KAIST가 개발한 큐브위성이 누리호 4차 발사체에 탑재된다.
KAIST 원자력및양자공학과 최원호 교수팀이 개발한 큐브위성 ‘K-HERO’는 150W급 초소형 위성용 홀추력기를 시험하기 위해 제작됐다.
K-HERO는 가로·세로·높이 약 10cm 안팎의 모듈을 조합해 만드는 큐브위성 형태로, 초소형 플랫폼에서 국산 전기추력기를 실제 우주에서 검증한다는 점에서 의미가 크다.
홀추력기는 전기로 움직이는 우주용 엔진으로, 전기를 이용해 형성한 플라즈마를 빠르게 내보낼 때 발생하는 반작용으로 위성을 움직인다.
이는 로켓처럼 연료를 한 번에 많이 태워 큰 힘을 내기보단, 적은 연료로 오랫동안 천천히 밀어주는 방식이라 연비가 매우 좋다. 때문에 홀추력기는 소형·군집위성 시대의 핵심 기술로 꼽힌다.
홀추력기는 이미 20~30년 전부터 대형 위성과 심우주 탐사선에서 사용돼 온 검증된 기술이다.
과거에는 크기와 전력 요구량이 커서 대형 정지궤도(GEO) 통신·방송 위성이나 NASA·ESA의 심우주 탐사선에서 주로 쓰였다.
하지만 최근에는 소형 엔진을 고도화해 초소형 위성에서도 사용할 수 있게 됐다.
특히 SpaceX의 스타링크 위성군처럼 군집위성이 급증하면서 작고 가벼우면서도 연비 좋은 추력기가 필수 기술이 됐다.
K-HERO는 국내 기술로 만든 초소형 홀추력기를 실제 우주 궤도에서 실증하는 첫 사례다. 이번 비행 결과는 한국 전기추력 기술의 경쟁력을 높이는 중요한 이정표가 될 전망이다.
최 교수팀은 2022년 한국항공우주연구원(KARI, 이하 항우연)이 주관한 ‘큐브위성 경연대회’에서 기초위성 개발팀으로 선정되면서 K-HERO 개발을 본격화했다.
최 교수팀은 2003년 국내 최초로 홀추력기 연구를 시작해 플라즈마 물리 기반 원천 기술을 확보했다. 이후 2013년 KAIST 과학기술위성 3호에 200W급 홀추력기를 성공적으로 탑재해 기술 실용성을 입증했다.
이번에 개발한 초소형 모델은 더 낮은 전력인 30W에서도 동작하도록 설계해 초소형·경량 위성을 겨냥한 차세대 모델로 평가된다.
이번 K-HERO 개발에는 최 교수 연구팀의 실험실 창업기업 코스모비㈜도 참여해 기술의 상용화 기반을 강화했다.
최 교수는 “K-HERO를 시작으로 국내에서도 전기추력기를 탑재한 소형위성이 본격적으로 늘어날 것"이라며 "이번 홀추력기는 저궤도 군집 감시정찰 위성, 6G 통신위성, 초저궤도 고해상도 위성, 소행성 탐사선 등 다양한 임무에 활용될 수 있다”고 설명했다.
이광형 KAIST 총장은 “K-HERO 발사는 KAIST의 전기추력 기술을 초소형위성 플랫폼에서 다시 한 번 우주에서 직접 검증하게 될 뜻깊은 기회로, 국내 소형위성 기술 경쟁력을 한 단계 더 높일 중요한 전환점이 될 것"이라고 밝혔다.
