KAIST는 누리호에 실려 우주로 향한 큐브위성 'K-HERO'가 첫 교신에 성공하면서 AI 기반 초소형 홀추력기 우주 검증을 위한 본격적인 임무 준비에 들어갔습니다.

K-HERO에는 KAIST 원자력및양자공학과 최원호 교수팀이 AI 기반 설계 기술로 개발한 150W급 초소형 홀전기추력기가 실려 있습니다.

홀추력기는 전기에너지를 이용해 제논(Xe)을 이온화해 분사하는 고효율 전기추진 엔진으로, 높은 연비(비추력)와 전력 대비 추력 성능(약 60 mN/kW)을 바탕으로 대규모 위성군과 심우주 탐사에 폭넓게 활용되는 핵심 기술입니다.

기존에는 주로 중대형 위성에 적용돼 왔으며, 초소형·소형위성용 경량 홀추력기 개발은 기술 난도가 높은 과제로 꼽혀왔습니다.

연구팀은 플라즈마 생성·전자기장 최적화에 AI 기반 성능 예측 기법을 적용해 설계 반복과 실험 횟수를 줄이고 개발 기간과 비용을 크게 단축했습니다.

이를 통해 국내 초소형 전기추진 기술 수준을 한 단계 끌어올렸다는 평가입니다.

K-HERO는 27일 오전 4시경 미국 애리조나 SatNOGS 지상국에서 첫 비콘 신호가 확인된 데 이어, 같은 날 정오 한국항공우주연구원(KARI) 지상국에서도 비콘 수신에 성공해 궤도 안착과 위성 상태가 안정적임이 확인됐습니다.

연구팀은 앞으로 양방향 교신을 통해 전력·열 환경·자세 안정성을 점검한 뒤, 60W급 초소형 홀추력기의 우주 작동 시험을 순차적으로 수행할 계획입니다.

홀추력기는 1회 작동 시 약 1mN(밀리뉴턴)급 추력을 1분간 발휘하는 실증 임무를 수행합니다.

지상에서는 포스트잇 한 장을 들어올리는 수준의 작은 힘이지만, 진공 상태의 우주에서는 약 4kg인 K-HERO 위성의 속도와 궤도를 실질적으로 변화시킬 수 있는 추진력으로 작용합니다.

이번 개발에는 최 교수 연구팀이 설립한 전기추진 전문 스타트업 코스모비㈜(Cosmo Bee)도 참여했습니다.

두 기관은 K-HERO 운용 경험을 바탕으로 저전력 홀추력기 상용화와 초저궤도·심우주 탐사용 고효율 홀추력기 개발을 추진해 국내 소형위성 전기추진 산업 경쟁력 강화를 도모할 계획입니다.

최원호 교수는 "실험실의 기초 물리연구에서 출발한 플라즈마 전기추력기 기술이 우주 검증 단계에 도달한 뜻깊은 성과"라며 "국내 소형위성 전기추력기 상용화의 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했습니다.



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