카이스트는 최원호 원자력및양자공학과 교수 연구진이 개발한 큐브위성 '케이-히어로(K-HERO)'가 오는 27일 새벽 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되는 누리호 4차 발사체에 탑재돼 우주로 향할 예정이라고 26일 밝혔다.
이번 누리호 4차 발사는 한국항공우주연구원(항우연)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, 케이-히어로는 그 중 하나다.
케이-히어로는 최원호 교수 연구진이 항우연 주관 '2022 큐브위성 경연대회' 기초위성 개발팀으로 선정되면서 개발이 본격화됐다.
케이-히어로는 가로·세로 10㎝, 높이 30㎝, 무게 3.9㎏의 3U 표준 큐브위성으로, 연구진이 개발한 150W급 초소형 위성용 홀추력기(Hall thruster)가 우주에서 실제로 작동하는지를 직접 검증하기 위해 제작됐다. 국내 기술로 만든 초소형 홀추력기를 우주에서 직접 실증하는 첫 사례다.
홀추력기는 쉽게 말하면 '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.
최원호 교수 연구진은 2003년 국내 최초로 홀추력기 연구를 시작해 플라즈마 물리 기반의 원천 기술을 확보했다. 이후 2013년 '카이스트 과학기술위성 3호'에 200W급 홀추력기를 성공적으로 탑재하며 기술의 실용성을 입증하였고, 이번에는 더 낮은 전력(30W)에서도 동작할 수 있도록 개선하여 초소형위성을 겨냥한 차세대 모델을 개발했다.
이번 케이-히어로 개발에는 최 교수 연구진의 실험실 창업 기업 코스모비도 참여해 기술 상용화 기반을 더욱 강화했다.
최원호 교수는 "케이-히어로를 시작으로 국내에서도 전기 추력기를 탑재한 소형 위성이 본격적으로 늘어날 것"이라며 "이번에 검증되는 홀 추력기는 저궤도 군집 감시 정찰 위성, 6G 통신 위성, 초저궤도 고해상도 위성, 소행성 탐사선 등 다양한 임무에 활용될 수 있다"고 말했다.
이광형 카이스트 총장은 "케이-히어로 발사는 카이스트의 전기 추력 기술을 초소형 위성 플랫폼에서 다시 한번 우주에서 직접 검증하게 될 뜻깊은 기회로, 국내 소형 위성 기술 경쟁력을 한 단계 더 높일 중요한 전환점이 될 것"이라며 "카이스트는 앞으로도 우리나라 우주 기술 발전을 위해 지속적으로 기여하겠다"고 밝혔다.