‘국산 전기추진기 첫 우주시험’ KAIST K-HERO, 누리호4차와 동행

국산 전기추진 기술을 담은 KAIST의 초소형 시험위성 ‘K-HERO’가 누리호 4차 발사에 실려 우주 검증에 나선다. 

소형·군집위성 시장이 급팽창하는 가운데, 국내 연구진이 독자 개발한 전기추진기를 실제 임무 궤도에서 검증하는 첫 사례로 주목받고 있다.

◇민간 주도 누리호 발사… ‘K-HERO’ 기술검증 임무 돌입

KAIST(총장 이광형)는 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀이 개발한 큐브위성 K-HERO가 27일 새벽 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되는 누리호 4차 발사체에 탑재된다고 26일 밝혔다.

이번 발사는 한화에어로스페이스가 기술 이전을 받아 처음으로 주관하는 민간체계형 발사라는 점에서 국내 우주산업 패러다임이 바뀌는 장면으로 평가된다. 

차세대중형위성 3호를 비롯해 산학연이 제작한 12기의 큐브위성이 동시에 우주로 향하며, K-HERO 역시 이들 가운데 핵심 시험위성으로 참여한다.

해당 위성은 2022년 큐브위성 경연대회에서 기초위성 개발팀으로 선정되면서 개발이 본격 추진됐다. 3U 표준(10cm×10cm×30cm) 규격으로 제작된 K-HERO는 발사체 전력·온도·진동 조건을 충족해 우주환경 검증에 최적화됐다.

◇초소형 홀추력기 ‘첫 우주비행’… 국산 기술력 시험대 오른다

K-HERO의 주 임무는 KAIST 연구진이 개발한 150W급 초소형 홀추력기(Hall thruster)의 궤도상 동작을 직접 검증하는 것이다. 

홀추력기는 전기를 이용해 제논을 플라즈마로 전환하고 이를 고속 분출해 위성을 밀어내는 방식으로, 기존 로켓 엔진 대비 연료 효율이 높아 차세대 초소형위성 동력원으로 주목받고 있다.

대형 위성과 심우주선에서 이미 20년 이상 사용돼 신뢰성이 입증된 기술이지만, 초소형위성에 탑재할 만큼 소형화·저전력화된 추력기 실증은 글로벌 시장에서도 도전적 과제로 꼽힌다.

최근 스타링크 등 군집위성 시대가 본격 도래하면서, 저전력·고효율 전기추진 기술은 국가 우주역량을 가르는 기반기술로 떠오르고 있다. K-HERO 실증은 국산 기술의 경쟁력을 세계 무대에서 확인하는 사례가 될 전망이다.

◇20년 연구 결실… ‘KAIST 전기추력기’ 소형 플랫폼에 확장

최원호 교수 연구팀은 2003년 국내 최초로 홀추력기 기초 연구를 시작해 원천기술을 확보했으며, 2013년 과학기술위성 3호에 200W급 홀추력기를 탑재해 실증한 경험을 보유하고 있다. 

이번 K-HERO에는 초소형위성에 최적화된 차세대 모델을 적용해 전력 소모를 대폭 줄였다.

또한 연구실 창업기업 코스모비(주)가 개발 참여에 나서 기술 상용화 기반이 한층 강화됐다.

최 교수는 “K-HERO 실증은 전기추력 기반 소형위성 시대의 본격 개막을 뜻한다”며 “향후 저궤도 감시정찰·6G 통신위성·초저궤도 고해상도 위성·소행성 탐사선까지 적용 폭이 넓어질 것”이라고 설명했다.

이광형 총장은 “초소형 플랫폼에서 KAIST 전기추력 기술을 다시 한번 우주에서 입증하게 돼 의미가 크다”며 “국내 우주기술 경쟁력 제고에 적극 기여하겠다”고 강조했다.