항우연, 심우주탐사 위한 대형 전기추력기 시험 장비 국산화 성공

미·독·러 등 우주 선진국만 보유한 장비
진공 환경·극저온 조성 등 특수성능 가져
국내 산업체·연구기관에 개방, 활용 예정

한국항공우주연구원이 개발한 대형 전기추력기 시험 장비./한국항공우주연구원

한국항공우주연구원이 AI(인공위성)와 우주탐사선 등에 사용할 수 있는 전기 추력기 시험 장비를 순수 우리 기술로 개발하고 국내 산업체 및 연구기관에 개방하는 등 공동 활용에 나선다.

항우연은 지난 7일 대전 유성구 항우연 본원에서 심우주 탐사를 위한 대형 전기추력기 시험 장비 준공식을 개최했다고 8일 밝혔다. 전기추력기 시험 장비는 개발 기간 3년, 개발비 약 42억 원이 투입됐으며 국내 업체와 함께 순수 국내 기술로 완성됐다.

전기추력기는 연소 반응을 이용하는 화학 추력기와 달리, 전기에너지로 플라즈마를 생성·가속해 추진력을 얻는 우주 추진기관이다. 연료 효율을 크게 높이고 탑재연료량을 줄일 수 있어 심우주 탐사에 필수적인 기술 중 하나다. 실제로 스페이스X의 스타링크 위성과 저궤도 및 정지궤도 위성도 전기추력기의 이런 장점을 적용하고 있다.

항우연 관계자는 "우주에서 최대 수만 시간 이상 작동해야 하는 전기추력기를 개발하려면 성능과 수명 검증이 필수적인데, 이를 위해서는 방전을 통한 플라즈마 생성을 위해 1억분의 1기압 이하의 진공 환경을 생성하고, 저온과 고온을 빠르게 변경하기 위한 온도 조절 및 플라즈마 진단이 가능한 특수 시험 장비가 필요하다"고 설명했다.

항우연이 이번에 구축한 전기추력기 시험 장비는 직경 3.8m, 길이 10m 크기로, 규모 면에서는 미국과 독일, 프랑스, 일본, 러시아, 중국 정도만 보유하고 있는 대형 장비다.

현재는 200m(밀리뉴턴)급 전기추력기에 대한 시험이 가능하며, 항우연은 단계적으로 '극저온 디스크'를 추가 장착해 세계 최고 수준의 성능인 추력 1N(뉴턴)급 전기추력기 시험이 가능한 장비로 업그레이드해 나갈 계획이다. 극저온 디스크는 전기추력기에서 발생하는 추진제 이온을 디스크에 흡착시켜 시험 장비 내부 환경을 진공으로 유지하기 위한 장치다.

항우연은 국가 주요 자산인 전기추력기 시험 장비를 향후 위성개발 및 심우주 탐사 등에 활용할 수 있도록 철저히 관리하고 국내 산업체 및 연구기관에 개방해 공동 활용할 계획이다.

이상률 항우연 원장은 "이번 대형 전기추력기 시험 장비 개발은 우리나라가 독자적인 전기추력기 개발 역량을 갖추는 기반을 마련한 것"이라며 "우리나라가 우주 추진 및 우주 환경시험 분야에서 세계적 수준으로 도약할 수 있는 계기가 될 것으로 기대한다"고 말했다.