우리 대학 항공우주공학과 학부생인 김광우 학생(지도교수 오현웅)이 제1저자로 참여한 논문이 7월 9일 발행된 SCI급 우주분야 저널인 <MDPI Aerospace>에 게재됐다. 

  김광우 학생은 <수직 방향 인쇄회로기판을 이용한 우주용 전장품에서의 인쇄회로기판 변형률 기반 방법론의 효과에 관한 실험적 평가(Experimental Evaluation of the Effectiveness of the Printed Circuit Board Strain-Based Methodology in Space-Borne Electronics with Vertically Mounted Printed Circuit Boards)>라는 제목의 이 논문에서, 수직 방향으로 설치되는 우주용 전장품(전기를 동력원으로 하는 장치)의 구조건전성을 보다 정확하게 평가할 수 있는 새로운 방법론을 제안했다. 

  최근 위성의 임무가 고도화되면서 위성 내부의 PCB(Printed Circuit Board‧전장품에서 소재가 탑재되는 기판)에 더 많은 고집적‧고발열 소자를 탑재하려고 우주용 전장품을 수직으로 세워 위성체 패널 외벽에 부착하는 경우가 많아졌다. 이에 따라 우주용 전장품의 한쪽 면만이 위성에 부착되면서, 기존의 수평 부착 방식보다 우주에서의 발사 진동환경에서 파손이나 변형에는 더 취약해졌다. 또한, 종래의 우주용 전장품 구조건전성 평가 방법으로 널리 적용되던 스타인버그의 피로파괴 이론을 적용하면 구조해석 시 큰 오차가 발생할 수 있다.

  김광우 학생은 이 같은 수직 방향 전장품의 구조건전성에 대한 선제 연구가 없다는 데 주목하고, 기존 이론의 한계점을 보완한 ‘PCB 임계변형률(Critical Strain) 기반 방법론’을 적용하여 수직 방향 전장품에서의 유효성을 검증했다. 특히 수직 방향 전장품의 전자 소자 납땜부가 우주 환경에서도 파손되지 않고 버틸 수 있는지를 보다 정확하게 평가할 수 있는 방법론을 만들고 이를 실험적으로 입증하는 데 성공하면서 학술적으로도 높은 평가를 받았다. 

   이 방법론을 적용하면 수직 방향 전장품의 구조건전성을 보다 정확하게 평가할 수 있어 전장품 부착에 필요한 보강재의 과도설계를 방지하고 전장품의 무게를 경감시킬 수 있을 것으로 예상된다. 김광우 학생은 “뉴스페이스 트렌드에 따라 위성의 소형화, 경량화를 통해 제작‧발사 비용을 절감하려는 시도가 지속되고 있는 가운데, 이번 연구가 우주용 전장품의 경량화에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 

기획홍보팀 송영은