우주항공청에 따르면 차세대중형위성 3호의 모든 기능이 정상 작동중이며, 부탑재위성인 12기의 큐브위성 12기 중 △ETRISat(ETRI) △JACK-003, 004(코스모웍스) △INHA-RoSAT(인하대) △K-HERO(KAIST) 등 5기가 교신을 마친 상황이다. 나머지 위성은 교신을 계속 시도할 예정이다.
◇차세대중형위성 3호 정상 작동중
차세대중형위성 3호는 한국항공우주(KAI)가 총괄 주관하여 제작한 중형급 위성으로 우주기술확보와 우주과학임무 수행을 위해 제작됐다. 기존 1호기에서 개발한 표준플랫폼 기술을 활용하여 KAI가 독자적으로 국내 개발한 위성이다.
차중위성 3호는 향후 3개의 탑재체를 활용해 △지구 오로라, 대기관 관측(한국천문연구원) △우주 플라즈마-자기장 측정을 통한 전리권 교란현상 관측(KAIST) △바이오 3D 프린팅 기반 줄기세포 3차원 분화배양 검증(한림대) 임무를 수행했다.
KAI는 차세대중형위성 개발 사업을 통해 확보한 갖춘 중형위성 표준 플랫폼의 글로벌 경쟁력과 국산화 기술을 활용하여 향후 위성 수출 사업화도 적극 추진할 예정이다. 특히 산업체 주도의 저비용 다용도 중형급 위성 개발 능력을 바탕으로 KAI의 항공기 수출과 연계한 남미, 중동, 동남아 지역 등 해외시장 수출 사업화의 가능성도 모색할 예정이다.
김지홍 KAI 미래융합기술원장은 “차중위성 3호의 발사 성공은 국내 민간 주도 우주 산업화의 전환점이 될 것”이라며 “KAI는 대한민국 대표 우주전문 기업으로 첨단위성과 재사용발사체 사업까지 서비스를 확대해 대한민국의 우주경제 글로벌 강국 실현을 앞당기겠다”고 밝혔다.
KAI가 총괄제작한 차세대 중형위성 3호 (사진=KAI)
큐브위성들도 속속 임무를 준비하고 있다. 한국과학기술원(KAIST)의 큐브위성 ‘K-HERO(KAIST Hall Effect Rocket Orbiter)’는 27일 정오에 지상국과 첫 교신에 성공한뒤 인공지능 기반 초소형 홀추력기 우주 검증을 위한 본격적인 임무 준비에 돌입했다.
K-HERO에는 최원호 원자력및양자공학과 교수 연구팀이 AI 기반 설계기술로 개발한 150W급 초소형 홀전기추력기가 탑재돼 있다. 이번 누리호 4차 발사에서 실린 12기의 큐브위성 중 홀추력기 우주 실증 임무를 수행하는 유일한 위성이다.
홀추력기는 전기에너지를 이용해 제논(Xe) 연료를 이온화하고 고속으로 분사해 추력을 얻는 고효율 전기추진 기술로, 연비(비추력)가 높고, 투입 전력 대비 추력 성능(약 60 mN/kW)이 높아서 대규모 위성군(예: SpaceX 스타링크)에서 심우주 탐사(NASA Psyche)에 이르기까지 널리 활용되는 핵심 기술이다.
연구팀은 향후 양방향 교신을 통해 위성의 전력, 열 환경, 자세 안정성을 점검한 뒤, 홀추력기 우주 작동 시험을 순차적으로 진행할 계획이다. 이번 홀추력기 개발에는 최 교수 연구팀이 설립한 전기추진 전문 스타트업 코스모비도 참여했다.
양 기관은 K-HERO 운용 경험을 기반으로 저전력 홀추력기 시스템 상용화, 초저궤도(VLEO)·심우주 탐사용 고효율 홀추력기 개발을 추진해 국내 소형위성 전기추진 산업 경쟁력 강화에 기여할 계획이다.
최원호 교수는 “실험실의 기초 물리연구에서 시작된 플라즈마 전기추력기 기술이 우주 검증 단계까지 이른 성과”라며 “국내 소형위성 전기추력기 상용화의 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.
K-HERO 임무 경험 기반으로 최원호 교수 연구팀 창업기업 코스모비가 개발 중인 150W급 초소형 홀추력기 지상 우주환경 모사 진공챔버 작동 장면.(사진=KAIST)
인공위성은 크기가 작고 면적이 좁기 때문에 고질적으로 전력 부족 문제가 발생한다. 기존의 인공위성은 판형 태양전지를 접어서 간 다음에 펼치는 방식을 주로 사용해 크기가 커지고 무게도 많이 증가하는 문제가 있다.
인하대 연구팀은 유연한 형태의 태양전지를 말아서 수납해 넓은 면적의 태양전지를 쉽게 우주에 올려놓을 수 있는 방식을 제시했다. 이러한 방식은 미래 우주태양광 발전소 건설에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 또 인하로샛을 통해 인하대의 자체적인 전장품 개발·운영 능력을 입증할 계획이다.
이번 큐브위성 연구 책임을 맡은 최기영 인하대 항공우주공학과 교수는 “인하로샛의 성공적 우주 궤도 진입은 1960년 자체 기술 첫 로켓을 발사한 이후 항공우주융합캠퍼스 개설 등 항공우주 핵심 육성 분야에 대한 인하대의 꾸준한 도전과 투자 노력이 결실을 맺은 성과”라며 “우주 기술 개발과 교육·연구·산학협력을 아우르는 대학의 역할을 강화해, 학생들이 미래 우주산업을 이끌 핵심 역량을 갖출 수 있도록 지원을 아끼지 않겠다”고 말했다.
