KAIST는 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀이 개발한 큐브위성 ‘K-HERO(KAIST Hall Effect Rocket Orbiter)’가 오는 27일 새벽 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되는 누리호 4차 발사체에 탑재돼 우주로 향한다고 밝혔다.
이번 누리호 4차 발사는 한국항공우주연구원(KARI)으로부터 기술 이전을 받은 민간기업 한화에어로스페이스가 처음으로 주관하는 발사다. 주탑재체인 차세대중형위성 3호를 비롯해 산학연이 개발한 12기의 큐브위성이 함께 실리며, K-HERO도 이 중 하나로 탑재된다.
K-HERO는 최원호 교수 연구팀이 KARI 주관 ‘2022 큐브위성 경연대회’에서 기초위성 개발팀으로 선정되며 본격 개발이 시작됐다. 기초위성은 비행모델(FM) 제작 전 설계와 핵심 부품이 실제 우주환경에서 정상적으로 작동하는지 검증하기 위한 시험용 위성이다.
가로·세로 10cm, 높이 30cm, 무게 3.9kg의 3U 표준 큐브위성인 K-HERO는 발사체와의 안정성·전기 규격·인터페이스 조건을 모두 충족해 설계됐다. 핵심 임무는 연구팀이 개발한 150W급 초소형 위성용 홀추력기(Hall thruster)가 우주에서 실제로 구동되는지를 직접 확인하는 것이다.
홀추력기는 전기를 이용해 위성을 천천히 밀어 움직이는 전기추진 방식의 엔진이다. 제논 기체를 전기로 플라즈마화해 빠르게 방출하며 추력을 발생시키는 방식으로, 높은 연비 덕분에 소형·군집위성 시대의 필수 기술로 꼽힌다.
홀추력기는 이미 20~30년 동안 대형 정지궤도(GEO) 위성이나 NASA·ESA의 심우주 탐사선 등에서 활용되어온 성숙한 기술이다. 다만 기존 시스템은 크기와 전력 요구량이 커 초소형 위성에는 적용하기 어려웠다. 그러나 SpaceX 스타링크 등 군집위성 시대가 열리며 소형 전기추력기에 대한 글로벌 수요가 급증했고, ‘작고 효율적인 추력기’가 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있다.
K-HERO는 국내 기술로 제작된 초소형 홀추력기를 우주에서 실증하는 첫 사례로, 국산 전기추력 기술 경쟁력 강화의 중요한 이정표가 될 전망이다.
최원호 교수 연구팀은 2003년 국내 최초로 홀추력기 연구를 시작해 플라즈마 물리 기반 원천 기술을 확보했으며, 2013년 과학기술위성 3호에 200W급 홀추력기를 성공적으로 탑재해 기술성을 입증한 바 있다. 이번 K-HERO에는 30W의 낮은 전력에서도 구동되는 차세대 초소형 모델을 적용해 큐브위성에 최적화된 전기추진 기술을 확보했다. 이번 개발에는 연구팀의 실험실 창업기업 코스모비도 함께 참여해 상용화 기반을 강화했다.
최원호 교수는 “K-HERO를 시작으로 국내에서도 전기추력기를 탑재한 소형위성이 본격적으로 늘어날 것”이라며 “이번에 검증되는 홀추력기는 저궤도 군집 감시정찰 위성, 6G 통신위성, 초저궤도 고해상도 위성, 소행성 탐사 등 다양한 임무에 적용될 수 있다”고 말했다.
이광형 KAIST 총장은 “K-HERO 발사는 KAIST 전기추력 기술을 초소형위성 플랫폼에서 다시 우주에서 검증할 수 있는 뜻깊은 기회”라며 “국내 소형위성 기술 수준을 한 단계 끌어올릴 중요한 전환점이 될 것”이라고 밝혔다.
헬로티 이창현 기자 |
