KAIST, 누리호에 ‘K-HERO’ 실어 올린다… 초소형 홀추력기 우주 검증으로 국산 전기추진 시대 연다

3U 큐브위성에 탑재된 150W급 초소형 홀추력기 첫 우주 실증… 국산 전기추진체–국산 발사체의 최초 결합

KAIST 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀이 개발한 3U 큐브위성 ‘K-HERO(KAIST Hall Effect Rocket Orbiter)’가 27일 새벽 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되는 누리호 4차 발사체에 탑재돼 우주로 향한다. 이번 발사는 한국항공우주연구원(KARI)이 보유하던 기술을 민간기업 한화에어로스페이스가 처음으로 이양받아 주관하는 첫 모델로, 국내 우주산업 민간 전환의 상징적 장면이 될 것으로 전망된다. K-HERO는 차세대중형위성 3호를 포함한 12기 큐브위성과 함께 발사되며, KAIST가 개발한 초소형 전기추진 기술을 우주에서 직접 검증하는 역할을 맡는다.

K-HERO의 핵심 임무는 연구팀이 개발한 150W급 초소형 홀추력기가 실제 우주환경에서 정상 작동하는지를 실증하는 것이다. 홀추력기는 전기를 이용해 제논 가스를 플라즈마로 이온화한 뒤 빠르게 분사해 추진력을 내는 전기추진 엔진으로, 연료 효율이 높고 정밀 제어가 가능해 소형·군집위성 시대의 필수 기술로 꼽힌다. 기존 홀추력기는 대형 위성이나 심우주 탐사선에 주로 탑재될 만큼 크기와 전력 요구량이 컸지만, KAIST는 이를 3U 큐브위성에 적합한 초소형 모델로 줄였다. 특히 연구팀은 30W의 저전력에서도 동작 가능하도록 설계를 고도화해 초소형위성 적용성을 크게 높였다. 페이지 이미지의 플라즈마 점화 사진(그림 3)은 홀추력기가 실제로 플라즈마를 생성하며 추력을 내는 모습을 보여준다.

K-HERO는 국내 기술로 제작된 초소형 홀추력기를 국산 발사체 누리호에 실어 올린 첫 사례라는 점에서 기술 자립의 중요한 전환점으로 평가된다. 연구팀은 2003년 국내 최초로 홀추력기 연구를 시작해 2013년 ‘KAIST 과학기술위성 3호’에 200W급 홀추력기를 탑재하며 실용성을 입증한 바 있다. 이번 우주 검증을 통해 KAIST는 초소형·군집위성 시대에 필요한 ‘작고 효율 좋은 추력기’ 기술을 확보하게 되었다. 연구개발에는 KAIST 실험실 기반 창업기업 코스모비도 참여해 상용화 기반을 강화했다.

최원호 교수는 K-HERO의 성공적 검증이 국내 초소형위성 분야의 경쟁력을 한 단계 끌어올리는 계기가 될 것이라고 강조했다. 이번 홀추력기 모델은 저궤도 군집 감시정찰, 6G 통신위성, 초저궤도 고해상도 관측위성, 소행성 탐사선 등 다양한 우주 임무에 적용 가능한 범용성을 갖추고 있다며 향후 확장 가능성도 제시했다. 이광형 KAIST 총장은 발사가 국내 전기추진 기술의 성과를 우주에서 직접 확인할 기회라며 앞으로도 우주기술 발전에 기여하겠다고 밝혔다.

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