누리호에서 사출되고 있는 K-HERO 큐브위성의 모습 (우측하단). /사진=우주항공청


한국형 발사체 '누리호' 4차에 실려 우주로 간 KAIST(카이스트) 큐브위성 'K-HERO'(케이히어로)가 본격적인 임무 준비에 들어갔다.
28일 카이스트는 케이히어로 위성을 제작한 최원호 원자력및양자공학과 교수 연구팀이 케이히어로와 첫 교신에 성공해 본격적인 연구에 들어간다고 밝혔다.
케이히어로에는 비행모델의 핵심 부품인 '홀추력기'가 우주 환경에서 정상적으로 작동하는지 확인하는 기술 검증용 위성이다. 가로·세로 10 황금성사이트 ㎝, 높이 30㎝, 무게 3.9㎏로 소형급이다.
연구팀은 27일 오전 4시경 미국 애리조나 지상국에서 케이히어로의 첫 신호를 확인했다. 이후 글로벌 지상국에서 10회 이상 신호를 수신했다. 27일 정오 대전 한국항공우주연구원 지상국에서도 교신에 성공해 위성이 정상적으로 궤도에 안착했음을 확인했다. 분석 결과 위성 통신 안테나 4개도 정상적 백경게임 으로 전개됐다.
연구팀은 향후 양방향 교신을 통해 위성의 전력, 열 환경, 자세 안정성을 점검하고 홀추력기 우주 작동 시험을 순차적으로 진행할 계획이다.
한편 위성에는 150와트(W)급 초소형 홀전기추력기가 탑재됐다. 홀추력기는 일종의 '전기로 움직이는 우주용 엔진'이다. 전기를 이용해 기체를 플라스마 상태로 만든 뒤 바다이야기디시 플라스마를 뒤로 빠르게 내보내 위성을 천천히 밀어낸다. 투입 전력 대비 추력 성능(약 60mN/kW)이 높아 스페이스X의 '스타링크' 같은 대규모 위성군에 활용할 수 있다.
연구팀은 우주에서 홀추력기 1회 작동 시 약 1밀리뉴턴(mN)급 추력을 1분간 발휘하는 실증 임무를 수행한다. 1mN은 지상에서 포스트잇 종이 한 장을 들어올리는 힘 릴게임손오공 이지만, 진공 상태인 우주에서는 어마어마한 힘으로 작용한다. 우주는 공기 저항이 거의 없고 중력이 작기 때문에 미세한 힘이라도 지속적으로 작용할 경우 4kg 정도의 소형 위성의 속도나 궤도를 눈에 띄게 변화시킬 수 있다.
연구팀은 복잡한 플라즈마 생성 및 전자기장 최적화 문제를 해결하기 위해 AI(인공지능) 기반 성능 예측 기법을 활용, 모바일야마토 이번 홀추력기를 개발했다. 최 교수팀이 설립한 전기추진 전문 스타트업 '코스모비'도 개발 과정에 참여했다.
최 교수는 "이번 임무의 성공은 실험실의 기초 물리연구에서 시작된 플라즈마 전기추력기 기술이 우주 검증 단계까지 이른 뜻깊은 성과"라며 "국내 소형위성 전기추력기 상용화의 중요한 전환점이 될 것"이라고 했다.
이광형 카이스트 총장은 "카이스트가 축적해 온 우주기술 역량이 실제 우주에서 입증된 의미 있는 성과"라고 했다.
박건희 기자 wissen@mt.co.kr 기자 admin@gamemong.info