본 연구는 태양의 코로나를 촬영하기 위한 편대비행 큐브위성 비행모델의 개발과 발사 이후 초기 식별을 시도하는 과정에서 얻은 교훈을 다룬다. CANYVAL-C(CubeSat Astronomy by NASA and Yonsei using Virtual telescope ALlinment - Coronagraph) 임무는 큐브위성 두 기의 편대비행을 통해 태양의 코로나 촬영을 목표로 한다. 분리형 코로나 촬영 시스템을 구현하기 위한 요구사항을 도출하고, 운용 개념을 수립하였다. 카메라를 탑재한 1U 큐브위성(Timon)과 태양광 차폐막을 탑재한 2U 큐브위성(Pumbaa) 시스템을 개발하였다. 본 임무는 정교한 편대비행을 위해, 두 위성 간의 RF 통신, 상대항법, 시간동기화, 상대위치제어가 요구된다. 종단운용시험 및 우주환경시험을 통해 큐브위성 시스템 비행모델의 지상 검증을 수행하였다. 지상 관제에 필요한 UHF 지상국, 비행동역학 시스템, 임무 분석 및 계획 시스템을 개발하였다. 두 위성은 2021년 3월 22일 발사체 Soyuz-2.1a에 의해 궤도에 진입하였다. 본 연구는 초기 설계 과정에서 상세한 임무 분석, 시스템 수준의 반복 시험 수행, 지상국 서비스 사용 등 기존의 큐브위성 개발 과정에서 간과했던 점을 요약한다. 또한, 큐브위성 시스템 개발과 교신 시도에서 얻은 경험을 바탕으로, 임무 설계, 시스템 개발, 발사 및 운용 관점에서 교훈을 제시한다. 이를 바탕으로 향후 국내에서 개발되는 큐브위성 시스템을 개선하고 궤도 운용 성공률을 높일 수 있다.
We present the development process and lessons learned from creating CubeSat systems for the solar coronagraph. The objective of the CANYVAL-C(CubeSat Astronomy by NASA and Yonsei using Virtual telescope ALignmeht - Coronagraph) mission is to capture solar corona images with two CubeSats operating formation flying: 1U CubeSat(Timon) equipped with a camera payload and 2U CubeSat (Pumbaa) equipped with sunlight-blocking payload. In order to establish a new concept for a separated solar coronagraph, we derived the mission requirements and then designed the concept of operations. To achieve precise formation flying, core technologies for RF inter-satellite link, GNSS-based relative navigation, time-synchronization, and relative orbit maneuver were developed. The integrated flight model of two CubeSats were thoroughly verified through end-to-end testing and space environment testing. Furthermore, a ground segment including the UHF ground station, FDS(Flight Dynamics System), MAPS(Mission Analysis and Planning System), and SOS(Spacecraft Operation System) were developed for on-orbit operations. Two CubeSats were launched on March 22, 2021, by Soyuz-2.1a. This study highlights the importance of thorough mission analysis, repeated systems-level testing, and the utilization of commercial ground station services. Additionally, it presents valuable insights derived from mission design, CubeSat systems development, as well as launch and operational experiences. The experience gained during the development and launch of CANYVAL-C CubeSat systems can contribute to improving the success rate of on-orbit operations for future CubeSat missions.