CubeSat 프로토타입 챌린지 가이드

본 연구의 목표는 큐브셋을 통해 우주 시스템을 이해하고 창의 임무 설계, 요구 조건 분석, 그리고 시스템 기본 설계 및 제작을 통해 학교에서 배워온 지식을 실제 응용하여 공학과 과학의 관계와 차이를 배우고 관련 전공에 대한 흥미를 유발하기 위함에 있다.  다양한 환경센서를 성층권에서 측정하는데 목적이 있다. 

 

 

목차

 

 

 

 

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CubeSat 프로토타입 챌린지 가이드

 

 

 

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CubeSat 프로토타입 챌린지 가이드

CubSat 가이드는 다음과 같다. 

 

CubeSat Prototype Challenge Guide

CubeSat Prototype Challenge Guide.pdf

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1. INTRODUCTION

 

1.1. CubeSat 및 CubeSat 프로토타입이란 무엇입니까?

 

CubeSats는 10cm3의 표준화된 단위 크기와 1.33kg의 최대 무게를 가진 나노위성 클래스입니다.
로켓 구동 발사체를 사용하여 우주로 발사하거나 국제 우주 정거장에서 배치할 수 있습니다. 표준화된 외부 치수 및 중량을 통해 기업은 기성 부품을 개발하고 제조, 운송 및 배포 비용을 절감할 수 있습니다.

반면에 CubeSat 프로토타입은 우주 준비가 된 CubeSats를 모델로 합니다. 그들은 고공 풍선, 무인 항공기 또는 취미 로켓과 같은 방법을 사용하여 지구 대기의 낮은 "층으로 발사됩니다.

프로토타입을 사용하면 제작 재료 및 제작 방법에 유연성이 추가되고 진동, 복사, 온도 및 충격과 같은 속성에 대해 우주 준비 CubeSats와 동일한 엄격한 자격이 필요하지 않습니다.

 

 

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1.2. 챌린지 개요
2021 CubeSat 프로토타입 키트의 구성 요소를 사용하여 팀은 커뮤니티에서 중요한 임무를 정의하고 자체 CubeSat 프로토타입을 만들어 해당 지역의 요구에 대한 실질적인 솔루션을 제공합니다. 팀은 CubeSat 프로토타입을 설계, 구축, 프로그래밍 및 테스트한 다음 지구의 하위 계층에 배포합니다.


대기:
- 지상에서 최대 8-14km까지 뻗어 있고 거의 모든 날씨를 포함하는 대류권.
- 성층권은 대류권의 상단에서 최대 50km까지 뻗어 있으며 오존층을 포함합니다.

팀은 구조, 전기, 소프트웨어 및 컴퓨팅, 감지, 데이터 저장 및 발사 시스템을 포함하여 CubeSat 프로토타입의 다양한 하위 시스템에 익숙해질 것입니다. 그들은 또한 임무 계획 및 데이터 분석에 대해 배울 것입니다. CubeSat 프로토타입의 복잡성은 각 팀의 결정입니다. 팀은 2021 CubeSat 프로토타입 키트에 포함된 센서를 실험하고 사용하는 것이 좋습니다.

챌린지 제출, 마감일 및 리소스에 대한 중요한 링크는 2021 FIRST 글로벌 챌린지: 발견 및 복구 매뉴얼에서 찾을 수 있습니다. 챌린지 문서 제출에 대한 지침을 따르고 이 챌린지를 진행하기 전에 CubeSat 프로토타입 챌린지 디자인 문서 템플릿의 내용을 검토하십시오.

 

 

 

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1.3. 이 문서에 대한 규칙 및 업데이트
CubeSat 프로토타입 챌린지에서 특정 정의가 있는 키워드는 모든 대문자로 표시되며 다른 중요한 용어와 함께 이 문서의 용어집 섹션에 정의되어 있습니다.

설명을 포함하여 이 문서에 대한 모든 수정 사항은 1페이지의 업데이트 표에 게시됩니다.

가장 최근에 게시된 버전이 공식 버전으로 간주됩니다. 팀은 정기적으로 문서를 방문하여 변경 사항을 인지해야 합니다.

 

 

 

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1.4. 질문
팀은 FIRST Global의 CubeSat Prototype Challenge 카테고리를 통해 규칙을 명확히 하기 위해 질문할 수 있습니다.
포럼 또는 support@first.global로 제출하십시오. FIRST Global에서 제공한 답변만 기억하십시오.
규칙의 공식적인 설명으로 간주됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

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2. CHALLENGE RULES

 

2.1. 일반적인
R01 팀은 안전 예방 조치를 취해야 합니다. 적절한 경우 적절한 등급의 보안경이나 측면 실드를 항상 착용해야 합니다.

 

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2.2. 사명
R02 팀은 CubeSat 프로토타입이 수행할 임무를 식별해야 합니다. 섹션 4.2를 참조하십시오. 예를 들어.

 

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2.3. 2021 CubeSat 프로토타입 키트 구성품
R03 CubeSat 프로토타입은 2021 CubeSat 프로토타입 키트에 포함된 항목과 추가 재료로 구성할 수 있습니다. 각 팀은 1개의 2021 CubeSat 프로토타입 키트를 받게 됩니다. 키트에는 완전한 솔루션에 필요한 모든 센서가 포함되어 있지만 팀이 원하는 경우 추가 구성 요소를 추가할 수 있습니다.
2021 CubeSat 프로토타입 키트 BOM은 https://first.global/cubesat에서 확인할 수 있습니다.

R04 팀은 CubeSat 프로토타입에 포함할 센서를 선택할 수 있습니다. 팀은 제공된 모든 구성 요소를 사용할 필요가 없습니다.

R05 교체부품은 제공되지 않으니 전자부품 취급시 주의하시고, 기상풍선 취급시 장갑을 착용하시기 바랍니다.

R06 일부 SENSOR는 헤더를 땜납으로 부착해야 하지만, 와이어를 연결하는 것 외에는 물리적으로 센서를 수정할 필요가 없습니다.

 

 

 

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2.4. 구조 요구 사항
R07 CubeSat Prototype의 외부 치수는 정확히 10cm x 10cm x 10cm의 표준화된 크기여야 합니다. 외부 치수에는 인클로저에 사용된 재료가 포함됩니다.

R08 표준 CubeSat의 최대 무게는 1.33kg이지만 팀은 이 요구 사항을 준수할 필요가 없습니다.

R09 CubeSat 프로토타입을 위한 외부 구조와 지지대는 팀이 원하는 재료로 만들 수 있습니다. 크기 요구 사항을 충족하는 한 팀이 이것을 구축하는 방법에 대한 제한은 없습니다. 내부 구성 요소를 조립한 후 접근하는 방법, 공기 흐름이 필요한 구성 요소 및 단열재가 필요한 구성 요소에 대해 생각하는 것을 잊지 마십시오.

R10 CubeSat 프로토타입은 DEVICE의 성능에 영향을 미치지 않는 한 장식을 포함할 수 있습니다. 팀은 CubeSat 프로토타입에 국기를 포함하도록 권장되며 FIRST Global은 이를 위해 2021 CubeSat 프로토타입 키트에 로고 스티커를 포함했습니다.

 

 

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2.5. 시작
R11 CubeSat 프로토타입은 지구 대기의 낮은 층에 배치되어야 합니다.
팀은 저고도 발사를 시뮬레이션하는 접근 가능한 옵션을 사용하여 이러한 높이에 도달합니다.
2021년 CubeSat 프로토타입 키트에는 테더링 또는 테더링되지 않은 발사를 위해 날씨 풍선이 제공되지만 팀은 다른 방법을 사용하거나 지상에서 높은 지점에서 측정할 수 있습니다.

 

 

 

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2.6. 제출물
R12 제출물은 이러한 규칙에 대한 준수 여부를 검토합니다. 이러한 규칙을 위반하거나 이러한 규칙에 대한 의도하지 않은 해석을 사용하여 경쟁 우위를 얻으려는 시도는 점수가 부여되지 않을 수 있습니다.

R13 팀은 검토자가 점수를 명확하고 모호하지 않게 만드는 방식으로 제출을 위해 비디오를 문서화하고 녹화해야 합니다.

 

 

 

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3. SCROING

팀은 MISSION과 CubeSat Prototype이 솔루션 제공을 어떻게 지원할 수 있는지 명확하게 정의합니다. 2.0 

팀이 MKR1000 WiFi 마이크로컨트롤러에 하나 이상의 센서를 성공적으로 연결하고 출력을 읽을 수 있음 2.0 

팀이 두 개 이상의 센서를 MKR1000 WiFi 마이크로컨트롤러에 성공적으로 연결하고 출력을 읽을 수 있습니다. 

팀은 MISSION을 수행하기 위해 CubeSat Prototype을 지구 대기의 낮은 층에 배치합니다. 2.0 

심사위원 재량으로 수여 2.0

 

"검토자의 재량에 따라 수여됨" 항목은 검토자가 다음 항목에 대해 부여할 수 있는 추가 점수를 반영합니다.

다음 중 하나:
● MISSION은 명확하게 정의되고 지역 문제와 관련이 있으며 CubeSat 프로토타입을 사용하여 해결할 수 있습니다.
● 설계, 구축, 출시 및 임무 결과에 대한 철저하고 명확한 문서화.
● CubeSat 프로토타입의 독창성과 미션 달성을 위한 접근.
● CubeSat 프로토타입의 기술적 복잡성.
● CubeSat 프로토타입의 창의성과 시각적 미학.
● 지침 준수.

 

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4. DEFINING THE MISSION

 

4.1. 목적
팀은 커뮤니티에 중요한 임무를 정의하고 해당 지역의 요구에 실질적인 솔루션을 제공하기 위해 자체 CubeSat 프로토타입을 생성합니다.

 

 

 

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4.2. 예시
다음 목록에는 MISSIONS의 예가 포함되어 있습니다. 팀은 지역의 필요와 관련하여 자신의 임무를 정의하는 것이 좋습니다.
● 대기 또는 지상 오염 감지
● 농업 모니터링
● 날씨 측정
● 인간의 활동과 건강
● 토지이용
● 기후변화 감지
● 매핑
● 재해구호 및 복구
● 산림 건강

 

 

 

 

 

 

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5. 2021 CUBSAT PROTOYPE

 

5.1. 개요
2021 CubeSat 프로토타입 키트에는 팀이 작동하는 CubeSat 프로토타입을 개발하는 데 필요한 모든 기본 구성 요소가 포함되어 있습니다.
GPS(Global Positioning System) 추적기, 송수신기 및 통신용 안테나와 같이 임무를 향상시킬 수 있는 추가 구성요소는 포함되지 않습니다.
국가마다 규정이 다르기 때문에 모든 규정을 준수하는 표준 구성품을 키트와 함께 제공할 수 없습니다

 

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5.2. 자원
팀은 https://first.global/cubesat에서 다양한 구성 요소를 조립하고 프로그래밍하는 방법에 대한 지침을 찾을 수 있습니다. 이 페이지에는 유용한 웹사이트 및 온라인 계산기에 대한 링크도 포함되어 있습니다.

 

 

 

 

 

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6. GLOSSARY

 

2021 CubeSat 프로토타입 키트: BOM에서 식별된 공식 구성 요소 목록입니다.

CubeSat: 로켓 구동 발사체를 사용하여 우주로 발사되거나 국제 우주 정거장에서 배치된 나노위성.

CubeSat 프로토타입: 우주 준비가 된 CubeSats를 모델로 하여 지구 대기의 낮은 층으로 발사됩니다.

인클로저: CubeSat 프로토타입 구성 요소를 수용하는 10cm3 구조 구성 요소.

발사: 지구 대기의 낮은 층에 CubeSat 프로토타입을 배치합니다(지상에서 최대 50km).

임무: CubeSat 프로토타입의 목적은 지역적으로 중요한 문제를 해결하는 것입니다.

센서 구성요소: MKR ENV Shield Rev 2, Mini Module Camera Shield 5MP Plus OV5642, MicroSD 카드 브레이크아웃 보드+, 실시간 클록 브레이크아웃 보드, 디지털 온도 센서, 레이저 PM2.5 입자 센서, 소리 감지기 및 아날로그 UV 광 센서 브레이크아웃 보드(GUVA-S12SD).

 

 

 

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모두의 아두이노 환경 센서 책

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