주 방사선의 영향을 연구하는 우주 방사선 영향 분석이었습니다. 이 정보는 최적의 보호 전략과 구조 차폐 설계를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 여기에는 방사선에 민감한 전자 부품을 배치할 때 방사선 영향을 최소화하는 이상적인 위치가 포함됩니다. 여기서 Space & Bean은 Ansys Charge Plus 전자기 충전 및 방전 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 “우주 방사선 적용 시 플라스마와 전자의 전기적 효과를 분석하고, 금속 하우징 형상과 하위 시스템 디자인의 방전 시스템을 설계했습니다.”라고 민 대표는 말합니다.

또한 팀은 설계 프로세스에서 Ansys EMC Plus 전자기 간섭 및 호환성 시뮬레이션 소프트웨어를 사용했습니다. 민 대표는 “무선 동력 전달 시스템의 개념 설계에서 유도 코일 주변의 전자기파 효과를 분석하고, 복합 하우징 설계에서 금속 박막의 두께 및 연결 설계 결과를 확인하는 EMC Plus 소프트웨어의 기능이 강력해졌습니다.”라고 말합니다.

민 대표는 사용되는 특정 소프트웨어에 관계없이 “제품을 제작하기 전에 Ansys 시뮬레이션을 사용하여 예비 분석을 수행하면 생산 비용과 개발 시간을 줄일 수 있습니다.”라며, “모델링 및 시뮬레이션 소프트웨어는 설계 및 테스트에 필요한 시간을 30% 이상 단축해 주었습니다. 우리의 현재 목표는 50% 이상 단축하는 것입니다. 그러면 향후 개발 일정에 긍정적인 영향이 있을 것으로 예상됩니다.”라고 말합니다.

Space & Bean은 Ansys 시뮬레이션 결과를 통해 COTS 부품의 내구성을 높이고 우주 방사선을 차단하는 맞춤형 복합 차폐함을 효율적으로 생성하여 목표를 더 잘 달성할 수 있습니다. 민 대표는 앞으로도 “우리는 정밀한 분석과 신뢰할 수 있는 데이터를 제공하기 위해 계속해서 Ansys 시뮬레이션을 적극적으로 활용할 것입니다.”라고 말합니다. 이러한 노력의 일환으로 Space & Bean은 4개의 브랜드로 구성된 포트폴리오 전반의 효율성을 높이기 위해 추가 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하는 것을 고려하고 있습니다. 예를 들어 열 분석은 우주 산업의 핵심 요소이며 Space & Bean의 지속적인 기술 개발과 관련이 있기 때문에 이 분야에 대한 Ansys 솔루션 도입을 검토하고 있습니다.

Space & Bean의 미래

SmallSat의 인기가 높아지고, 회사의 기술이 진화하고, 해외 시장 진출이 임박함에 따라 Space & Bean은 엄청난 성장의 변곡점에 있습니다.

이 중요한 순간에 민 대표는 고객이 직면한 실제 문제를 해결하는 유용하고 검증된 최적의 제품을 제공한다는 회사의 핵심 목표에 변함이 없는 이유를 역설합니다.

Space & Bean은 우주 산업에서 글로벌 시장 및 ESA 및 NASA와 같은 조직이 사용할 수 있는 시뮬레이션을 통해 SmallSat의 신뢰성을 높여주는 차폐 기술과 신뢰할 수 있는 데이터 분석을 지속적으로 제공하고 있습니다. 또한 민 대표는 Space & Bean이 방사선 보호 기술을 사용하는 자체 우주 부품을 개발하고 있다고 말합니다.

Space & Bean은 자동차, 방위, 반도체 및 의료 분야에서 볼 수 있는 다른 극한 환경을 위한 신뢰할 수 있는 보호 기술을 개발하기 위해 우주 산업 외부로 이러한 사고방식을 확장하고 있습니다. 민 대표는 이를 위해 고객과의 파트너십을 지속적으로 육성하여 “인류가 활용하는 모든 첨단 기술이 보다 안전하고 지속 가능하게 작동하도록 할 것입니다.”라며, “기술이 발전하고 신뢰성이 더욱 중요해짐에 따라 우리는 지속적으로 성장하고 차별화된 보호 솔루션을 통해 글로벌 시장에서 중요한 역할을 할 것입니다.”라고 말합니다.

이러한 성장 범위는 Space & Bean을 넘어 더 많은 기업으로 확대될 것입니다. 민 대표는 한국 정부와 Ansys가 스타트업을 지원하고 스타트업에 시뮬레이션 프로그램을 소개하기 위해 어떻게 협력하고 있는지 설명합니다.

민 대표는 “한국 기업들이 지속적으로 기술을 개발하고 성장할 수 있도록 시뮬레이션 프로그램을 활용할 수 있는 더 많은 지원 프로그램이 생기기를 바랍니다.”라며, “이와 같은 기회가 많을수록 기업이 부담을 조금 덜고 연구 개발에 보다 효율적으로 집중할 수 있을 것이라 생각합니다. 이는 결과적으로 우주 산업에 더 많은 혁신을 가져올 것이라고 생각합니다.”라고 말합니다.

자세히 알아보기

Ansys 스타트업 프로그램의 혜택을 알아보십시오.