항공우주 미래 여는 KAIST… 발사체·위성 등 핵심기술 개발 박차 ['인재양성 메카' 과학기술특성화대학]

한국과학기술원

KAIST 인공위성연구소의 연구진이 차세대소형위성2호를 올해 말 쏘아올리기 위해 비행모델의 열진공시험을 진행하고 있다. KAIST 제공

한국과학기술원(KAIST)은 우리나라의 항공우주 개발을 이끌어 갈 수 있는 산학연 리더의 산실로 '2040년 항공우주' 미래를 준비하고 있다. 재사용발사체, 우주수송, 우주선, 탐사로버 등을 개발해 위성과 행성에서 어떤 임무를 수행하고 인류의 꿈을 실현할지 고민하고 있다. 또한 스마트, 초고속, 친환경, 개인화에 최적화된 도심항공모빌리티(UAM)에 도전해 전 세계를 1일생활권화하는 것을 추진 중이다. 이와 함께 우주국방으로 하늘도 우주도 지킬 수 있는 기술력을 확보해 우리 군이 우주강군으로 성장하는 데 적시적 기술을 제공하기 위해 노력하고 있다.

■발사체·위성 등 우주핵심기술 선구자

KAIST는 우주발사체 분야에서 일반 대학의 수준을 넘어선 기술 확보가 진행 중이다.

재사용 발사체를 위한 비파괴 진단, 수명예측기술, 회수 유도제어 기술 등을 연구하고 있다. 이완 관련해 학과 창업 기업인 페리지 에어로스페이스와의 공동연구소를 운영해 소형 액체 로켓을 진행하고 있다.

또한 누리호 3단 자세제어용 친환경 추진시스템 연구 및 극초음속 공력시험 및 해석, 발사체구조 및 연료탱크 경량화 설계를 위한 검사기술 개발 등도 KAIST만이 할 수 있는 연구 분야다.

이와 함께 현재 차세대소형위성2호와 초소형 군집위성을 개발 중이다.

지난 30여년간 소형위성 독자개발과 우주핵심기술 선행연구 그리고 인력양성을 담당해 왔다. 지금까지 우리별 1, 2, 3호, 과학기술위성 1, 2A, 2B, 3호, 나로과학위성, 차세대소형위성 1호를 포함한 총 9기의 위성을 개발했다.

KAIST 인공위성연구소가 개발하고 있는 170㎏급 차세대소형위성2호는 올해 말 전남 고흥 나로우주센터에서 누리호 3차 발사를 통해 고도 550㎞ 우주궤도로 올려보낼 예정이다.

현재 인공위성연구소에서는 차세대소형위성2호의 위성 본체와 영상레이다를 국산화해 우주로 보낼 비행모델 제작과 종합환경시험을 진행 중이다.

영상레이다(SAR)는 가시광 영역에서 촬영하는 광학카메라와는 달리 전자파를 이용해 영상을 획득할 수 있다. 빛과 구름의 영향을 받지 않고 지상관측이 가능해 주야간 및 악천후에도 사용할 수 있는 전천후 위성관측 기술이다.

이와 동시에 광학카메라를 탑재체로 장착하는 100㎏급 소형위성인 초소형 군집위성도 개발하고 있다. 현재 위성시스템 상세설계 단계로 초소형위성 총 11기 중 첫 번째 시제기 위성은 2024년에 발사될 예정이다.

■한국형 UAM·항공국방 연구 주도

KAIST는 항공 분야 중에서도 부가가치가 높은 영역을 선도하기 위해 기술개발 경쟁에 매진하고 있다. 한국형 UAM이 대표적이다. KAIST는 UAM 기획에 적극적으로 참여하고 있다. 산업부 UAM 인력양성사업, UAM 수소탱크 검사 및 건전성모니터링 시스템 개발, 복합재 3D 프린팅 기반 기체부품 개발, 도심국소기상 예측모델 개발, UAM 운용 안전성 보장 연구, 비행 중 건전성 모니터링 및 수직이착륙비행장 스마트 격납고 등의 연구를 수행하고 있다.

뿐만 아니라 항공국방 분야에서는 유인드론 호버바이크 개발, KF-21 자동 지형추적, 능동형 레이더 연구 등을 수행 중이다.

KF-21, 무인전투기, 유무인전투기 편대 임무 수행에서의 스텔스 기술을 개발하고 있다.

또한 광역방어특화연구센터를 통해 미래 미사일 방어 시스템을 연구하고 있다.

김만기 기자