KAIST 개발 큐브위성 'K-히어로', 누리호 4호에 실려 우주로

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀이 개발한 큐브위성 'K-히어로'가 27일 새벽 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되는 누리호 4차 발사체에 탑재돼 우주로 향할 예정이라고 밝혔다.

이번 누리호 4차 발사는 한국항공우주연구원(KARI)에서 기술 이전을 받아 민간기업 한화에어로스페이스가 주관하는 첫 발사로, 국내 우주산업 전환의 의미 있는 장면이 될 전망이다.

주탑재체인 차세대중형위성 3호와 함께 산학연이 개발한 12기의 큐브위성이 실리며, K-히어로는 그 중 하나다.

K-히어로는 최원호 교수 연구팀이 KARI 주관 '2022 큐브위성 경연대회' 기초위성 개발팀으로 선정되면서 개발이 본격화됐다.

기초위성은 본격적인 비행모델(FM) 제작에 앞서 설계와 핵심 부품이 우주환경에서 정상적으로 작동하는지 확인하는 기술 검증용 위성이다. 가로·세로 10㎝, 높이 30㎝, 무게 3.9㎏의 3U 표준으로, 발사체와의 안정성·전기 규격·인터페이스 조건을 모두 충족해 설계됐다.

K-히어로의 핵심 임무는 연구팀이 개발한 150와트(W)급 초소형 위성용 홀추력기가 우주에서 실제로 작동하는지를 직접 검증하는 것이다.

홀추력기는 ‘전기로 움직이는 우주용 엔진’이라고 할 수 있으며 전기를 이용해 위성을 천천히, 그러나 매우 효율적으로 움직이는 전기추진 엔진이다.

로켓처럼 연료를 많이 태워 순간적으로 큰 힘을 내는 방식이 아니라 전기로 기체(제논)를 플라즈마 상태로 만들고 이를 뒤로 빠르게 내보내 위성을 밀어내는 방식으로 작동한다. 홀추력기는 연비가 높다는 장점 덕분에 소형·군집위성 시대의 핵심 기술로 꼽힌다.

홀추력기는 이미 20~30년 넘게 대형 위성과 심우주 탐사선에서 사용돼 온 검증된 기술이다. 하지만 크기와 전력 요구량이 커서 과거에는 대형 정지궤도(GEO) 통신·방송 위성에서 주로 운용되고 NASA·ESA의 심우주 탐사선에서도 장거리 비행을 위해 사용됐다.

최근 스페이스X 스타링크 위성군의 등장으로 소형·초소형 전기추력기에 대한 수요가 급증했다. 이처럼 글로벌 우주산업이 군집위성 중심으로 변화하면서, ‘작고 효율 좋은 추력기’는 필수 기술이 됐다.

K-히어로는 국내 기술로 만든 초소형 홀추력기를 우주에서 직접 실증하는 첫 사례로, 국내 기술 경쟁력을 높이는 중요한 이정표가 될 전망이다.

이번 개발에는 최 교수 연구팀의 실험실 창업기업 코스모비도 참여해 기술 상용화 기반을 더욱 강화했다.

최 교수는 "K-히어로를 시작으로 국내에서도 전기추력기를 탑재한 소형위성이 본격적으로 늘어날 것"이라며 "이번에 검증되는 홀추력기는 저궤도 군집 감시정찰 위성, 6G 통신위성, 초저궤도 고해상도 위성, 소행성 탐사선 등 다양한 임무에 활용될 수 있다"고 설명했다.

jongseo12@news1.kr