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저궤도 위성 임무 Clarity-1의 사후 분석 (이미지 및 비행 데이터 포함)

 (albedo.com)
1P by GN⁺ 1일전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • Albedo의 첫 위성 Clarity-1은 초저궤도(VLEO)에서의 지속 운용 가능성을 입증하며, 상업 위성으로는 전례 없는 환경에서 성공적으로 작동함
  • 공기저항 계수가 설계 목표보다 12% 우수했고, 원자산소(AO) 내구성이 검증되어 275km 고도에서 5년 수명의 모델을 확립함
  • 자체 개발한 Precision 버스가 모든 하위 시스템에서 정상 작동하며, 클라우드 기반 지상 시스템과 온궤도 소프트웨어 업데이트 기능이 입증됨
  • 이미징 체인 전 과정이 검증되어, 10cm급 가시광 해상도 달성에 필요한 기술의 98%를 확보했으나, CMG(자이로) 과열 문제로 통신이 중단됨
  • Clarity-1은 VLEO 상업 운용의 가능성을 실증하며, Albedo는 이를 기반으로 차세대 위성 개발과 VLEO 확장을 추진 중임

VLEO 운용 검증

  • Clarity-1은 SpaceX Transporter-13을 통해 발사되어 VLEO(초저궤도) 운용의 지속 가능성을 입증
    • 공기저항 계수가 설계 대비 12% 개선, 350~380km 고도에서 반복 측정으로 검증
    • 275km 고도에서 평균 5년 수명을 예측하는 모델 확립
  • 원자산소(AO) 내구성 실험에서 전력 생산량이 일정하게 유지되어, AO 저항 설계의 효과 확인
  • 100km 이상의 제어된 고도 하강, 태양 폭풍 대응, 모멘텀 관리 및 고장 탐지 시스템이 정상 작동
  • 방사선 내성이 예상보다 4배 우수했고, 궤도 결정 정확도도 검증됨

Precision 버스의 비행 검증

  • 2년 만에 개발된 Precision 버스가 TRL-9 수준으로 비행 검증 완료
    • 모든 하위 시스템과 자체 기술(비행 소프트웨어, 전자보드, 열 관리 시스템 등)이 정상 작동
  • 클라우드 기반 지상 시스템이 25개 지상국과 자동 연동되어, 15분 단위로 임무 일정을 갱신
    • 하루 30회 이상의 자동 추진 계획 수행, 원격 제어 및 실시간 상태 추적 가능
  • 14회의 비행 소프트웨어 업데이트와 1회의 FPGA 업데이트를 성공적으로 수행
    • 온궤도 소프트웨어 개선이 문제 해결의 핵심 역할을 함

초기 운용 및 완벽한 첫 4주

  • 발사 후 3시간 만에 첫 교신 성공, 14시간 만에 Protect 모드 진입
  • 4개의 CMG, 탑재체 전원, 열 균형, X-band 통신 등 주요 시스템이 빠르게 검증
  • 800Mbps X-band 링크로 안정적 데이터 전송, 정밀한 CMG 포인팅 성능 확인
  • 예상보다 훨씬 짧은 기간에 주요 기술 검증 완료

CMG 고장과 토크로드 제어

  • 4월 14일, CMG 베어링 온도 상승으로 하나가 작동 중단
    • 자동 복구 실패 후, 나머지 CMG를 보호하기 위해 토크로드 기반 3축 제어로 전환
  • 토크로드만으로 15~45도 오차 발생했으나, 반복적인 비행 소프트웨어 업데이트로 5도 수준까지 개선
  • ISS를 안전하게 통과해 VLEO 진입, 망원경 보호 덮개 분리 성공

이미지 획득 및 처리

  • 초기에는 토크로드 제어로 인해 이미지 흔들림과 오정렬 발생
    • 날씨 정보를 활용해 클라우드 없는 이미지 자동 선별
  • 이후 3-CMG 제어 알고리듬 업로드 후 완벽 작동, 10분 내 7장 연속 촬영 및 전송 성공
  • 지상 처리 파이프라인이 수초 내에 Slack으로 이미지 전송, 업계에서 드문 실시간 처리 속도 달성
  • 센서 성능(동적 범위, 색상 정렬 등)과 지터/스미어가 목표 대비 각각 3배, 11배 개선
  • 열화상 카메라로 도쿄만 선박, 제철소, 식생 구분 등 고품질 IR 이미지 확보

CMG 재발 문제와 통신 상실

  • 두 번째 CMG에서도 동일한 온도 문제 발생, 윤활유 내열 한계가 원인으로 확인
  • 여러 복구 시도에도 지속 운용 불가, 9개월 후 TT&C 라디오 메모리 오류로 통신 상실
  • 그러나 VLEO 운용 데이터는 충분히 확보되어, 공기저항 모델과 AO 내구성 검증 완료
  • LeoLabs 추적 결과, 위성은 여전히 자율 자세 유지 상태로 VLEO에서 하강 중

10cm 영상 목표의 98% 달성

  • 10cm급 가시광 이미징 달성에 필요한 기술 중 98% 검증 완료
    • 공기저항, AO 내구성, 전력 시스템, 열 관리, 비행/지상 소프트웨어, 포인팅 알고리듬 등 모두 입증
  • 남은 과제는 CMG 온도 관리 개선, 차기 설계에서 냉각 및 구조 강화 반영
  • 부가적으로 보조 거울 강성 향상, 히터 용량 증대 등 설계 개선 완료

향후 계획

  • 차세대 VLEO 임무에서 새로운 기능과 개선된 신뢰성을 검증 예정
  • EO/IR 임무용 광학 탑재체 개발 지속, VLEO를 차세대 생산적 궤도층으로 확장 목표
  • Clarity-1은 VLEO 운용, 항력 모델, AO 내구성, 고성능 버스를 모두 실증
  • Albedo는 이를 기반으로 지속 가능한 초저궤도 상업 위성 시대를 추진 중임
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GN⁺ 1일전  [-]
Hacker News 의견들

  • Albedo의 Founder/CEO로서 첫 번째 VLEO 위성 미션 Clarity-1의 상세 보고서를 공개했음
    이미지, 성공과 실패, 그리고 배운 점을 모두 정리했으며 질문을 환영함
    공식 포스트 링크

    • 1m 광학계로 250km 고도에서 가시광선 파장 기준 회절 한계가 약 17cm인데, 어떻게 10cm 해상도를 달성했는지 궁금함
    • 토크 로드만으로 자세 제어를 어떻게 구현했는지 궁금함
      관성 안정화인지, 능동 포인팅인지, 그리고 자기 쌍극자나 대기 저항이 어떤 영향을 미쳤는지 묻고 있음
    • 항력 계수가 목표 대비 12% 개선되었다고 했는데, 일반 큐브샛보다 얼마나 나은지 궁금함
      표면 처리로 항력을 더 줄일 수 있다 했는데, 궤도 속도에서 표면 항력이 얼마나 큰 요인인지 질문함
    • 위성 소프트웨어 개발 관련 “전쟁 이야기” 를 듣고 싶음
      어떤 스택을 썼는지, 테스트 방식, 펌웨어 업데이트, 언어 선택 등을 궁금해함
    • 자세 제어 및 소프트웨어 스택을 지상에서 어떻게 테스트했는지 묻고 있음
      시뮬레이터를 썼는지, 그리고 LeoLabs 외에 어떤 스타트업들이 ‘space stack’을 구성했는지 궁금함

  • 기술적인 내용은 어렵지만, 전체 글이 흥미로웠고 좋은 일자리처럼 느껴졌음

  • 훌륭한 보고서였음. 비행 중의 창의적 문제 해결이 인상적이었고, FPGA 업데이트 관련 내용도 추가되면 좋겠음
    Albedo 팀이 VLEO를 대중화하길 기대함

  • 참고로 albedo-stuff.com 도메인이 만료된 것 같음

  • 이렇게 높은 해상도에서는 지상 위치 정확도가 중요함
    고해상도를 선호하는 사람들은 지리적으로 정확한 이미지를 원하기 때문임

    • 아직 해당 보정 캠페인을 완료하지 못했지만, 첫 미션에서는 5~10m 수준의 위치 정확도를 예상했음
      주된 오차 원인은 별 추적기 쿼터니언 오차였고, 향후 시스템에서는 3~5m 정확도를 목표로 함

  • 자이로의 윤활유가 온도에 견디지 못한 것이 근본 원인으로 보임
    시스템 엔지니어링 접근에 대한 사후 분석(postmortem) 을 보고 싶음

    • 교훈은 공급망을 여러 단계 깊이 파고들 것임
      스타트업의 속도와 자원 한계 속에서도 배우고 있음
    • 지상 테스트에서 열 챔버를 이용해 고온·저온에서 일주일씩 돌려보는 게 일반적인데, 왜 이 문제가 잡히지 않았는지 궁금함
      테스트 기간이 충분치 않았던 것 같음

  • 첫 미션으로는 매우 성공적이었고 팀의 실력이 돋보였음
    다만 글쓰기 스타일이 “tech bro” 처럼 들려서 우려됨
    “locked in”, “nailed it” 같은 표현은 전통적인 우주 산업 관계자에게는 미숙하게 보일 수 있음
    주요 고객층은 보수적인 기업 의사결정자들이므로, 좀 더 전문적이고 신뢰감 있는 어조가 필요함
    회사의 인상 때문에 계약 기회를 잃을 수도 있음

    • 동의함. 글이 AI가 쓴 것처럼 느껴졌고, “VLEO isn’t just a better orbit…” 같은 문장은 게으르거나 비전문적으로 보임
      직접 작성하지 않은 회사의 발표문을 신뢰하기 어려움
    • 전체적으로 무언가를 증명하려는 듯한 인상을 받았음
    • 하지만 “양복 입은 노인들”이 시장을 지배한다는 말에는 동의하지 않음
      엔지니어들은 화려한 문체보다 기술적 적합성을 더 중시함
      오히려 솔직한 블로그라서 좋았음
    • 회사 블로그의 톤은 채용 및 구독 유도 목적에 맞게 설정된 것임
      저자들이 직접 와서 질문에 답하는 점도 긍정적으로 봄
    • 작성자 Topher Haddad는 두 가지 스타일을 가진 듯함
      하나는 “tech bro”식 블로그, 다른 하나는 깊이 있는 기술 설명체로, 두 접근을 통합한 점이 흥미로움

  • VLEO의 목적이 저궤도에서의 군사적 활용(예: Golden Dome 같은 프로젝트용 운동 에너지 무기)인지 궁금함

    • 근본적으로는 거리 기반 성능 향상이 핵심임
      거리 제곱·세제곱·네제곱 법칙에 따라 영상, SAR, 레이더, 통신 등 모든 성능이 개선됨
      빠른 시스템 제작이 가능하면 새로운 우주 아키텍처 패러다임을 열 수 있음
      또한 낮은 궤도는 자기 청소 효과로 파편이 줄고, 방사선대 아래라 핵폭발 후 복원력이 높음
    • 이 경우의 주 목적은 초고해상도 위성 영상 확보로 보임

  • 인상적인 프로젝트였음
    왜 VLEO로 내려간 뒤에야 망원경 덮개를 분리했는지, 그리고 TT&C 라디오 메모리 문제의 근본 원인을 어떻게 찾을지 궁금함
    약간 낙관적으로 보이지만 흥미로운 접근임

    • 덮개 분리는 우주 안전 때문이었음
      FCC와의 조율이 까다로워서 다음 미션에서는 덮개를 없앨 수도 있음
      라디오는 외부 공급업체 제품이었고, NAND와 ECC 구현 문제가 의심됨
      앞으로는 자체 라디오를 제작해 테스트와 반복 개선, 그리고 내부 원인 추적을 용이하게 할 계획임
    • 덮개를 너무 일찍 분리하면 궤도 잔해 위험이 커지므로, 충분히 낮은 고도에서 분리하려 한 것 같음
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