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[IT뉴스]물리 실험실서 우주로…KAIST 큐브위성, 초소형 홀추력기 검증 시동

온카뱅크관리자

2025-11-28 11:27:30

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 <img alt="코스모비가 개발 중인 150W급 초소형 홀추력기가 지상 우주환경 모사 시험장치에서 작동하는 장면이다. 코스모비 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/dongascience/20251128111751301qijl.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="UIccQnztda" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/dongascience/20251128111751301qijl.jpg" width="658">
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 코스모비가 개발 중인 150W급 초소형 홀추력기가 지상 우주환경 모사 시험장치에서 작동하는 장면이다. 코스모비 제공
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 실험실에서 태어난 플라즈마 추진 기술이 마침내 우주로 향했다. 27일 새벽 4차 발사된 누리호에 실려 우주로 향한 KAIST 큐브위성이 지상국과 첫 교신에 성공하며 AI 기반 초소형 홀추력기 우주 검증의 서막을 열었다. 
 KAIST는 큐브위성 '케이-히어로(K-HERO, KAIST Hall Effect Rocket Orbiter)'가 27일 정오 지상국과 첫 교신에 성공했다고 28일 밝혔다. K-HERO에는 최원호 KAIST 원자력및양자공학과 교수팀이 AI 기반 설계기술로 개발한 150W급 초소형 홀전기추력기가 탑재돼 있다.
 이번 임무에서는 60W급 출력으로 우주 성능을 검증한다. 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 기술이다. 연비가 높고 투입 전력 대비 추력 성능이 우수해 스페이스X 스타링크 같은 대규모 위성군부터 미국항공우주국(NASA)의 심우주 탐사선 ‘사이키(Psyche)’까지 폭넓게 쓰이고 있다. 다만 초소형·소형위성에 탑재할 경량·고효율 소형 홀추력기 개발은 기술 난이도가 높은 도전적 과제로 꼽혀왔다.
 최원호 교수팀은 복잡한 플라즈마 생성 및 전자기장 최적화 문제를 해결하기 위해 AI 기반 성능 예측 기법을 적용했다. 설계 반복 과정 단축, 실험 횟수 감소, 개발 기간·비용 절감이라는 성과를 거두며 국내 초소형 전기추진 기술 수준을 한 단계 끌어올렸다는 평가를 받는다.
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 <img alt="누리호에서 K-HERO 큐브위성이 사출되는 모습이다(우측 하단). 우주항공청 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/dongascience/20251128111752513ylwt.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="u2QQU9WIeg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/28/dongascience/20251128111752513ylwt.jpg" width="658">
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 누리호에서 K-HERO 큐브위성이 사출되는 모습이다(우측 하단). 우주항공청 제공
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 K-HERO는 27일 오전 4시경 미국 애리조나 ‘위성 네트워크 개방형 지상국(SatNOGS)’에서 위성 상태를 알리는 첫 비콘 신호가 확인됐다. 이후 글로벌 지상국에서 10회 이상 신호를 수신했다.
 27일 정오에는 한국항공우주연구원(KARI) 지상국에서도 비콘 수신에 성공해 정상적인 궤도 안착과 초기 위성 상태 안정성이 검증됐다. 비콘 분석 결과 위성 통신 안테나 4개도 성공적으로 전개된 것으로 확인됐다.
 연구팀은 향후 양방향 교신을 통해 위성의 전력, 열 환경, 자세 안정성을 점검한 뒤 홀추력기 우주 작동 시험을 순차적으로 진행할 계획이다. 시험 과정에서 플라즈마 전류, 연료탱크 압력 변화, 열적 변화, 자기장 생성 특성, 작동 제어 알고리즘, 전력 공급 특성 등 핵심 데이터를 수집·분석해 60W급 초소형 홀추력기의 우주 환경 성능을 본격 검증하게 된다.
 홀추력기는 1회 작동 시 약 1밀리뉴턴(mN)급 추력을 1분간 발휘하는 실증 임무를 수행할 예정이다. 1mN은 지상에서 포스트잇 종이 한 장을 들어올리는 힘에 해당한다. 하지만 진공 상태인 우주에서는 공기 저항이 거의 없고 중력이 작아 미세한 힘이라도 지속적으로 작용하면 무게 4kg인 K-HERO의 속도나 궤도를 눈에 띄게 변화시킬 수 있어 실질적인 추진력으로 쓰인다.
 홀추력기 개발에는 최원호 교수 연구팀이 설립한 전기추진 전문 스타트업 ‘코스모비(Cosmo Bee)’도 적극 참여했다. KAIST와 코스모비는 K-HERO 운용 경험을 기반으로 저전력 홀추력기 시스템 상용화, 초저궤도(VLEO)·심우주 탐사용 고효율 홀추력기 개발을 추진해 국내 소형위성 전기추진 산업 경쟁력 강화에 나설 계획이다.
 최원호 교수는 "실험실의 기초 물리연구에서 시작된 플라즈마 전기추력기 기술이 우주 검증 단계까지 이른 뜻깊은 성과"라며 "국내 소형위성 전기추력기 상용화의 중요한 전환점이 될 것"이라고 밝혔다.
 이광형 KAIST 총장은 "K-HERO 임무는 KAIST가 축적해 온 우주기술 역량이 실제 우주에서 입증된 의미 있는 성과"라며 "AI 기반 전기추진기 기술을 통해 대한민국의 초소형·소형위성 경쟁력을 세계 수준으로 끌어올리겠다"고 말했다.
 [조가현 기자 gahyun@donga.com]
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