KAIST가 개발한 AI 기반 초소형 홀추력기가 우주에서 성능 검증 절차에 들어갔다. 누리호 4차 발사체에 실린 큐브위성 K-HERO가 첫 교신에 성공하면서 전기추진 기술의 우주 실증이 본격적으로 시작됐다. KAIST는 27일 정오 K-HERO가 지상국과 초기 교신에 성공했다고 28일 밝혔다.
위성은 27일 오전 4시 미국 애리조나 SatNOGS 지상국에서 첫 비콘 신호가 확인된 이후 글로벌 지상국 네트워크에서 10회 이상 신호가 수신됐고 같은 날 정오 한국항공우주연구원 지상국에서도 수신되며 정상 궤도 안착과 초기 상태 안정성이 검증됐다. 비콘 분석 결과 통신 안테나 4개가 모두 전개된 것으로 확인됐다.
AI 기반 초소형 홀추력기
K-HERO에는 KAIST 원자력 및 양자공학과 연구진이 설계한 150W급 초소형 홀전기추력기가 탑재됐다. 이번 누리호 4차 발사에서 실린 12기 큐브위성 가운데 홀추력기 실증 임무를 수행하는 위성은 K-HERO가 유일하다. 홀추력기는 전기에너지를 이용해 제논 연료를 이온화해 고속으로 분사함으로써 추력을 얻는 전기추진 기술로, 연료 효율이 높고 투입 전력 대비 추력 성능이 우수해 위성군 운용과 심우주 탐사에서 핵심 기술로 활용된다. 기존에는 중대형 정지궤도 위성에 주로 적용돼 왔으며, 초소형 위성에 적합한 경량·고효율 추력기 개발은 기술 난도가 높은 분야로 꼽힌다. 연구팀은 플라즈마 생성과 전자기장 최적화 과정에 AI 기반 성능 예측 기법을 적용해 설계 반복과 실험 횟수를 줄이고 개발 기간과 비용을 크게 낮추는 결과를 얻었다.
우주 환경 시험 절차
앞으로 연구진은 양방향 교신을 통해 전력, 자세 안정성, 열 환경을 점검한 뒤 홀추력기 작동 시험을 단계적으로 수행한다. 시험에서는 플라즈마 전류, 연료탱크 압력 변화, 열적 응답, 자기장 특성, 제어 알고리즘, 전력 공급 데이터를 수집해 우주 환경에서의 성능을 검증할 계획이다. 추력기는 1회 작동 시 약 1밀리뉴턴 수준의 추력을 1분간 발생시키며, 이는 지상에서 포스트잇 한 장을 들어올리는 정도의 힘이지만 진공 환경에서는 4kg급 K-HERO의 속도와 궤도를 실제로 변화시키는 추진력으로 작동할 수 있다.
이번 프로젝트에는 연구팀이 창업한 전기추진 전문기업 코스모비도가 참여했다. 향후 초저궤도 및 심우주 탐사용 고효율 모델 개발과 저전력 홀추력기 상용화가 추진된다. KAIST는 이번 임무가 국내 소형위성 기술 경쟁력 강화를 이끄는 전환점이 될 것으로 보고 있다.
김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr
누리호 4차 발사 27일 새벽… 민간 주도 첫 비행, KAIST 큐브위성 K-히어로 탑재
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