저궤도 관측위성에 탑재된 영상처리장치의 온도제어를 위하여 사용하는 열적 완충질량을 대체할 수 있는 상변화물질의 성능에 대하여 수치해석적으로 분석하였다. 관측위성에 사용되는 고정밀 영상처리장치는 임무에 따라 주기적으로 작동하며 발열량이 매우 큰 반면, 온도에 민감하여 작동허용 온도범위가 매우 좁다. 이러한 장치의 온도를 제어하기 위하여 국산 저궤도 관측위성에서는 열적 완충질량을 사용하였다. 열적 완충질량은 일종의 열에너지 콘덴서로서 부품에서 주기적으로 발생하는 열을 축적하고 냉각 휴지기에 발산함으로써 방열판의 크기와 히터 소모전력을 작게 유지하며 온도를 제어할 수 있지만, 그 자체가 Al block이므로 질량이 증가하는 단점이 있다. 본 연구에서는 추가 질량을 최소화하며 부품의 온도를 더욱 안정적으로 유지할 수 있도록 고상-액상 상변화물질을 이용한 열제어 장치를 제안하였다. 열적 완충질량을 대신할 수 있도록 열용량 설계를 통하여 상변화물질이 충진된 사각 용기형 열제어장치를 제안하고, 저궤도 관측위성의 영상탑재체에 열적 완충질량 대신 이를 장착하여 궤도상 임무수행조건에 대한 열해석을 수행하였다. 열해석 수행결과 상변화물질을 이용한 열제어 장치는 열적 완충질량을 대체하여 효과적인 온도제어가 가능함을 확인하였으며, 질량도 약 1/10 정도로 감소시킬 수 있었다.
Solid-liquid Phase Change Material(PCM) as a thermal control hardware for the electro-optical payload of low earth orbit satellite is numerically studied which can be substituted with Thermal Buffer Mass(TBM). The electro-optical module in LEO satellite is periodically work and high heat is dissipated during the imaging period, however, the design temperature range is very tight and sensitive. In order to handle this problem TBM is added and as a result the module time constant for transient temperature motion increases. TBM is made of Al6010 and its mass directly affects the system design. To save the mass PCM is suggested in this study. The latent heat of melting or solidification is very high and small amount of PCM can play a role instead of TBM. The result shows that only 1/10 of PCM mass is enough to control the module temperature.