본 연구는 NASA의 TAT-C에서 제안된 IDME 개념을 확장하여, 광학 나노, 초소형급 위성의 궤도 및 탑재체 성능지표 기반 임무설계 분석을 수행하였다. 분석 대상은 녹조 모니터링에 적합한 가시광-근적외 영역 센서를 탑재한 16U 나노위성과 100kg급 초소형위성으로 설정하였다. 연구 방법은 후보 궤도 SSO 고도 400-800km, LTAN 06시부터 15시에서의 궤도 모의, 탑재체 파라미터(구경, F/#, 초점거리, 검출기 크기, 대역폭 등) 기반의 데이터 품질 지표 산출, 관측 환경(태양고도, 대기 투과율 등)을 고려한 SNR, 공간해상도, 동적범위로 구성된다. 이를 통해 Level-0(단일 픽셀) -> Level-1(시간/위치별 통계) -> Level-2(지역, 기간 집계) 단계별 성과 지표를 도출하였다. 분석 결과, 동일한 관측영역을 제공하는 궤도라도 위도, 계절에 따라 수질 모니터링에 필요한 SNR이 크게 변동하며, 소형 위성의 구경, 검출기 설계 선택이 데이터 품질에 결정적 영향을 미침을 확인하였다. 또한, 관측폭 확장은 촬영범위 향상과 동시에 SNR 저하를 유발하여, 수질 관측에 필요한 최소 분광-공간 해상도 요구조건과 상충 관계를 나타냈다. 본 연구는 소형 광학 위성 임무 설계에서 궤도 성능과 탑재체 성능을 통합적으로 고려할 수 있는 방법론을 제시하며, 향후 다양한 환경 모니터링 군집위성의 효과적 설계 및 정책적 타당성 검토에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.