SiC를 이용한 대구경 위성용 망원경 제작 (Development of a Silicon Carbide Large-aperture Optical Telescope for a Satellite)

서지정보

· 발행기관 : 한국광학회
· 수록지 정보 : 한국광학회지 / 33권 / 2호 / 74 ~ 83페이지
· 저자명 : 배종인, 이행복, 김정원, 이경묵, 김명훈

초록

위성 관측 카메라용 대구경 초경량 반사광학계를 제작하기 위해 소재 개발부터 최종 시스템 인증시험까지 전 과정을 수행했다. 완성된 비점보정 3반사경 구조의 위성용 반사광학계 망원경은 주반사경의 구경이 700 mm이고, 망원경 전체 질량은 66 kg이다. 광학소재 및 구조물에 적용 하기 위한 반응소결법을 개발했고, 이 방법을 이용해서 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 재질의 광학 몸체를 제작하고 소결체의 화학특 성, 표면특성, 결정구조를 확인했다. 광학 몸체의 기계적, 화학적 성질을 고려한 연마와 코팅 방법을 개발했으며 화학기상증착법을 적용해 SiC 경면 표면 위에 치밀한 SiC 박막을 170 μm 이상 증착함으로써 광학 성능이 우수한 경면을 만들 수 있었다. 반사경 제작 후 반사경과 지지 구조를 조립하고 정렬해서 다양한 광학 시계에 대해 파면 오차를 측정했다. 아울러 우주 환경 및 발사환경에 대한 우주 인증에 맞추어 구성품 및 최종 조립체를 온도와 진동에 대한 환경시험을 실시하여 설계 목표 성능을 달성했음을 확인했다.

영어초록

The entire process, from the raw material to the final system qualification test, has been developed to fabricate a large-diameter, lightweightreflective-telescope system for a satellite observation. The telescope with 3 anastigmatic mirrors has an aperture of 700 mm and a total mass of66 kg. We baked a silicon carbide substrate body from a carbon preform using a reaction sintering method, and tested the structural and chemical properties, surface conditions, and crystal structure of the body. We developed the polishing and coating methods considering the mechanical andchemical properties of the silicon carbide (SiC) body, and we utilized a chemical-vapor-deposition method to deposit a dense SiC thin film more than 170 μm thick on the mirror’s surface, to preserve a highly reflective surface with excellent optical performance. After we made the SiC mirrors, we measured the wave-front error for various optical fields by assembling and aligning three mirrors and support structures. We conducted major spaceenvironment tests for the components and final assembly by temperature-cycling tests and vibration-shock tests, in accordance with the qualifications for the space and launch environment. We confirmed that the final telescope achieves all of the target performance criteria.

참고자료

· 없음