국방과학연구소 부설 방위산업기술지원센터(센터장 변용관)와 (주)쎄트렉아이는 산학연 주관 핵심기술과제인‘고효율 소형 추력기 설계기술 개발’을 통해 인공위성 추진을 위한 소형화된 고효율 전기추진시스템을 개발하였다. 이 기술은 인공위성의 궤도 조정을 위해 탑재되는 추진시스템의 연료량과 공간을 줄여 인공위성을 소형화하기 위한 핵심기술로 분류된다.

본 과제에서 개발한 ‘인공위성 추진용 전기추진시스템’은 높은 연료 효율을 바탕으로 추진시스템을 소형화 및 경량화 할 수 있다. 또한 핵심 구성품을 모듈화하여 위성내부에 효율적으로 배치할 수 있으며, 간결한 인터페이스를 제공하여‘Plug and Play’를 지원한다. 특히 운용환경을 고려하여 부품을 선정해 극심한 발사환경 및 궤도에 적합하도록 설계하였다.

이 기술은 탑재한 연료를 전기에너지로 이온화하고, 빠른 속도로 배출하여 추진력을 얻는 원리로 동작한다. 기존의 화학식 추진시스템에 비해 탑재되는 연료량을 1/5 수준으로 절감할 수 있고, 전력 변환효율을 높여 소모하는 전력을 낮출 수 있다. 일반적으로 전기추력기는 낮은 추력이 한계로 여겨졌으나, 본 과제에서는 홀(Hall) 방식2)의 전기추력기를 이용하여 국내 최대용량의 추진력을 발생하는 전기추진시스템을 독자적으로 설계하였다.

방위산업기술지원센터는 연구개발 기관 간 긴밀한 협조를 통해 인공위성에 바로 적용할 수 있는 수준(인증모델:Qualification Model)의 우주추진시스템 설계기술을 확보하였다. 본 기술은 해외 의존도가 높은 선진국 기술로, 향후 독자적인 소형인공위성 개발 시 활용될 것으로 예상된다. 나아가 추진력이 향상된 추력기를 개발한다면 중대형 위성 등에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

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