KERI 이지영 박사팀·무인탐사연구소(UEL), ‘시스템-부품’ 융합 협력체계 선제적 구축
125도 고온·고진공 견디는 모터 기술 개발… 2032년 달 탐사선 착륙 발판 마련

국내 연구진과 우주 스타트업이 손을 잡고 달과 화성 등 행성 표면을 누빌 탐사 로버(Rover)의 핵심 구동 부품을 국산화하는 데 본격 착수했다.

21일 한국전기연구원(KERI)에 따르면 KERI 항공모빌리티추진연구팀 이지영 박사팀이 우주 로봇 전문 스타트업과 함께 극한의 우주 환경을 견디는 ‘탐사 로버용 전기구동 기술’ 연구를 추진하고, 국산 부품의 실전 이력인 ‘우주 헤리티지(Space Heritage)’ 확보에 나섰다.

달과 화성 등 행성 표면을 누빌 탐사 로버용 모터와 전력변환장치를 들고 있는 이지영 KERI 박사. KERI 제공

정부의 ‘미래 우주경제 로드맵’에 따른 대한민국의 목표는 2032년 달 탐사다.

달 표면에서 자원 탐사나 환경 데이터 수집 등 독자적인 과학 임무를 수행하려면 이동형 무인 로봇인 ‘로버’의 역할이 필수적이다.

하지만 로버의 바퀴와 관절을 움직이는 핵심 부품인 ‘우주급 액추에이터(구동기)’는 현재 전량 해외 수입에 의존하고 있어 기술 자립이 시급한 과제로 지적돼 왔다.

이에 KERI 연구팀은 부품 설계 역량과 UEL의 우주 로봇 시스템 노하우를 결합하는 선구적인 협력 모델을 구축했다.

기존 국내 우주 산업에서 단절되어 있던 ‘부품 개발자’와 ‘시스템 개발자’ 간의 생태계를 잇고, 독자적인 우주 탐사 운용 능력을 확보하겠다는 구상이다.

현재 연구팀은 낮 기온이 125도에 달하는 달 표면의 극한 고온과 고진공, 미세한 모래 먼지 악조건에서도 총중량 25kg 이하의 로버가 10도의 경사로를 오르고 시속 4m 속도로 주행할 수 있는 전동기(모터) 및 전력변환장치(인버터) 기술을 선행 연구하고 있다.

컴퓨터 가상 환경에서 부품의 제어 성능을 실시간으로 검증할 수 있는 ‘실시간 성능 검증 시스템(HILS)’도 구축을 마쳤다.

특히 올해 10월로 예정된 ‘누리호 5차’ 발사는 이번 연구의 중요한 전환점이 될 전망이다.

KERI는 UEL이 추진하는 제어보드 등 핵심 부품을 누리호에 탑재해 실제 우주 환경에서 검증할 수 있도록 기술 지원에 나선다.

우주 환경은 수리가 불가능해 실전 운용 이력인 ‘우주 헤리티지’가 부품의 신뢰성을 결정짓는 절대적 기준이 되는 만큼, 이번 실증을 통해 얻은 데이터는 향후 전체 구동 시스템으로 검증 범위를 넓히는 기반이 될 예정이다.

기술 고도화 과정에서도 KERI의 정밀 분석 역량이 빛을 발했다.

연구팀은 우주용 모터와 인버터의 입·출력 특성을 실제 측정 데이터 기반으로 면밀히 분석하고, 5개월간 해외 선도 제작사와의 기술 협의를 거쳐 핵심 특성을 규명해 내는 성과를 거뒀다.

이지영 KERI 연구책임자는 “국내 우주 부품 생태계가 전무했던 상황에서 시작했으나, 지속적인 기술 개척을 통해 우주급 모터 연구의 핵심 기관으로 자리 잡았다”며 “2032년 이전까지 KERI의 독자 기술이 탑재된 탐사 로버를 달 표면에 반드시 안착시켜 대한민국의 우주 기술 독립을 완성하겠다”고 포부를 밝혔다.

창원=강승우 기자 [e-mail]